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时间:2020-07-04
《高中物理 5.1 交变电流导学案 新人教版选修 .doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、山东省菏泽一中高二物理选修3-2导学案:5.1交变电流【学习目标】1、知道交流电直流电的概念及波形图。2、知道交变电流的变化规律及表示方法。3、会分析线圈转动一周过程中电动势和电流方向的变化。【复习巩固】1、感应电流产生的条件是什么?2、判断感应电流的方向如何判断?3、感应电动势的大小如何计算?思考:如右图的所示,导体线框可绕虚线轴匀速转动,此时刻,哪几根导体切割磁感线?哪几根导体能产生感应电动势?感应电流的方向如何判断?【学习过程】(一)交变电流交变电流:和随时间周期性变化的电流叫。直流:不随时间变化的电流称为直流。恒定电流:和都
2、不随时间而改变的电流叫恒定电流。例1、下图中__________是直流电?___________是交变电流?图1思考:交变电流和直流有什么区别?归纳总结:只要________改变的电流就是交变电流.(二)交变电流的产生剖面图:①、在线圈由甲转到乙的过程中,AB边中电流向哪个方向流动?②、在线圈由丙转到丁的过程中,AB边中电流向哪个方向流动?③、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?④、为了详细的理清课本中这四个图的电流大小及方向的变化情况,完成下表的填写:课本图甲—乙乙乙—丙丙丙—丁丁丁—甲甲电流方向磁
3、通量及变化你根据上表中的信息,能回答下列问题吗?a、磁通量最大时,线圈在什么位置?此时线圈中的电流也是最大吗?b、电流方向在什么位置时方向发生变化?总结规律:中性面(1).定义:(2).特点:(三)交变电流的变化规律1.推导在磁感应强度B的匀强磁场中,矩形线圈逆时针绕中轴匀速转动,角速度为ω。图中标a的小圆圈表示线圈cd边的横截面,ab、cd长度为L1,ad、bc长度为L2,设线圈平面从中性面开始转动。则经时间t,Badvv图4①线圈与中性面的夹角是多少?②ab边速度方向与磁场方向夹角多大?③ab边的速度是多少?④ab边产生的感应电
4、动势多大?⑤线圈中感应电动势多大?若线圈的匝数为N匝呢?2.规律(1)令EM=,感应电动势的瞬时值。若线圈为N匝,EM=,。(2)若电路为纯电阻,外电阻为R,线圈内阻为r,则瞬时电流为:i=_______________________________________________,。(3)若外电阻为R,线圈内阻为r,路端电压的瞬时值为:u=______________________________________________,。结论:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的感应电流是按规律变化的,这种交变电流叫
5、,简称。3.思考:(1)如果从线圈与磁场平行的位置开始计时,写出感应电动势的表达式?(2)如果从与中性面成θ角的位置开始计时,感应电动势的表达式又是怎样?4.几种常见的交变电流波形例2.如图所示为矩形线圈产生交变电流的示意图,若已知N匝线圈的面积为s,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈绕00′轴旋转的角速度为ω,则从图示位置开始计时线圈产生的瞬时感应电动势的表达式()A.e=NBSωsinωtB.e=NBSωsin2ωtC.e=NBSωcosωtD.e=NBSωcos2ωt课堂练习:1如图,矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,
6、当转到图示位置时()A.线圈中感应电流的方向为adcbB.穿过线圈的磁通量为0C.穿过线圈的感应电流为0D.穿过线圈的磁通量的变化率为02.如图所示的100匝矩形线框绕OO′轴匀速转动,角速度为4πrad/s,ab=cd=0.2m,ad=bc=0.1m,线圈总电阻为R=1Ω,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、感应电流的最大值分别是多少?(2)线圈从图示位置转过30°时感应电动势的瞬时值是多大?O′OcdbaB(3)从图示时刻开始计时,写出感应电动势的瞬时表达式。
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