2017教科版高中物理选修（3-2）2.1《交变电流》word学案

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1、学案1　交变电流[学习目标定位]1.会观察电流(或电压)的波形图，理解交变电流和直流的概念.2.理解交变电流的产生过程，会分析电动势和电流方向的变化规律.3.知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的瞬时值、峰值的物理含义．1．感应电动势的大小基本式：E＝N(法拉第电磁感应定律)导出式：E＝(导体切割磁感线时的感应电动势)2．感应电动势的方向基本规律：定律.导出规律：定则.一、交变电流1．恒定电流：和都不随时间变化的电流．2．交变电流：和随时间作周期性变化的电流．3．正弦交变电流：电流随时间按规律变化的交变电流．二、正弦交变电流的产生和表述1．产生：闭合线圈在匀强磁场中

2、绕的轴匀速转动．2．表述：(1)电动势瞬时值表达式为e＝.(2)当正弦交变电流的负载为灯泡等用电器时，负载两端的电压u、流过的电流i也按变化，即u＝，i＝.一、交变电流[问题设计]1.把图1所示电路接在干电池的两端时，可以观察到什么现象？图12．把图1中电路接在手摇式发电机两端时，又会观察到怎样的现象？[要点提炼]1．交变电流：方向随时间作变化的电流叫交变电流，简称．2．直流：不随时间变化的电流叫直流．对直流电流和交变电流的区分主要是看电流是否变化．3．图像特点(1)恒定电流的图像是一条与时间轴．(2)交变电流的图像有时在时间轴的上方，有时在时间轴的下方，方向随时间作变化．二

3、、正弦交变电流的产生和表述[问题设计]如图2所示是线圈ABCD在磁场中绕轴OO′转动时的截面图．线圈平面从中性面开始转动，角速度为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.设AB边长为L1，BC边长为L2，线圈面积S＝L1L2，磁感应强度为B，线圈转动角速度为ω则：图2(1)甲、乙、丙位置AB边产生的感应电动势各为多大？(2)甲、乙、丙位置整个线圈中的感应电动势各为多大？(3)若线圈有N匝，则甲、乙、丙中整个线圈的感应电动势各为多大？[要点提炼]1．正弦式交变电流的产生：将闭合线圈置于中，并绕的轴转动．2．正弦式交变电流瞬时值

4、表达式：(1)当从中性面开始计时：e＝.(2)当从与中性面垂直的位置开始计时：e＝.3．正弦式交变电流的峰值表达式：Em＝与线圈的形状及转动轴的位置(填“有关”或“无关”)4．两个特殊位置：(1)中性面：线圈平面与磁场.e为，i为，Φ，为.(填“0”或“最大”)线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流方向都要改变，线圈转动一周，感应电流方向改变次．(2)垂直中性面：线圈平面与磁场.E，I，Φ为，.(填“0”或“最大”)5．正弦式交变电流的图像及应用：或　　　从中性面计时　　　从垂直中性面(B∥S)计时(1)线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时，开始计时时线圈所处的位置不同，得到的i－t

5、图像也就不同；(2)分析有关交变电流的图像问题时，要注意从图像中找出两个特殊位置所对应的时刻．一、交变电流的判断例1　如下图所示图像中属于交流电的有(　　)二、正弦式交变电流的产生例2　矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是(　　)A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次D．线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零三、交变电流的规律例3　有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20cm，线圈总电阻为1Ω，线圈绕OO′

6、轴以10πrad/s的角速度匀速转动，如图3所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5T，问：图3(1)该线圈产生的交变电流电动势的峰值、电流的峰值分别是多少．(2)若从中性面位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的表达式．(3)线圈从中性面位置开始，转过30°时，感应电动势的瞬时值是多大．四、交变电流的图像例4　线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生的交变电流的图像如图4所示，由图中信息可以判断(　　)图4A．在A和C时刻线圈处于中性面位置B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C．从A～D线圈转过的角度为2πD．若从O～D历时0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次

7、1．(交变电流的产生)下列各图中，线圈中能产生交变电流的有(　　)2．(交变电流的规律)如图5所示，矩形线圈abcd放在匀强磁场中，ad＝bc＝l1，ab＝cd＝l2.从图示位置起该线圈以角速度ω绕不同转轴匀速转动，则(　　)图5A．以OO′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωsinωtB．以O1O1′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωsinωtC．以OO′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωcosωtD．以OO′为转轴跟以ab为转轴一样，感应电动势e＝Bl1l2ωsin(ωt＋)3．(交变电流的图像