第一節(jié)《交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律》導(dǎo)學(xué)案

1、For pers onal use only in study and research; not for commercial use 莆高二物理 WL-10-02-016 芀第五章第一節(jié)交變電流導(dǎo)學(xué)案 艿編寫人：劉小芹審核人：熊家學(xué)編寫時間：2010-12 蒆班級：組別：組名：姓名： 蒄【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 蝕1能講出正弦交流電的產(chǎn)生原理，并能區(qū)分中性面和中性面的垂面及其特點。 羀2會推導(dǎo)正弦交流電的瞬時值表達(dá)式，能計算正弦交流電的最大值。 蒈【重點難點】 薂學(xué)習(xí)重點：正弦交流電的產(chǎn)生原理分析。 莃學(xué)習(xí)難點：正弦交流電的瞬時值表達(dá)式推導(dǎo)。 螀【學(xué)法指導(dǎo)】 芅先運用電磁感應(yīng)的知識定性分析課本中圖5.

2、1-3所示的四個畫面，找到中性面，分 析其特點和交流電的變化規(guī)律，再進(jìn)一步推導(dǎo)正弦式交流電的瞬時值表達(dá)式和最大值計算式， 羅【知識鏈接】 螂磁通量磁通量的變化率動生電動勢E = BLv 蒀【學(xué)習(xí)過程】 莇知識點一：交變電流的產(chǎn)生 肅問題1生活中我們從墻面插座孔中獲得電流早就習(xí)以為常，那么，這樣的電流與手電筒中 的電流什么不同？ 膂課本中圖5.1-3所示的四個畫面分別抓取了單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中，從線圈平面與磁場 方向垂直開始，逆時針轉(zhuǎn)動一周的四個重要位置。請同學(xué)們思考以下問題： 羇問題2:在線圈從甲位置到乙位置的過程中，AB邊中的電流向哪個方向流動？ 莈在線圈從丙位置到丁位置的過程中，AB邊

3、中的電流向哪個方向流動？ 蒅問題3:當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到什么位置時沒有電流，線圈平面與磁場方向關(guān)系怎樣？（平行、垂直） 此時的面稱為中性面，穿過線圈平面的磁通量是最大，還是零？當(dāng)線圈中有電流時，線圈平 面與磁場方向關(guān)系怎樣？穿過線圈平面的磁通量是最大，還是零？ 蟻問題4:從切割磁感線的角度來看，線圈轉(zhuǎn)動時，哪些邊在切割磁感線？當(dāng)無電流時，AB 邊的速度與磁感線什么關(guān)系（平行、垂直）此時磁通量的變化率是最大，還是為零？當(dāng)有電 流時，AB邊的速度與磁感線什么關(guān)系 （平行、垂直）此時磁通量的變化率是最大，還是為零？ 蚇問題5:將上述三個問題匯聚到下列表格中 膅特殊位置 薄甲 肀乙 蕆丙 芇丁 螞B與S的關(guān)系

4、蒀 膈 羋 肅 罿磁通量的大小 袈 肅 膃 薃 蠆磁通量的變化 腿從甲到乙 蒅從丙到丁 荿 羄 蚄電流的方向（字母表 蒁 腿 肆 螂 示） 袁磁通量的變化率 袀 肇 結(jié)論：當(dāng)線圈在 位置時感應(yīng)電動勢為零，在 位置時感應(yīng)電動勢最大， 并且整個過程 變化，線圈轉(zhuǎn)到一周，感應(yīng)電流方向改變 次 知識點二：交變電流的圖像和變化規(guī)律 問題1在圖5.1-3中乙位置時，令磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，AB邊長為L1，BC邊長為L2，匝數(shù)為 n,勻速轉(zhuǎn)動的角速度為-，試求：此時切割動生電動勢的最大值Em。（畫出此時的電流方 向） =f 問題2:從甲位置開始計時，經(jīng)過時間t，線圈平面與中性面間的夾角為t （，t ）試求： AB

5、門丄二如； 感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式。（在圖中畫出線圈及電流的方向）戶 問題3:上面推導(dǎo)了正弦交流電電動勢的瞬時值表達(dá)式，當(dāng)交變電流結(jié) 合歐姆定律，寫出端電壓、電流的瞬時值表達(dá)式嗎？ 問題4:畫出通過電流表的電流隨時間變化的曲線，從E經(jīng)過電阻R流向F的電流記為正，反 之為負(fù)，在橫軸上標(biāo)出線圈到達(dá)甲、乙、丙、丁幾個位置的時刻 問題5:若開始計時，線圈是從乙位置開始轉(zhuǎn)動的，則電流變化的曲線是怎樣的？ 問題6:正弦交流電是一種最簡單又最基本的交變電流，課本中展示了常見的幾種交變電流 的波形，請記住它們的名稱。甲圖為： ，乙圖為： , 丙圖為： 小結(jié)：上面的推導(dǎo)表明： 在圖5.1-3中產(chǎn)生的交流電是按

6、 規(guī)律變化的，其 瞬時值的表達(dá)式是正弦形式，還是余弦形式取決于 ，即：從中性面計時， 是正弦形式；從中性面的垂面計時，是余弦形式。兩者本質(zhì)上是一致的，我們稱這種交流電 為正弦交流電。 【知識應(yīng)用】 1.下列各圖中表示交變電流的是（） （B級）2個矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動是產(chǎn)生的交變電動勢為e二220 sin 100二t,則下 列判斷正確的是： A. t=0時，線圈為中性面位置 B. t=0時，穿過線圈的磁通量最大 C. .t=0時，線圈的有效邊切割速度方向垂直于磁感線 D. t=0.1s時，線圈中感應(yīng)電動勢達(dá)到峰值 （B級）3.交流發(fā)電機(jī)在工作時的電動勢為e =Em sint，若將其電樞的

7、轉(zhuǎn)速提高一倍，其它 條件不變，則其電動勢變?yōu)椋ǎ?cot t A. e = Emsin- 2 B. e=2Emsin t C. e=2Emsin2，t D. e = 2Em sin - 2 （C級）4.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的電動勢最大值是 311V,其線圈共100匝，在勻強(qiáng)磁 場中勻速轉(zhuǎn)動的角速度為100二（rad/s ）求（1）從中性面開始計時，寫出電動勢的瞬時值 表達(dá)式（2）此發(fā)電機(jī)和外電路組成閉合回路時，總電阻為 （3）求線圈中磁通量變化率的最大值 【歸納小結(jié)】 【當(dāng)堂檢測】 （A級）1一矩形線圈，在勻強(qiáng)磁場中繞軸轉(zhuǎn)動，線圈中 的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化規(guī)律如圖所示，則：若使 其

8、瞬時值表達(dá)式為 e = Em sin t的形式，則應(yīng)從下列哪 個時刻開始計時 A. t|B. t2 C. t3 D. t4 （B級）2線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交流電動勢為 正確的是（） A. t =0時，線圈平面垂直于轉(zhuǎn)軸B. C. t =0時，導(dǎo)線切割磁感線的有效速度最大D. 100歐，求t=1/600秒時的電流 e = 10 2sin20t伏，則下列說法中 t = 0時，穿過線圈的磁通量最大 t=0.4s時，e有最大值10 2 V 【學(xué)習(xí)反思】 以下無正文 僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途 to員bkogA.nrogeHKO TOpMenob3ygoiflCH6yHeHuac egoB u HHuefigoHM ucno 員 B3OBaTbCEb KOMMepqeckuxqe 員 ex. For personal use only in study and research; not for commercial use. Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung,