高中物理人教版 (新課標(biāo))選修31 交變電流學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

"江蘇省新沂市王樓中學(xué)高中物理選修3-2《5.1 交變電流》學(xué)案 " 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．使學(xué)生理解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是中性面。 2．掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。 3．理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準(zhǔn)確含義。學(xué)習(xí)重、難點(diǎn) 重點(diǎn)：交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析。難點(diǎn)：交變電流的變化規(guī)律及應(yīng)用。學(xué)法指導(dǎo) 1.掌握描述物理量的三種基本方法（文字法、公式法、圖象法）。 2.培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，空間想象能力以及將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖形的能力。 3.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力。學(xué)習(xí)過程用案人自我創(chuàng)新【自主學(xué)習(xí)】閱讀課本，思考并回答以下問題：交變電流 1．定義：和都隨時間作周期性變化的電流，叫做交變電流，簡稱交流，用符號表示；的電流，叫做直流，用符號表示。判斷：如圖所示，表示交變電流的圖象是( ) 2．產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動的線圈里產(chǎn)生的是正弦式交流電（通過教師的演示，結(jié)合P32交流發(fā)電機(jī)示意圖分析線圈內(nèi)交流電的產(chǎn)生）（1）在線圈由甲轉(zhuǎn)到乙的過程中，AB邊中的電流向哪個方向流動？（2）在線圈由丙轉(zhuǎn)到丁的過程中，AB邊中的電流向哪個方向流動？（3）當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到什么位置時線圈中沒有電流，轉(zhuǎn)到什么位置時線圈中的電流最大？（4）在坐標(biāo)平面上大致畫出通過電流表的電流隨時間變化的曲線。 3．中性面 (1)定義：線圈平面垂直于磁感線時，各邊都不切割磁感線，線圈中的感應(yīng)電流為零，這一位置做中性面． (2)中性面特點(diǎn)：穿過線圈的磁通量Φ最；磁通量的變化率最；感應(yīng)電動勢e及電流I均為。線圈經(jīng)過中性面時，線圈中的電流方向（發(fā)生/不發(fā)生）改變；線圈轉(zhuǎn)過一周有次經(jīng)過中性面，所以每轉(zhuǎn)一周電流方向改變次。交變電流的變化規(guī)律（我國工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用的是正弦式交流電）。如圖所示，該線圈從中性面起經(jīng)過時間轉(zhuǎn)過角度θ，則，此時ab、cd速度方向與磁感線的夾角分別為和，此時整個線圈中的感應(yīng)電動勢為：（推導(dǎo)電動勢、電流瞬時值表達(dá)式）說明：這種按正弦規(guī)律變化的電流叫正弦式交談電流，它是最簡單又最基本的交變電流。思考：（1）現(xiàn)在把線圈的轉(zhuǎn)速增為原來的2倍，試分析并寫出現(xiàn)在的交變電動勢的峰值、交變電動勢的瞬時值表達(dá)式：（2）若線圈從磁感線與線圈平面平行的位置開始計時，表達(dá)式變?yōu)椋? e= 交變電流的圖象 1．物理意義：。 2．正弦式交變電流的圖象（根據(jù)表達(dá)式作出圖象）【例題與習(xí)題】例1一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化如圖所示。下面說法中正確的是（） A．t1時刻通過線圈的磁通量為零 B．t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大 C．t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大 D．每當(dāng)e轉(zhuǎn)換方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大例2．如圖所示的100匝線圈，ab=cd=0.2m，ad=bc=0.1m，磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ=0.1T，角速度5rad/s，則線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為　　　　?。?，從中性面開始轉(zhuǎn)動的產(chǎn)交流電動勢瞬時值為e＝　　　　　Ｖ。練習(xí)：如圖所示是一多匝線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的交變電動勢的圖像，根據(jù)圖象可知( ) A.此交變電動勢的瞬時值表達(dá)式為e=200sin(0.02t)V. B.此交變電動勢的瞬時值表達(dá)式為e=200sin(100πt)V. C.t=0.01s時，穿過線圈的磁通量為零. D.t=0.02s時，穿過線圈的磁通量的變化率最大達(dá)標(biāo)檢測 1．下列表示交變電流的有（） 2．如下圖所示，能夠產(chǎn)生交變電流的情況是(　　) 3．如圖所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO′以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動，從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，則在0～π2ω這段時間內(nèi)(　　) A．線圈中的感應(yīng)電流一直在減小 B．線圈中的感應(yīng)電流先增大后減小 C．穿過線圈的磁通量一直在減小 D．穿過線圈的磁通量的變化率一直在減小 4．在勻強(qiáng)磁場中的矩形線圈從性面開始勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈平面的磁通量與時間t的圖像可能是( ) 5．矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的對稱軸轉(zhuǎn)動，線圈共100匝，轉(zhuǎn)速為，在轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈磁通量的最大值為0.03Wb，則:(1) 當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁感線平行時，感應(yīng)電動勢為多少？(2)當(dāng)線圈平面與中性面夾角為時，感應(yīng)電動勢為多少？學(xué)習(xí)反思布置作業(yè)