高二物理交变电流导学案

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1、即墨市北中学高二物理课前预习案课题交变电流编写人鲁宁瑞审核人顾相辉使用时间2010.12.6学习目标1．掌握交流发电机及其产生正弦式电流的原理，正弦式电流的图象和三角函数表达，2．理解最大值与有效值，周期与频率；3．知道电阻、电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗重点交流的基本概念难点交流电路的分析与计算自主学习知识点.1．交变电流的产生和变化规律________和________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流________不随时间变化的电流称为直流大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流2．中性面：

2、_______________________________磁通量___________特点磁通量的变化率____________感应电动势e＝________，_______感应电流感应电流方向________，线圈转动一周，感应电流方向改变______次3.正弦式电流的产生和变化规律1.产生：在匀强磁场里，绕垂直于磁场方向的轴匀角速转动的线圈里产生正弦式电流。2.变化规律：（1）函数形式：N匝面积为S的线圈绕垂直磁场平行线圈平面的轴以角速度转动，从中性面开始计时，则，用表示峰值，则，电流（2）图象：描述正弦式电流的特征量1.有效值：跟交变电

3、流的等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值，对正弦式交流电，其有效值与峰值间的关系为：，，2.瞬时值：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向，瞬时值是时间的函数，不同时刻瞬时值不同。正弦交流电瞬时值的表达式为e=EmsinωtU=Umsinωt3.峰值：即最大的瞬时值。4.周期和频率：交变电流完成一次周期性变化所用的时间叫周期；1秒内完成周期性变化的次数叫频率，它们和角频率间的关系为5、电感和电容对交变电流的阻碍作用可概括为：电感是___________，电容是______________。即墨市北中学高二物理课堂探究案课题交变电流活动

4、与探究例1矩形线圈abcd的边长ab=cd=40cm,bc=da=30cm,共有200匝，以300r/min的转速在磁感强度为0.2T的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴OO′匀速转动,在t=0时刻处于图所示位置.此线圈产生的感应电动势最大值Em=Ｖ，有效值为E＝____Ｖ，再转过°出现第一次中性面。例2一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线框，当线框转至中性面时开始计时。t1=1/60s，线框中感应电动势为50V，当t2=1/30s时，线框中感应电动势为50V，求：（1）感应电动势的最大值；（2）线框转动的角速度的大小；（3）线框中感应

5、电动势的瞬时表达式。变式交流发电机的原理如左下图所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO/轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如右下图所示，已知线圈的电阻为R=2.0Ω.求：⑴通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？⑵矩形线圈转动的周期是多少？⑶线圈电阻上产生的电热功率是多少？OO/BOi/At/10-2s2123456⑷保持线圈匀速转动，1分钟内外界对线圈做的功是多少？变式匀强磁场的磁感应强度B，边长L的正方形线圈abcd共N匝,线圈电阻为r,线圈绕垂直于磁感线的轴OO’以如图所示的角速度ω匀速转动,外电路电阻为R.⑴在

6、答卷图中标出此刻线圈感应电流的方向.(2)转动过程中感应电动势的最大值有多大?(3)线圈平面与磁感线成60°时的感应电动势多大?(4)设发电机由柴油机带动,其他能量损失不计,线圈转一周,柴油机要做多少功?(5)从图示位置开始,线圈转过600的过程中通过电阻R的电量是多少？BbcadO’ωOR活动与探究变式．如图所示的100匝矩形线框绕OO′轴匀速转动，转速为120r/min。ab=cd=0.2m，ad=bc=0.1m，磁感应强度B＝1T，试求：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值是多少？（2）感应电动势的瞬时表达式；O′OcdbaB（3）线圈与外

7、电路组成闭合电路时，总电阻为100Ω，从图示位置计时，求电流的瞬时表达式及t=1/12s时的电流。（4）从图示位置转过90°和180°的过程中，平均感应电动势分别为多大？［例3］表示交变电流随时间变化图象如图所示，则交变电流有效值为A.5AB.5AC.3.5AD.3.5A变式两个完全相同的电热器分别通以图中（a）和(b)所示的电流最大值相等的正弦交变电流和方波交变电流，则这两个电热器的热功率之比P甲：P乙=_______________。i/At图2变式、如图2所示为一交流电随时间变化的图象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，则该交变电流的有效值

8、为A..即墨市市北中学高二物理课后巩固案120-120.10.20.3t/sU/v1交流发电机在工作时的电动势为e＝Emsinwt，若将