第五章交变电流1.交变电流导学案.doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date第五章交变电流1.交变电流导学案第五章交变电流1.交变电流导学案5.1交变电流导学案教学目标：1 会观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流、直流的概念2 分析线圈转动一周中电动势和电流方向的变化，能对交变电流的产生有比较清楚的了解，具有运用基本原理解决新情境下问题的能力。3 知道交变电流的变化规律即表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理意义。教学重点：交变电流的产生及表达式的推导教学难点：交变电流的产生及推导学生自主学习：1交变电流的产生和变化规律_和_随时间做_变化的电流叫做交变电流，简称交流_不随时间变化的电流称为直流。大小和方向都不随时间变化的电流叫做_电流2中性面：_磁通量_ ，磁通量的变化量_ 磁通量的变化率_特点 感应电动势 e_，_感应电流 感应电流方向_，线圈转动一周，感应电流方向改变_次3.正弦式电流的产生和变化规律（1）产生考虑下面几个问题：1.图5.1-3中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.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.大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E经负载流向F的电流为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。（2）变化规律根据图回答下面几个问题：线圈与中性面的夹角是多少？ab边速度多大？ab边速度方向与磁场方向夹角多大？ab边产生感应电动势多大？线圈中感应电动势多大？（1） 函数形式：N匝面积为S的线圈绕垂直磁场平行线圈平面的轴以角速度转动，从中性面开始计时，则电压，（=）， 电流 电压u=IR=Im Rsinwt从与中性垂直位置开始计时：（ 写出对应的表达式） （2）图象：正弦式图像：锯齿形扫描电压波形：矩形脉冲波形：例1 矩形线圈abcd的边长ab=cd=40cm,bc=da=30cm,共有200匝，以300r/min的转速在磁感强度为0.2T的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴OO匀速转动,在t=0时刻处于图所示位置.此线圈产生的感应电动势最大值Em= ，有效值为E_，再转过 °出现第一次中性面。OOcdbaB例2 如图所示的100匝矩形线框绕OO轴匀速转动，转速为120r/min。ab=cd=0.2m，ad=bc=0.1m，磁感应强度B1T，试求：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值是多少？（2）感应电动势的瞬时表达式；课后巩固练习120-120.10.20.3t/sU/v1、交流发电机在工作时的电动势为eEmsinwt，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为（ ）A.Emsinwt/2 B.2Emsinwt/2 C.Emsin2wt D.2Emsin2wt2、矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）（A）1 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快，（B）2 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大，（C）交流电压的最大值为36V，频率为0.25Hz，（D）交流电压的最大值为36V，周期为4 s。3、如图13-1-5是某交流发电机产生的交变电流的图像，根据图像可以判（ ）A、此交变电流的频率为5HzB、此交变电流的周期为0.1s C、将标有“12V、3W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光 D、图像上对应的0.15s时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面dcbaBOO4.如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动沿OO观察，线圈逆时针转动，已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时（ ）A线圈中感应电流方向为abcda B线圈中感应电流为C穿过线圈的磁通量为0 D穿过线圈的磁通量的变化率为05.一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬时值的表达式为e=220sin100tV，下列说法中正确的是：( )A频率是50Hz B当t=0时，线圈平面与中性面重合C当t=1/100 s时，e的值最大为220V D线圈转动的角速度为314rad/s6、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示,下面说法中正确的是（ ）A.t1时刻通过线圈的磁通量为零 B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值最小7.一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线框，当线框转至中性面时开始计时。t1=1/60s，线框中感应电动势为50V，当t2=1/30s时，线框中感应电动势为50V，求：（1）感应电动势的最大值； （2）线框转动的角速度的大小；（3）线框中感应电动势的瞬时表达式。8.匀强磁场的磁感应强度B，边长L的正方形线圈abcd共N匝,线圈电阻为r ,线圈绕垂直于磁感线的轴OO 以如图所示的角速度匀速转动,外电路电阻为R .在答卷图中标出此刻线圈感应电流的方向.(2)转动过程中感应电动势的最大值有多大?(3)线圈平面与磁感线成60°时的感应电动势多大?(4)从图示位置开始,线圈转过600的过程中通过电阻R的电量是多少？BbcadO ORet0t1t2t3t4Em-Em-