《三相交变电流》导学案3

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1、三相交变电流教学目标1．使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。2．掌握交变电流的变化规律及表示方法。3．理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。教学重点、难点重点:交变电流产生的物理过程的分析。难点:交变电流的变化规律及应用。（一）自学新课看课本P31，内容和做一做部分，将手摇发电机与二极管组成闭合电路。当手柄快速转动时，观察到什么现象?，这种现象说明：发电机能够产生交变电流，则，叫做交变电流。通过看课本自学以下问题：1、交变电流的产生为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线?

2、。ab边向右、cd边向左运动时，线圈中感应电流的方向沿着方向流动的。当ab边向左、cd边向右运动时，线圈中感应电流的方向如何?感应电流是沿着方向流动的。线圈平面与磁感线平行时，ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向，即两边都垂直切割磁感线，此时产生感应电动势。线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小?当线圈平面跟磁感线垂直时，ab边和cd边线速度方向都跟磁感线，即，此时感应电动势。基本概念：（1）中性面——。（2）线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但。（3）线圈越过中性面，线圈中I感方向要。线圈转一周，感应电流方向改变。2．交变电流的变化规律设线圈平面从中性面开始

3、转动，角速度是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，如右图所示。设ab边长为L1，bc边长L2，磁感应强度为B，这时ab边产生的感应电动势多大?eab=BL1vsinωt=BL1·ωsinωt=BL1L2sinωt此时整个线框中感应电动势多大?e=eab+ecd=BL1L2ωsinωt若线圈有N匝时，相当于N个完全相同的电源串联，e=，令Em=，叫做感应电动势的峰值，e叫做感应电动势的瞬时值。根据部分电路欧姆定律，电压的最大值Um=ImR，电压的瞬时值U=Umsinωt。电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用

4、来表示，如下图所示：3．几种常见的交变电波形（二）课堂总结本节课主要学习了以下几个问题：1．矩形线圈在匀强磁场中绕方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流。2．从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=，感应电动势的最大值为Em=。3．中性面的特点：磁通量，但e。（三）实例探究交变电流的图象、交变电流的产生过程【例1】一矩形线圈，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的变化如图所示。下面说法中正确的是（D）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C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大

5、D．每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大交变电流的变化规律【例2】：一交变电流电压表达式为u=20sin314tV，则这个交流电压的峰值Um=____，有效值U=____，周期T=____，频率____．画出它的图象．分析：把已知的交流电压和标准式相对照即得．解：已知电压u=20sin314t，这个交流电压的u-t图像如图所示．综合应用【例3】如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=2T，匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，角速度ω=200rad/s。已知ab=0.1m，bc=0.2m，线圈的总电阻R=40Ω，试求：（1）感应电动势的最大值，感

6、应电流的最大值；（2）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；（3）画出感应电流的瞬时值i随ωt变化的图象；（4）当ωt=30°时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？（5）线圈从图示位置转过的过程中，感应电动势的平均值是多大？课堂小结：。作业：课后1-5题