高中物理選修1-1《交變電流》教案

1、高中物理選修1-1交變電流教案 高中物理選修1-1交變電流教案 一、 預(yù)習(xí)目標(biāo) 1、知道交變電流產(chǎn)生的原理 2、知道交變電流的變化規(guī)律及物理量間的關(guān)系 二、預(yù)習(xí)內(nèi)容 1、交變電流 _和_隨時(shí)間做_異化的電流叫做交變電流，簡(jiǎn)稱(chēng)交流( ) _不隨時(shí)間異化的電流稱(chēng)為直流( ) 大小和方向都不隨時(shí)間異化的電流叫做_電流 2、交變電流的產(chǎn)生 (1)過(guò)程分析 特殊位置 甲 乙 丙 丁 戊 B與S的關(guān)系 磁通量的大小 4個(gè)過(guò)程中 的異化 電流方向 磁通量的變化率 (2)中性面：_ 磁通量_ 磁通量的變化率_ 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=_，_感應(yīng)電流 感應(yīng)電流方向_，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變_次 課內(nèi)探究學(xué)案 一、

2、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、理解交變電流的產(chǎn)生原理及變化規(guī)律; 2、理解描述交變電流幾個(gè)物理量以及它們之間的關(guān)系; 學(xué)習(xí)重難點(diǎn)：交變電流的產(chǎn)生原理、變化規(guī)律及物理量間的關(guān)系 二、學(xué)習(xí)過(guò)程 1、為什么矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框里能產(chǎn)生交變電流? 2、交變電流的產(chǎn)生過(guò)程中的兩個(gè)特殊位置及特點(diǎn)是什么? (1)中性面：與勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感線垂直的平面叫中性面.線圈平面處于跟中性面重合的位置時(shí); (a)線圈各邊都不切割磁感線，即感應(yīng)電流等于零; (b)磁感線垂直于該時(shí)刻的線圈平面，所以磁通量最大，磁通量的變化率為零. (c)交變電流的方向在中性面的兩側(cè)是相反的. (2)線圈平面處于跟中性面垂直的位置時(shí)，線圈平面平行

3、于磁感線，磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流均最大，電流方向不變. 3、交變電流的變化規(guī)律： 如圖5-1-1所示為矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的四個(gè)過(guò)程： 當(dāng)以線圈通過(guò)中性面對(duì)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)時(shí)，交變電流的函數(shù)表達(dá)式：e=Em sint，其中Em=2NBLv=NBS;i=Im sint，其中Im=EmR。 當(dāng)以線圈通過(guò)中性面對(duì)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)時(shí)，交變電流的函數(shù)表達(dá)式：e=Em sint，其中Em=2NBLv=NBS;i=Im sint，其中Im=EmR。 圖5-1-2所示為以線圈通過(guò)中性面時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的交變電流的e-t和i-t圖象： 三、反省總結(jié) 1.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(繞與磁

4、場(chǎng)垂直的軸)時(shí)，線圈中產(chǎn)生正弦交變電流，從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為： e=NBSsint= Emsint et圖線是一條正弦曲線. 2.中性面特點(diǎn)：最大，而e=0. 四、當(dāng)堂檢測(cè) 1、交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e= Emsint ，若將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提升一倍，同時(shí)將電樞所圍面積減少一半，其它條件不變，則電動(dòng)勢(shì)為( ) A、e= Emsin(t2) B、e= 2Emsin(t2) C、e= Emsin2t D、e= Em2sin2t 答案：C 2、如圖是一個(gè)正弦交變電流的it圖象，根據(jù)這一圖象，該交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式為-A 答案：i=5sin(5t) 課后練習(xí)與提升 1、如圖甲中所示，一矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈所圍面積的磁通量隨時(shí)間t異化的規(guī)律如圖乙所示，下列論述正確的是( ) A、t1時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大; B、t2時(shí)刻導(dǎo)線ad的速度方向跟磁感線垂直; C、t3時(shí)刻線圈平面與中性面重合; D、t4 、t5時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向相同 答案：B C 2、如圖所示，一交流發(fā)電機(jī)的線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)N=100，線圈電阻r=3，ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T， 電阻R=311，當(dāng)線圈以n=300rmin的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求： 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值; t=0時(shí)刻，