交变电流导学案.docx

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1、交变电流导学案交变电流学案课件练习 交变流电学案学习目标1、理解交变电流的产生原理及改变规律；2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系；3、理解电感、电容器对交变电流有阻碍作用的缘由？自主学习一、交变电流的产生1、什么是中性面？2、当线圈处于中性面时，穿过线圈的磁通量，感应电流为，而当线圈垂直于中性面时，穿过线圈的磁通量为，感应电流。3、线圈每转动一周，电流方向变更次，电流方向变更时，线圈处于什么位置？我国日常生活中运用的交变电流一秒中电流方向变更次。二、交变电流的描述1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？2、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是：

2、，是不是对一切交变电流都是如此？ 3、在我们常常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？ 三、电感、电容1、试分析电感电容器对交变电流有阻碍作用的缘由？感抗与容抗与那些因素有关？有什么关系？ 2、扼流圈分为低频扼流圈和高频扼流圈：那低频扼流圈的作用是：，高频扼流圈的作用是：。 典型例题例1：一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的改变如图所示，下列说法中正确的是（）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肯定值最大；C、t3时刻通过线圈的磁通量改变率的肯定值最大；D、每当e变更方向时，通过线

3、圈的磁通量的肯定值都为最大 例2、如图表示一交变电流的电流随时间而改变的图象，此交变电流的有效值（）A、52AB、5AC、3.52AD、3.5A 例3：如图，矩形线圈面积为s，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R。求：、写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；、假如线圈从图示位置起先计时，写出电动势的瞬时表达式；、当线圈由图示位置转过900的过程中，电阻R上所产生的热量；、当线圈由图示位置转过900的过程中，通过电阻R的电荷量。 针对训练1、沟通发电机在工作时电动势为e=Emsint，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积削减一半

4、，其它条件不变，则电动势为（）A、e=Emsin（t/2）B、e=2Emsin（t/2）C、e=Emsin2tD、e=Em/2sin2t 2、一电热器接在10v的电源上，产生的热功率为P,把它改接到另一正弦交变电路中，要使产生的热功率为原来的一半，假如忽视电阻值随温度的改变，则该交变电流的电压的最大值为等于（）A、5vB、14vC、7.1vD、10v 3、如图是一个正弦交变电流的it图象，依据这一图象，该沟通电的瞬时值表达式为A,它的有效值为A。 4、如图所示，A、B、C为三个相同的灯泡，a、b、c为与之串联的三个元件，E1为直流电源，E2为沟通电源。当开关S接“1”时，A、B两灯均正常发光，

5、C灯不亮。S接“2”时，A灯仍正常发光，B灯变暗，C灯正常发光。由此可知，a元件应是b元件应是c元件应是。 5、一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场方向与轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，则磁感应强度B=，在t=T/12时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于。 6、如图所示，表示一沟通电的电流随时间的改变图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该沟通电的有效值为多少？ 7、如图所示，一沟通发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数N=100，线圈电阻r=3，ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感应强度B=0.5T，电阻R=311，当线圈以n=300

6、r/min的转速匀速转动时，求：感应电动势的最大值；t=0时刻，线圈在图示位置，写出此交变电流电动势的瞬时值表达式；此电压表的示数是多少？ 实力训练1、如图甲中所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量随时间t改变的规律如图乙所示，下列论述正确的是（）A、t1时刻线圈中感应电动势最大；B、t2时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直；C、t3时刻线圈平面与中性面重合；D、t4、t5时刻线圈中感应电流方向相同 2、已知交变电流i=Imsint,线圈从中性面起先转动，转动了多长时间，其瞬时值等于有效值（）A、2/B、/2C、/4D、/2 3、如图，形金属导轨水平

7、放置，导轨上跨接一金属棒ab，与导轨构成闭合电路，并能在导轨上自由滑动，在导轨左侧与ab平行放置的导线cd中。通有如图所示的交变电流。规定电流方向自c向d为正，则ab棒受到向左的安培力的时间是（）A、0t1B、t1t2C、t2t3D、t3t4 4、在如图所示电路图中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，沟通电源的电压u=2202sin100tV，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下列说法正确的是（）A、电流表示数增大B、电压表示数增大C、灯泡变暗D、灯泡变亮 5、如图所示，接在沟通电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是（）A、把电介质插入电容器，灯泡变

8、亮；B、增大电容器两板间的距离，灯泡变亮；C、削减电容器两板间的正对面积，灯泡变暗；D、使交变电流频率减小，灯泡变暗 6、如图所示，有一闭合的正方形线圈，匝数N=100，边长为10cm，线圈总电阻为10，线圈绕OO轴在B=0.5T的匀强磁场中转动，每分钟转1500转，则线圈平面从图示位置转过30度时，感应电动势的值是V。 7、一沟通电压的瞬时值表达式为U=15sin100t，将该沟通电压加在一电阻上，产生的电功率为25W，那么这个电阻的阻值。 8、有一沟通电压的改变规律为U=311sin314t，若将辉光电压是220V的氖管接上此沟通电压，则在1s内氖管发光的时间为多少？9、一小型发电机内的矩

9、形线圈在匀速磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100，穿过每匝的磁通量随时间按正弦规律改变，如图所示，发电机内阻r=5.0，外电路电阻R=95。已知感应电动势的最大值Em=nm。其中m为穿过每匝线圈磁通量的最大值。求串联在外电路中的沟通电流表（内阻不计）的读数？OO轴以n=10r/s的转速匀速转动，磁场的磁感应强度B=0.1T，线圈的匝数N=100匝，电阻r=1。线圈两端分别接在两个固定于OO轴上且彼此绝缘的金属滑环上，外电路接有R=9的电阻，并接有一只志向沟通电压表。求：、电压表的读数；、若从线圈通过中性面起先计时，转过900过程中，通过电阻R的电荷量；、在1mi

10、n内，作用在线圈上的外力所做的功是多少？ 11将阻值为5的电阻接到内阻不计的沟通电源上，电源电动势随时间改变的规律如图所示。下列说法正确的是()A电路中交变电流的频率为0.25HzB通过电阻的电流为AC电阻消耗的电功率为2.5WD用沟通电压表测得电阻两端的电压是5V 12如图甲所示电路，电阻R的阻值为50，在ab间加上图乙所示的正弦沟通电，则下面说法中错误的是（）A沟通电压的有效值为100VB电流表示数为2AC产生该沟通电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14rad/sD假如产生该沟通电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍 13一正弦沟通电的电压随时间改变的规律如图所示。由图可知（）A该

11、沟通电的电压瞬时值的表达式为u100sin(25t)VB该沟通电的频率为25HzC该沟通电的电压的有效值为D若将该沟通电压加在阻值R100的电阻两端,则电阻消耗的功率时50W14A如图a所示，AB两端接直流稳压电源，UAB100V，R040W，滑动变阻器总电阻R20W，当滑动片处于变阻器中点时，C、D两端电压UCD为V,通过电阻R0的电流为_A。 14B如图b所示，自耦变压器输入端A、B接沟通稳压电源，其电压有效值UAB100V，R040W，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值UCD为V，通过电阻R0的电流有效值为_A。 15电阻R1、R2与沟通电源根据图1方式连接，R1=10，

12、R2=20。合上开关S后，通过电阻R1的正弦交变电流i随时间t改变的状况如图2所示。则()A通过R1的电流有效值是1.2ABR1两端的电压有效值是6VC通过R2的电流最大值是1.2ADR2两端的电压最大值是6V 16图a为某型号电热毯的电路图，将电热丝接在u156sin120tV的电源上，电热毯被加热到肯定温度后，由于P的作用使输入的正弦沟通电仅有半个周期能够通过，即电压变为图b所示波形，从而进入保温状态，则此时沟通电压表的读数是()A156VB110VC78VD55V 17两个相同的灯L1和L2，接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当a、b处接电压最大值Um、频率

13、f为的正弦沟通电源时，两灯都发光，且亮度相同。更换一个新的正弦沟通电源后，灯L1的亮度高于灯L2的亮度，新电源的电压最大值和频率可能是（）A最大值仍为Um，而频率大于fB最大值仍为Um，而频率小于fC最大值大于Um，而频率仍为fD最大值小于Um，而频率仍为f 18、如图2所示电路中，假如沟通电的电压不变而频率降低，则三盏电灯的亮度改变状况是（）A、三盏电灯的亮度都不变；B、L1的亮度变亮，L2的亮度变暗，L3的亮度不变；C、L2的亮度变亮，L1的亮度变暗，L3的亮度不变；D、L1的亮度变亮，L3的亮度变暗，L2的亮度不变。 19“二分频”音箱内有高频、低频两个扬声器。音箱要将扩音机送来的含有不

14、同频率的混合音频电流按高、低两个频段分别出来，送往相应的扬声器。图为音箱的简化电路图，凹凸频混合电流由a、b端输入，L是线圈，C是电容器。则下列推断中正确的是()A甲扬声器是低频扬声器BC的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器CL的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D乙扬声器中的电流的最大值肯定比甲中的大 20.如图14-14所示，边长为L的正方形线圈abcd的匝数为n，线圈电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B，现在线圈以OO为轴，以角速度匀速转动，求：闭合电路中电流瞬时值的表达式线圈从图示位置转过90的过程中电阻R上产生的热量线圈从图示位

15、置转过90的过程中通过R的电荷量电阻R上的最大电压 21用单位长度电阻为r0=0.05/m的导线绕制一个n=100匝、边长a=0.20m的正方形线圈，线圈两端与阻值R=16的电阻连接构成闭合回路，如图甲所示。线圈处在匀称磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B的大小随时间改变的关系如图乙所示。求：（1）在01.010-2s时间内，通过电阻R的电荷量；（2）1min内电流通过电阻R所产生的热量；（3）线圈中所产生的感应电流的有效值。沟通电学案答案自主学习：一、交变电流的产生1：线圈平面与磁场垂直时的平面叫做中性面2：最大，零，零，最大。3：2，中性面，100。二、交变电流的描述1：最大值：,

16、瞬时值：从线圈转至中性面起先计时（从转至平行磁感线起先计时），有效值：平均值：2：不是3：有效值：通常所说的交变电流的电流、电压；沟通电表读数；沟通电器的额定电压、额定电流，保险丝的电流等都是指有效值，求解沟通电产生的热量问题时用有效值。最大值：电容器的耐压值是最大值平均值：若计算通过电路某一截面的电量,需用电流的平均值三、电感、电容1:2：通直流，阻沟通，通低频，阻高频。 典型例题：例1：D例2：B针对训练：1：C，2：D，4：a电阻，b电感线圈，c电容5:ACD， 实力训练：1：BC，2：C，3：AC，4：BC，5：ACD，7：4.5，8：0.5s，9：，10：；0.01C；，11:C，1

17、2：C，13：BD，14：80V、2A，15：BD，16：C，17：A，18：B，19：AB，20： 高二物理交变电流复习学案 变电流的产生：线圈在匀强磁场中绕_于磁场的轴匀速转动，产 生按_规律改变的电流。线圈转至中性面时，穿过线圈的磁通量_ ，而感应电动势_。 2表征交变电流的物理量：周期T，频率f，关系_；峰值：Em、I m、Um；有效值：E、I、U 3正弦交变电流的改变规律： 瞬时值表达：e=_，i=_，u=_ 峰值：Em=_； 正弦交变电流有效值与峰值的关系：E=_，I=_，U=_ 4电感电容对交变电流的影 高二物理怎样产生交变电流导学案 2.怎样产生交变电流导学案宝鸡石油中学牛虹【

18、学习目标】（1）、知道什么是直流,什么是沟通.（2）、驾驭交变电流的产生和改变规律.（3）、驾驭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、运用楞次定律推断感应电流方向的一般步骤是：（1）、明确探讨的闭合回路中_的方向；（2）、明确穿过闭合回路的磁通量是_还是_;（3）、由楞次定律推断出_的方向；（4）、由安培定则推断出_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：和随时间作周期性改变的电流，叫做交

19、变电流，简称沟通，用符号表示；的电流，叫做直流，用符号表示。2、特点：随时间周期性改变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）磁通量的改变率最；（3）电动势e及电流I均为；三.正弦式电流1定义：随时间按规律改变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运用的交变电流都是式交变电流，但并非只有按正弦规律改变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）起先转动，则产生的交变电流的瞬时值表达式为iImsint；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

20、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是沟通发电机的示意图可用下图5-1-1，阅读课本42-43页对沟通发电机的介绍，并结合课本图2-8,小组先沟通探讨以下四个问题：、在线圈由a转到b的过程中，ab边中电流向哪个方向流淌？、在线圈由c转到d的过程中，ab边中电流向哪个方向流淌？、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？、为了具体的

21、理清课本中这四个图的电流大小及方向的改变状况，完成下表的填写：课本图abbbcccdddaa电流方向磁通量及改变2、你依据上表中的信息，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改变？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，电流方向肯定发生改变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

22、变更一次。二:交变电流的改变规律你能将上面a、b、c、d四个立体图转化成平面图(正视图)吗？ 推导：假如设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的位置起先计时,你能否依据以上条件，推导出线圈在转动过程中，感应电动势随时间改变的表达式？ 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，感应电动势随时间改变的表达式？ 【总结规律】1、产生正弦沟通电的条件是: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

23、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）起先转动，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起先转动，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，并不肯定在线圈上；线圈的形态也可以是各种形态。【针对训练】2.有一10匝正方形线框，边长为20cm，线框总电阻为1，线框绕OO轴以10rad/s的角速度匀速转动，如图垂直于线框平面对里的匀强磁场的磁感应强度为0.5T问：(1)该线框产生的交变电流电动势最

24、大值、电流最大值分别是多少？(2)写出感应电动势随时间改变的表达式(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状况是() 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起先计时，则在02这段时间内()A线圈中的感应电流始终在减小B线圈中的感应电流先增大后减小C穿过线圈的磁通量始终在减小D穿过线圈的磁通量的改变率始终在减小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沟通电动势为e=Emsint伏，当线圈的匝数增加一倍，转速也

25、增大一倍，其他条件不变时，则沟通电动势为：e=e=e=e=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，从中性面起先转动的产沟通电动势瞬时值为e。 电感和电容对交变电流作用 电感和电容对交变电流作用 教学目的： 1、了解电感对电流的作用特点 2、了解电容对电流的作用特点 教学重点：电感和电容对交变电流的作用特点 教学难点：电感和电容对交变电流的作用特点 教学方法：启发式综合教学法 教学用具：小灯泡、线圈（有铁芯）、电容器、沟通电源、直流电源 教学过程： 一、引入： 在直流电流电路中，电压、电流和电

26、阻的关系遵从欧姆定律，在沟通电路中，假如电路中只有电阻，例如白炽灯、电炉等，试验和理论分析都表明，欧姆定律仍适用但是假如电路中包括电感、电容，状况就要困难了 二、讲授新课： 1、电感对交变电流的作用： 试验：把一线圈与小灯泡串联后先后接到直流电源和沟通电源上，视察现象： 现象：接直流的亮些，接沟通的暗些 引导学生得出结论：接沟通的电路中电流小，间接表明电感对沟通有阻碍作用 为什么电感对沟通有阻碍作用？ 引导学生说明缘由：沟通通过线圈时，电流时刻在变更由于线圈的自感作用，必定要产生感应电动势，阻碍电流的改变，这样就形成了对电流的阻碍作用 试验和理论分析都表明：线圈的自感系数越大、沟通的频率越高，

27、线圈对沟通的阻碍作用就越大 应用：日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈，自感系数很大日光灯起动后灯管两端所需的电压低于220V，灯管和镇流器串联起来接到电源上，得用镇流器对沟通的阻碍作用，就能爱护灯管不致因电压过高而损坏 2、交变电流能够通过电容 试验：把白炽灯和电容器串联起来分别接在沟通和直流电路里 现象：接通直流电源，灯泡不亮，接通沟通电源，灯泡能够发光 结论：直流不能通过电容器沟通能通过沟通电 引导学生分析缘由：直流不能通过电容器是简单理解的，因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了电容器接到沟通电源时，事实上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质，只是由于两极板间的电压在改变，当电压上升时，电荷向电

28、容器的极板上聚集，形成充电电流；当电压降低时，电荷离开极板，形成放电电流电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为沟通“通过”了电容器 学生思索： 运用220V沟通电源的电气设备和电子仪器，金属外壳和电源之间都有良好的绝缘，但是有时候用手触摸外壳仍会感到“麻手”，用试电笔测试时，氖管发光，这是什么？ 缘由：与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板，电源中的交变电流能够通过这个“电容器”虽然这一点“漏电”一般不会造成人身危急，只是为了在机身和外壳间真的发生漏电时确保平安，电气设备和电子仪器的金属外壳都应当接地 3、电容不仅存在于成形的电容器中，也存在于电路的导线、无件、机壳间有时候这种电容的影响是很大的，当交变电流的频率很高时更是这样同样，感也不仅存在于线圈中，长距离输电线的电感和电容都很大，它们造成的电压损失经常比电阻造成的还要大 总结： 电容：通高频，阻低频 电感：通低频，阻高频 第17页 共17页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页