2019-2020年高中物理第5章交变电流1交变电流同步备课教学案新人教版选修3-2

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1、2019-2020年高中物理第5章交变电流1交变电流同步备课教学案新人教版选修3-2[学习目标]1.会观察电流(或电压)的波形图，理解交变电流和直流的概念.2.理解交变电流的产生过程，会分析电动势和电流方向的变化规律.3.知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的瞬时值、峰值的物理含义．一、对交变电流的认识[导学探究]　(1)把图1所示电路接在干电池的两端时，可以观察到什么现象？(2)把图1中电路接在手摇式发电机两端时，又会观察到怎样的现象？并解释看到的现象．图1答案　(1)当接在干电池两端时，只有一个发光二极管会亮．

2、(2)当接在手摇式发电机两端时，两个发光二极管间或的闪亮，原因是发电机产生与直流不同的电流，两个发光二极管一会儿接通这一个，一会儿再接通另外一个，电流方向不停地改变．[知识梳理]　对交变电流的认识：(1)交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流．(2)直流：方向不随时间变化的电流称为直流．注意：对直流电流和交变电流的区分主要是看电流方向是否变化．(3)正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流．[即学即用]　判断下列说法的正误．(1)交变电流的大小一定随时间变化．(　　)

3、(2)大小和方向都不随时间变化的电流才是直流电．(　　)(3)交变电流的大小可以不变，但方向一定随时间周期性变化．(　　)(4)交变电流不稳定，很容易“烧坏”家电．(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×二、交变电流的产生[导学探究]　假定线圈绕OO′轴沿逆时针方向匀速转动，如图2甲至丁所示．请分析判断：图2(1)线圈转动一周的过程中，线圈中的电流方向的变化情况．(2)线圈转动过程中，当产生的感应电流有最大值和最小值时线圈分别在什么位置？答案　(1)转动过程电流方向甲→乙B→A→D→C乙→丙B→A→D→C丙→丁A

4、→B→C→D丁→甲A→B→C→D(2)线圈转到乙或丁位置时线圈中的电流最大．线圈转到甲或丙位置时线圈中电流最小，为零，此时线圈所处的平面称为中性面．[知识梳理]　正弦式交变电流的产生条件及中性面的特点：(1)正弦式交变电流的产生条件：将闭合矩形线圈置于匀强磁场中，并绕垂直磁场方向的轴匀速转动．(2)中性面：线圈平面与磁感线垂直时的位置．①线圈处于中性面位置时，穿过线圈的Φ最大，但线圈中的电流为零．②线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流的方向都要改变．线圈转动一周，感应电流的方向改变两次．[即学即用]　判断下列说法的正误．(1

5、)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流．(　　)(2)线圈在通过中性面时磁通量最大，电流也最大．(　　)(3)线圈在通过垂直中性面的平面时电流最大，但磁通量为零．(　　)(4)线圈在通过中性面时电流的方向发生改变．(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√三、交变电流的变化规律[导学探究]　如图3所示，线圈平面从中性面开始转动，角速度为ω.经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt.设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈面积S＝L1L2，磁感应强度为B，则：图3(1)

6、ab边产生的感应电动势为多大？(2)整个线圈中的感应电动势为多大？(3)若线圈有N匝，则整个线圈的感应电动势为多大？答案　(1)eab＝BL1vsinωt＝BL1sinωt＝BL1L2ωsinωt＝BSωsinωt.(2)整个线圈中的感应电动势由ab和cd两部分组成，且eab＝ecd，所以e1＝eab＋ecd＝BSωsinωt.(3)若线圈有N匝，则相当于N个完全相同的电源串联，所以e＝NBSωsinωt.[知识梳理]　交变电流的瞬时值及峰值：(1)正弦式交变电流电动势的瞬时值表达式：①当从中性面开始计时：e＝Emsinωt

7、.②当从与中性面垂直的位置开始计时：e＝Emcosωt.(2)正弦式交变电流电动势的峰值表达式：Em＝nBSω.与线圈的形状无关，与转动轴的位置无关．(填“有关”或“无关”)[即学即用]　有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20cm，线圈总电阻为1Ω，线圈绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动，如图4所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5T，该线圈产生的交变电流电动势的峰值为，电流的峰值为，若从中性面位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为．图4答案　6.28V　6.28A　e＝6.28sin10πtV解析　电动势的峰值

8、为Em＝nBSω＝10×0.5×0.22×10πV＝6.28V电流的峰值为Im＝＝6.28A瞬时值表达式为e＝Emsinωt＝6.28sin10πtV.一、交变电流的产生例1　(多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是(　　)A．当线框位于