高二物理《交变电流》教案

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1、高二物理《交变电流》教案一、概念规律题组1．图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是(　　)2．下面关于交变电流的说法中正确的是(　　)A．交流电器设备上所标的电压值和电流值是交变电流的峰值B．用交流电流表和电压表测定的数值是交变电流的瞬时值C．给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下指的都是有效值D．跟交变电流有相同的热效应的直流电数值是交变电流的有效值3．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图1甲所示的匀强磁场中

2、．通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是(　　)图1A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小二、思想方法题组4．两个完全相同的电热器，分别通以图2甲、乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比P甲∶P乙等于(　　)图2A.∶1B．2∶1C．4∶1D．1∶15．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图3所示，由图可知(　　)图3A．

3、该交流电的电压的有效值为100VB．该交流电的频率为25HzC．该交流电压瞬时值的表达式为u＝100sin25tVD．若将该交流电压加在阻值为100Ω的电阻两端，则该电阻消耗的功率为50W一、正弦式交流电产生的原理图4矩形线框绕垂直于匀强磁场的轴O转动时，线圈的两条边切割磁感线产生感应电动势，如图4所示．设线圈的匝数为n，转动角速度为ω，两对边分别为l1和l2(其中ab边为l1，ad边为l2)．若从中性面开始计时，经时间t转到如图所示位置．则t时间线框转过ωt角．ab边产生的电动势e1＝nBl1ω

4、·l2sinωt.cd边产生的电动势e2＝nBl1ω·l2sinωt.由右手定则可知：e1和e2环绕方向相同．故总电动势e＝e1＋e2＝nBl1l2ωsinωt＝nBSωsinωt.其中nBSω为电动势的最大值．图5【例1】如图5所示，边长为l的正方形线圈abcd的匝数为n，ad边的中点和bc边的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B，线圈与外电阻R构成闭合电路，整个线圈的电阻为r.现在让线圈以OO′连线为轴，以角速度ω匀速转动，从图示时刻开始计时，求：(1)闭合电路中电流瞬时值

5、i的表达式；(2)当t＝时，电阻R两端的电压值．　[针对训练1]　(2011·天津·4)在匀强磁场中，一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图6所示，产生的交变电动势的图象如图7所示，则(　　)　　　　　图6　　　　　　　　图7A．t＝0.005s时线框的磁通量变化率为零B．t＝0.01s时线框平面与中性面重合C．线框产生的交变电动势有效值为311VD．线框产生的交变电动势频率为100Hz二、正弦式交流电的图象的应用　　物理量　　函数(从中性面计时)图象磁通量Φ＝Φmcosωt　＝BScos

6、ωt电动势e＝Emsinωt　＝nBSωsinωt路端电压u＝Umsinωt　电流i＝Imsinωt　【例2】如图8(a)所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时为计时起点，如图(b)所示，并规定当电流自a流向b时为正方向．则下面所示的四幅图中正确的是(　　)图8[规范思维]　　　图9[针对训练2]　(2008·广东单科·5)小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间成正弦函

7、数关系，如图9所示，此线圈与一个R＝10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是(　　)A．交变电流的周期为0.125sB．交变电流的频率为8HzC．交变电流的的有效值为AD．交变电流的的最大值为4A三、非正弦交流电有效值的计算方法只有正弦式交变电流才能用的关系，其他交变电流都不满足这一关系，只能根据有效值的定义进行计算．计算时要注意两点，一：若交变电流正负半周最大值不相等时，应分段计算电热；二：取一个周期计算电热．【例3】如图10所示为一交变电流的i－t图象，该交变电流的有效值

8、为多少？图10[针对训练3]　图11(2011·安徽·19)如图11所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为(　　)A.B.C.D.四、交流电四值的比较和应用物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e＝Emsinωti＝Imsinωt计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值Em＝nBSωIm＝讨论电容器的击穿电