高中物理 第五章 交变电流 第1节 交变电流教学案 新人教版选修
15页1、我带领班子成员及全体职工,积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习,同时认真学习业务知识,全面提高了自身素质,增强职工工作积极性,杜绝了纪律松散1交变电流知识内容交变电流考试要求必考加试c课时要求1.知道交变电流,能区分直流和交变电流2知道交流发电机的基本结构与工作原理,了解中性面的概念3知道正弦式交变电流的图象描述4知道正弦式交变电动势、电压、电流的瞬时值表达式,理解峰值的意义5区分特殊位置的磁通量与磁通量变化率,理解磁通量变化率与电动势之间的关系.一、对交变电流的认识导学探究(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?(2)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?并解释看到的现象图1答案(1)当接在干电池两端时,只有一个发光二极管会亮(2)当接在手摇式发电机两端时,两个发光二极管间或的闪亮,原因是发电机产生与直流不同的电流,两个发光二极管一会儿接通这一个,一会儿再接通另外一个,电流方向不停地改变知识梳理1交变电流:大小和方向随时间做周期性变化的电流叫交变电流,简称交流2方向不随时间变化的电流称为直流注意:对直流电流和交变电流的区分主要是看电流方
2、向是否变化3正弦式交变电流:按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流,简称正弦式电流即学即用判断下列说法的正误(1)交变电流的大小一定随时间变化()(2)大小和方向都不随时间变化的电流才是直流电()(3)交变电流的大小可以不变,但方向一定随时间周期性变化()答案(1)(2)(3)二、交变电流的产生导学探究假定线圈绕OO轴沿逆时针方向匀速转动,如图2甲至丁所示请分析判断并填空图2转动过程电流方向甲乙BADC乙丙BADC丙丁ABCD丁甲ABCD(填“ABCD”或“BADC”)2在甲、乙、丙、丁四个位置中,线圈转到甲或丙位置时线圈中的电流最小,为零线圈转到乙或丁位置时线圈中电流最大知识梳理1正弦式交变电流的产生条件:将闭合矩形线圈置于匀强磁场中,并绕垂直磁场方向的轴匀速转动2中性面:线圈平面与磁感线垂直时的位置(1)线圈处于中性面位置时,穿过线圈的最大,但线圈中的电流为零(2)线圈每次经过中性面时,线圈中感应电流的方向都要改变线圈转动一周,感应电流的方向改变两次即学即用判断下列说法的正误(1)只要线圈在磁场中转动,就可以产生交变电流()(2)线圈在通过中性面时磁通量最大,电流也最大()(3)
3、线圈在通过垂直中性面的平面时电流最大,但磁通量为零()(4)线圈在通过中性面时电流的方向发生改变()答案(1)(2)(3)(4)三、交变电流的变化规律知识梳理1正弦式交变电流电动势的瞬时值表达式:(1)当从中性面开始计时:eEmsin_t.(2)当从与中性面垂直的位置开始计时:eEmcos_t.2正弦式交变电流电动势的峰值表达式:(1)EmnBS.(2)峰值与线圈的形状无关,与转动轴的位置无关(填“有关”或“无关”) 即学即用有一个正方形线圈的匝数为10匝,边长为20 cm,线圈总电阻为1 ,线圈绕OO轴以10 rad/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0.5 T,该线圈产生的交变电流电动势的峰值为_,电流的峰值为_,若从中性面位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为_图3答案6.28 V6.28 Ae6.28sin 10t V解析电动势的峰值为EmnBS100.50.2210 V6.28 V电流的峰值为Im6.28 A感应电动势的瞬时值表达式为eEmsin t6.28sin 10t V.一、交变电流的产生例1(多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转
4、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的方向就改变一次D线框经过中性面时,各边切割磁感线的速度为零答案CD解析线框位于中性面时,线框平面与磁感线垂直,穿过线框的磁通量最大,但此时切割磁感线的两边的速度与磁感线平行,即不切割磁感线,所以感应电动势等于零,此时穿过线框的磁通量的变化率也等于零,感应电动势或感应电流的方向也就在此时刻发生变化线框垂直于中性面时,穿过线框的磁通量为零,但切割磁感线的两边都垂直切割,有效切割速度最大,所以感应电动势最大,也可以说此时穿过线框的磁通量的变化率最大,故C、D选项正确搞清两个特殊位置的特点:(1)线圈平面与磁场垂直时:e为0,i为0,为最大,为0.(2)线圈平面与磁场平行时:e为最大,i为最大,为0,为最大二、交变电流的变化规律1峰值表达式EmNBS,Im,UmImR2正弦交变电流的瞬时值表达式(1)从中性面位置开始计时eEmsin t,iImsin t,UUmsin t(2)从与中性面垂直的位置开始计时eEmco
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