高中物理 第五章 交变电流 5.1 交变电流教案 新人教版选修3.doc

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1、5.1交变电流【知识回顾】情景：如图矩形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕其中轴OO’,以ω的角速度匀速转动。Ab边长为L1,cd边长为L2.(1)图示位置穿过线圈平面的磁通量为(2)画出此时的俯视图，标出各边的速度方向。（3）此时哪几个边做切割磁感线运动？产生的感应电动势多大？方向怎样？（4）若线圈由图示位置经过时间t，转过的角度是，此时通过线圈平面的磁通量的表达式是试画出其图像。（5）图像的斜率反映了什么，怎样变化？【学习目标】1．通过观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流和直流的概念。2．能够利用电磁感应的规律

2、分析线圈转动1周过程中四个特殊位置上磁通量、感应电动势和感应电流大小和方向的变化特点，对交变电流的产生有比较清楚的了解。3．会用图象表示正弦式交流电压（或电流）的变化规律。能由图像推导出其表达式，清楚各量的含义。【自主学习】一、交变电流：（快速阅读课本P31，认识交流电和直流电，完成下列问题。时间：3分钟）1．定义：和随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流，用符号表示；的电流，叫做直流，用符号表示。2、特点：随时间周期性变化是交变电流的最重要的特征．3、如图中均为交变电流，而____就不是交变电流．二4．正弦式电流（先

3、阅读课本P32，了解交流发电机模型的构造和各器件的作用，然后按提纲要求思考和回答有关问题。时间：15分钟）1、定义：随时间按规律变化的电流叫做正弦式交变电流，简称正弦式电流．说明：①在我国工农业生产及生活中使用的交变电流都是正弦式电流，但并非只有按正弦规律变化的电流才叫交变电流．②正弦式交变电流的图象是曲线2、正弦式电流产生：（1）①图5.1-3甲中，穿过线圈平面的磁通量为②画出此时的正视图,标出相应边的速度。③分析AB、BC、CD、DA四个边是否产生感应电动势④计算出此时线圈的感应电动势大小（2）依次回答图5.1-3中，乙、丙

4、、丁三个位置中的上述4个问题位置磁通量正视图各边切割磁感线情况产生的感应电动势4（3）在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？（4）当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？这些位置磁通量及磁通量的变化率有什么特点？(5)大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线。（设从E经电流表流向F的电流方向记为正，反之为负。转动一周所用时间为T，在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。）3、正弦式电流的表达式：（1）试根据图像写出

5、其数学表达式（2）假设线圈有N匝，Lab＝Lcd＝L1，Lad＝Lbc＝L2．以ω的角速度匀速转动，则任一时刻t线圈中的感应电动势为：（3）假定线圈从跟磁感线垂直的平面（即中性面）开始转动，则产生的电动势瞬时值的表达式为e＝(其中Em表示)电压瞬时值表达式为u＝交变电流的瞬时值表达式为I＝【自我检测】1、有人说：在图5.3-1中，线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，因而线圈中的感应电动势最大；线圈平面跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为0，因而感应电动势为0。这种说法对不对？为什么？2、．如图所示的100匝矩形线框

6、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：O′OcdbaB（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；【你的疑问】4【当堂检测】1．关于交变电流和直流电的说法中，正确的是（）A．如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化2．如图所示，表示交变电流的图象是（）3、当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀

7、速转动时：（1）当线圈与磁感线垂直时：磁通量_____，感应电动势_____,是电流方向_________的位置（2）当线圈与磁感线平行时：磁通量，感应电动势_____（3）线圈连续匀速转动的过程中：电流的大小和方向都做______变化4．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图象如图所示，则在时刻（）A．t1，t3线圈通过中性面B．t2，t4线圈中磁通量最大C．t1，t3线圈中磁通量变化率最大D．t2，t4线圈平面与中性面垂直5．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，穿过矩形线圈的磁通量Φ-t图象如图所示，则在时刻（）A．t

8、1，t3线圈通过中性面B．t2，t4线圈中磁通量最大C．t1，t3线圈中磁通量变化率最大D．t2，t4线圈平面与中性面垂直6、一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s。（1）试写出电动势瞬时值