高中物理5.1交变电流导学案新人教版选修3_2201707132122.doc
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1、第五章 交变电流第一节 交变电流 【学习目标】1、知道什么是交变流电,并理解交变电流的产生原理,知道什么是中性面;2、掌握交变电流的变化规律,及表示方法;3、理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义;4、知道几种常见的交变电流。如正弦式交变电流、锯齿形交变电流、矩形脉冲电流。5、掌握描述物理量的三种基本方法(文字法、公式法、图象法)。【重点、难点】重点:1、交变电流产生的物理过程的分析.2、交变电流的变化规律的图象描述。难点:、交变电流的变化规律及应用.、图象与实际发动机转动时的一一对应关系的理解。预习案【自主学习】1强弱和方向都不随时间改变的电流叫做_电流,简称_;强弱和方向都随时间作
2、周期性变化的电流叫做_电流,简称交流。2交变电流是由_发电机产生的当线圈在_磁场中绕_的轴匀速转动时,产生交变电流线圈平面跟磁感线_时,线圈所处的这个位置叫做中性面,线圈平面每经过一次中性面,线圈中感应电流的方向就_。3交流发电机的线圈在磁场中匀速转动,感应电动势e的变化规律为_。若把线圈和电阻R连成闭合电路,设总电阻为R,则电路中电流的瞬时值i_,电阻R上的电压瞬时值u_.4家庭电路中的交变电流是_电流,它是一种最_、最_的交变电流。 5(双选)右图所示的4种电流随时间变化的图中,属于交变电流的有()6下列各图中,哪些情况线圈中不能产生交流电()7矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速
3、转动,下列说法中正确的是()A在中性面时,通过线圈的磁通量最大B在中性面时,感应电动势最大C穿过线圈的磁通量为零时,感应电动势也为零D穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化率也为零【学始于疑】探究案【合作探究一】交变电流的产生问题1:一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通过线圈的磁通量达到最大值C通过线圈的磁通量变化率达到最大值D线圈中的电动势达到最大值问题2:如图1所示为演示交变电流产生的装置图,关于这个实验,正确的说法是()图1A线圈每转动一周,指针左右摆动两次B图示位置为中性面,线圈中无感应电流C图示位置ab边的感应电流方向为abD线圈平面与磁
4、场方向平行时,磁通量变化率为零归纳总结【合作探究二】用函数表达式描述交变电流问题1:闭合线圈在匀强磁场中匀速转动,转速为240 r/min,若线圈平面转至与磁场方向平行时的电动势为2 V,则从中性面开始计时,所产生的交流电动势的表达式为e_ V,电动势的峰值为_ V,从中性面起经 s,交流电动势的大小为_ V.问题2:有一个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2所示,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)线框从图示位置转过60时,感应电动
5、势的瞬时值是多大?(3)写出感应电动势随时间变化的表达式。图2归纳总结: 【合作探究三】用图象描述交变电流问题1:处在匀强磁场中的矩形线圈abcd,以恒定的角速度绕ab边转动,磁场方向平行于纸面并与ab垂直。在t=0时刻,线圈平面与纸面重合(如图3所示),线圈的cd边离开纸面向外运动。若规定由abcda方向的感应电流为正,则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是 ()图3图4问题2:矩形线圈,绕垂直于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的变化如图4所示下面说法中正确的是()At1时刻通过线圈的磁通量为零Bt2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大Ct3时刻通过线圈的磁
6、通量变化率的绝对值最大D每当e变换方向时,通过线圈的磁通量绝对值都为最大归纳总结: 【课堂小结】【思考】【当堂检测】1、如图所示,一线圈在匀强磁场中匀速转动,经过图所示位置时,( )A.穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最小B.穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最大C.穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最大D.穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最小2、交流发电机在工作时的电动势为eEmsint,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.Emsint/2 B.2Emsint/2 C.Emsin2t D.2Emsin2t3、如图所示,若线框abcd不闭合,当磁
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