2023年怎样产生交变电流超详细导学案.pdf
2.怎样产生交变电流导学案 【学习目标】（1）、知道什么是直流,什么是交流.（2）、掌握交变电流的产生和变化规律.（3）、掌握正弦式交变电流的产生原理.【复习巩固】1、导体切割磁感线时产生感应电动势大小的表达式为:E=_.2、运用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤是：（1）、明确研究的闭合回路中_的方向；（2）、明确穿过闭合回路的磁通量是_还是_;（3）、由楞次定律判断出_的方向；（4）、由安培定则判断出_的方向。3、右手定则 伸开右手，使拇指与其余四指_，并且都与_在一个平面内。让磁感线从_进入，并使_指向导体运动的方向，这时_所指的方向就是感应电流的方向。【自主学习】一.交变电流 1 定义：和 随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流，用符号 表示；的电流，叫做直流，用符号 表示。2、特点：随时间周期性变化是交变电流的最重要的特征 二、中性面 1定义：与磁感线 的平面叫做中性面 2中性面特点：（1）穿过线圈的磁通量最 ；（2）磁通量的变化率最 ；（3）电动势e及电流I均为 ；三.正弦式电流 1定义：随时间按 规律变化的电流叫做正弦式交变电流，简称正弦式电流 说明：在我国工农业生产及生活中使用的交变电流都是 式交变电流，但并非只有按正弦规律变化的电流才叫交变电流 2.正弦式电流的规律：假定线圈从跟磁感线垂直的平面（也叫中性面）开始转动，则产生的交变电流的瞬时值表达式为iImsin t；电动势瞬时值的表达式为e ；电压瞬时值表达式为u 【预习自测】1、如图中 为交变电流，而 _就不是交变电流,正弦式交变电流的图象是 2、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时()A线圈平面与磁感线方向平行 B线圈平面与磁感线方向垂直 C通过线圈的磁通量达到最大值 D通过线圈的磁通量为零【自主探究】一:交变流电的产生 1、将课本图 2-8是交流发电机的示意图可用下图 5-1-1，阅读课本 42-43页对交流发电机的介绍，并结合课本图 2-8,小组先交流讨论以下四个问题：、在线圈由 a 转到 b 的过程中，ab 边中电流向哪个方向流动？、在线圈由 c 转到 d 的过程中，ab 边中电流向哪个方向流动？、当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？、为了详细的理清课本中这四个图的电流大小及方向的变化情况，完成下表的填写：课本图 ab b bc c cd d da a 电流方向 磁通量及变化 2、你根据上表中的信息，能回答下列问题吗？a、线圈在什么位置时，磁通量最大？此时线圈中的电流也是最大吗？b、线圈在什么位置时，磁通量最小？此时线圈中的电流也是最小吗？c、电流方向在什么位置时方向发生变化？总结规律：中性面(1).定义:(2).特点:针对训练 1、关于中性面，下列说法正确的是（）A、中性面就是穿过线圈的磁通量为零的面 B、线圈经过中性面时，感应电流为零，感应电动势为零 C、线圈经过中性面，电流方向一定发生变化 D、线圈每转一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次。二:交变电流的变化规律 你能将上面 a、b、c、d 四个立体图转化成平面图(正视图)吗？推导：如果设 ab 边长为 L1，ad 边长为 L2，线圈在匀强磁场中匀速转动的角速度为，AB边到转轴 O的距离为 L2/2,从上图 a 的位置开始计时,你能否根据以上条件，推导出线圈在转动过程中，感应电动势随时间变化的表达式？骤是明确研究的闭合回路中的方向明确穿过闭合回路的磁通量是还是由的方向就是感应电流的方向自主学习一交变电流定义和随时间作周性变面中性面特点穿过线圈的磁通量最磁通量的变化率最电动势及电流均为 同类变式：若从上图 b 的位置经过时间 t，推导出线圈在转动过程中，感应电动势随时间变化的表达式？【总结规律】1、产生正弦交流电的条件是:当线圈在 磁场中绕 于磁场方向的轴做 转动时，线圈中就产生正弦式电流 2、假设线圈有 N匝，LabLcdL1，LadLbcL2以的角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动，则任一时刻 t 线圈中的感应电动势为:(1)假定线圈从跟磁感线垂直的平面（即中性面）开始转动，则产生的电动势瞬时值的表达式为 e 交变电流的瞬时值表达式为 i 电压瞬时值表达式为 u (2)假定线圈从跟磁感线平行的平面开始转动，则产生的电动势瞬时值的表达式为 e 交变电流的瞬时值表达式为 i 电压瞬时值表达式为 u 强调：产生正弦式交变电流的条件推广：转轴只要垂直于磁场就可以了，并不一定在线圈上；线圈的形状也可以是各种形状。骤是明确研究的闭合回路中的方向明确穿过闭合回路的磁通量是还是由的方向就是感应电流的方向自主学习一交变电流定义和随时间作周性变面中性面特点穿过线圈的磁通量最磁通量的变化率最电动势及电流均为【针对训练】2.有一 10 匝正方形线框，边长为 20 cm，线框总电阻为 1 ，线框绕 OO轴以 10 rad/s 的角速度匀速转动，如图垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为 0.5 T问：(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？(2)写出感应电动势随时间变化的表达式(3)线框从图示位置转过 60 时，感应电动势的瞬时值是多大？【课后训练】1如图所示，表示交变电流的图象是 2.如下图所示，能够产生交变电流的情况是()3如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度 转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在 02这段时间内()A线圈中的感应电流一直在减小 B线圈中的感应电流先增大后减小 C穿过线圈的磁通量一直在减小 D穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小 4矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动时产生的交流电动势为 e=Emsint伏，当线圈的匝数增加一倍，转速也增大一倍，其他条件不变时，则交流电动势为：e=tEm2sin2 e=tEm4sin4 e=tEm2sin e=tEm2sin4 5如图所示的 100 匝线圈，ab=cd=0.2m，ad=bc=0.1m，磁感应强度=0.1T，角速度 5rad/s，则线圈产生的感应电动势最大值为 ，从中性面开始转动的产交流电动势瞬时值为 e 。a b c d o o骤是明确研究的闭合回路中的方向明确穿过闭合回路的磁通量是还是由的方向就是感应电流的方向自主学习一交变电流定义和随时间作周性变面中性面特点穿过线圈的磁通量最磁通量的变化率最电动势及电流均为
