高中人教物理選擇性必修二(學(xué)案)交變電流

1、7/7交變電流【學(xué)習(xí)目標】1使學(xué)生理解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是中性面。2掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。3理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準確含義?！緦W(xué)習(xí)重難點】1交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析。2交變電流的變化規(guī)律及應(yīng)用?！緦W(xué)習(xí)過程】一、交變電流1直流電流（DC）_的電流稱為直流。2交變電流（AC）大小和方向都隨時間作_的電流，叫做交變電流（俗稱交流）。隨時間按_規(guī)律變化的交變電流，叫做正弦式電流，正弦式電流的圖像可以是_，也可以是_。例題1下列表示交變電流的有（ ）答案：CE演示：觀察交變電流的方向現(xiàn)象：_說明：手搖發(fā)電機輸出的是_。二、交變電流的產(chǎn)生1產(chǎn)生機理如圖所示，將一個

2、平面線圈置于勻強磁場中，線圈與外電路相連，組成閉合回路，使線圈繞_磁感線的軸OO做勻速轉(zhuǎn)動時線圈中就會產(chǎn)生交變電動勢和交變電流。2中性面平面線圈在勻強磁場中旋轉(zhuǎn)，當(dāng)線圈平面_于磁感線時，各邊都不切割磁感線，線圈中沒有_，這個位置叫做_。線圈位于中性面時，穿過線圈的磁通量_，磁通量的變化率_，感應(yīng)電動勢_。線圈經(jīng)過中性面時，內(nèi)部的感應(yīng)電流方向要_。例題2一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈通過中性面時（ ）A線圈平面與磁感線方向平行B通過線圈的磁通量達到最大值C通過線圈的磁通量變化率達到最大值D線圈中的電動勢達到最大值答案：B三、交變電流的變化規(guī)律在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，矩形線圈AB邊長

3、為L1，BC邊長為L2，逆時針繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度為，從中性面開始計時，經(jīng)時間t，線圈中的感應(yīng)電動勢是多少？分析：線圈與中性面的夾角是多少？AB邊速度方向與磁場方向夾角多大？AB邊的速度是多少？AB邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢多大？線圈中感應(yīng)電動勢多大？若線圈的匝數(shù)為N匝呢？總結(jié)：1電動勢e隨時間變化的規(guī)律：_2負載兩端的電壓u隨時間變化的規(guī)律：_3電流i隨時間變化的規(guī)律：_其中等于線圈轉(zhuǎn)動的角速度，_根據(jù)函數(shù)，結(jié)合數(shù)學(xué)知識，繪制圖象：思考：磁通量變化規(guī)律？幾種常見的交變電波形四、交流發(fā)電機1發(fā)電機的基本組成：用來產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的線圈（叫電樞）用來產(chǎn)生磁場的磁極2發(fā)電機的基本種類：旋轉(zhuǎn)電樞式

4、發(fā)電機（_）旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機（_）【鞏固練習(xí)】1判斷正誤：（1）只要線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，就可以產(chǎn)生交變電流。（ ）（2）當(dāng)線圈中的磁通量最大時，產(chǎn)生的電流也最大。（ ）（3）當(dāng)線圈平面與磁場垂直時，線圈中沒有電流。（ ）（4）按正弦規(guī)律變化的交變電流稱為正弦式交變電流。（ ）（5）電子技術(shù)中所用到的交變電流全都是正弦式交變電流。（ ）2一閉合矩形線圈abcd繞垂直于磁感線的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動，線圈平面位于如圖甲所示的勻強磁場中。通過線圈的磁通量隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是（ ）At1、t3時刻通過線圈的磁通量變化率最大Bt1、t3時刻線圈中感應(yīng)電流方向改變Ct2、t4時刻線圈中

5、磁通量最大Dt2、t4時刻線圈中感應(yīng)電動勢最小3如圖所示，一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO以恒定的角速度轉(zhuǎn)動，從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，則在這段時間內(nèi)（ ）A線圈中的感應(yīng)電流一直在減小B線圈中的感應(yīng)電流先增大后減小C穿過線圈的磁通量一直在減小D穿過線圈的磁通量的變化率先減小后增大4如圖所示為演示交變電流產(chǎn)生的裝置圖，關(guān)于這個實驗，正確的說法是（ ）A線圈每轉(zhuǎn)動一周，指針左右擺動兩次B圖示位置為中性面，線圈中無感應(yīng)電流C圖示位置ab邊的感應(yīng)電流方向為abD線圈平面與磁場方向平行時，磁通量變化率為零5有一個10匝正方形線框，邊長為20cm，線框總電阻為1，線框繞OO軸

6、以10rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示，垂直于線框平面向里的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為0.5T。問：（1）該線框產(chǎn)生的交變電動勢最大值、電流最大值分別是多少？（2）線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60時，感應(yīng)電動勢的瞬時值是多大？（3）寫出感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式。6如圖所示為交流發(fā)電機示意圖，線圈的AB邊連在金屬滑環(huán)K上，CD邊連在滑環(huán)L上，導(dǎo)體做的兩個電刷E、F分別壓在兩個滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接。關(guān)于其工作原理，下列分析正確的是（ ）A當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，穿過線圈的磁通量最大B當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，線圈中的感應(yīng)電流最大C當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間，穿

7、過線圈的磁通量最小D當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間，線圈中的感應(yīng)電流最小7如圖甲所示，單匝矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強磁場中，線圈軸線OO與磁場邊界重合。線圈按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動。若從圖示位置開始計時，并規(guī)定電流方向沿abcda為正方向，則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時間變化的圖像是圖乙中的（ ）8關(guān)于交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律，下列說法中正確的是（ ）A周期性變化的電流叫作交變電流B交流發(fā)電機線圈中磁通量最大時，感應(yīng)電動勢也最大C當(dāng)線圈平面與磁感線平行時，線圈中的感應(yīng)電動勢一定為零D交變電流一定按正弦規(guī)律變化E線圈繞垂直于磁場方向的軸在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動就可以產(chǎn)生正弦式交變電流9如圖中各圖面積均為S的線圈均繞其對稱軸或中心軸在勻強磁場B中以角速度勻速轉(zhuǎn)動，能產(chǎn)生正弦交變電動勢e=BSsint的圖是（ ）10一個匝數(shù)N=100匝的線圈所包圍的面積S=0.02m2，在勻強磁場B=0.5T中繞垂直于磁感線的軸以角速度=100rad/s勻速轉(zhuǎn)動時，在線