5.1 交变电流 学案(人教版选修3-2)

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1、5.1交变电流学案(人教版选修3-2)1交变电流学案(人教版选修3-2)1.大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做__________,方向不随时间变化的电流称为______,大小和方向都不随时间变化的电流称为__________.2.线圈在______磁场中绕____________的轴匀速转动时,产生交变电流,此交变电流按正弦规律变化叫做________________电流,其电动势的瞬时值表达式为e=__________,其中E=________3.下列各图中,哪些情况线圈中能产生交流电(

2、  )4.下图所示的4种电流随时间变化的图中,属于交变电流的有(  ).矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,下列说法中正确的是(  )A.在中性面时,通过线圈的磁通量最大B.在中性面时,感应电动势最大.穿过线圈的磁通量为零时,感应电动势也为零D.穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化率也为零【概念规律练】知识点一 交变电流的产生1.如图1所示为演示交变电流产生的装置图,关于这个实验,正确的说法是(  )图1A.线圈每转动一周,指针左右摆动两次B.图示位置为中性面,线圈中无感应电流.图示

3、位置ab边的感应电流方向为a→bD.线圈平面与磁场方向平行时,磁通量变化率为零2.处在匀强磁场中的矩形线圈abd,以恒定的角速度绕ab边转动,磁场方向平行于纸面并与ab垂直。在t=0时刻,线圈平面与纸面重合(如图2所示),线圈的d边离开纸面向外运动。若规定由a→b→→d→a方向的感应电流为正,则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是(  )知识点二 交变电流的变化规律3.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动,转速为240r/in,若线圈平面转至与磁场方向平行时的电动势为2V,则从中性面开始计时,所产生

4、的交流电动势的表达式为e=________V,电动势的峰值为________V,从中性面起经148s,交流电动势的大小为________V4.有一个10匝正方形线框,边长为20,线框总电阻为1Ω,线框绕′轴以10πrad/s的角速度匀速转动,如图3所示,垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0T.问:图3(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少?(2)线框从图示位置转过60°时,感应电动势的瞬时值是多大?(3)写出感应电动势随时间变化的表达式.【方法技巧练】一、瞬时值、平均

5、值的计算方法.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动,线圈共100匝,转速为10πr/in,在转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为003b,则线圈平面转到与磁感线平行时,感应电动势为多少?当线圈平面与中性面夹角为π3时,感应电动势为多少?6.如图4所示,匝数为n,面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中匀速转动,角速度为ω,求线圈从图示位置转过180°时间内的平均感应电动势.图4二、交变电流图象的应用7.矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动.线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图

6、所示.下面说法中正确的是(  )图A.t1时刻通过线圈的磁通量为零B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e变换方向时,通过线圈的磁通量绝对值都为最大8.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间的变化图象如图6所示,则下列说法中,正确的是(  )图6A.t=0时刻,线圈平面与中性面垂直B.t=001s时刻,穿过线圈平面的磁通量的变化率最大.t=002s时刻,线圈中有最大感应电动势D.t=003s时刻,线圈中有最大感

7、应电流参考答案前预习练1.交变电流 直流 恒定电流2.匀强 垂直于磁感线 正弦式交变 Esinωt nBSω3.BD [A中线圈中的磁通量始终是零,故无感应电流产生;B、、D中都是线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,故能产生交流电,则B、、D正确.]4.D [恒定电流是强弱和方向都不随时间改变,交变电流是强弱和方向都随时间改变,正弦式交变电流是按正弦规律变化的交变电流,图象中数值的正、负表示电流方向.A选项中电流数值总为正,表示电流方向不变,是恒定电流.B选项中图象虽为正弦,但由于电流总是

8、正值,表示电流方向不变,电流大小随时间变化,也是恒定电流.、D选项中电流强度和方向都随时间做周期性变化,是交变电流.因此,是交变电流的只有和D,是正弦式交变电流的只有D].A [中性面和磁场垂直,磁通量最大,磁通量的变化率为零.]堂探究练1. [线圈在磁场中匀速转动时,在电路中产生呈周期性变化的交变电流,线圈经过中性面时电流改变方向,线圈每转动一周,有两次通过中性面,电流方向改变两次,指针左右摆动一次,故A错;线圈处于图示位置时,ab边向右运动,由右手定则,ab边的感应电流方向为a

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