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1、5.15.1 交变电流导学案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
2、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?a
3、b 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e NBSsint，（m=NBS）e msint，电流i emsint Imsint电压 u=IR=Im RsinwtRR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:例例 1 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
4、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。例例 2 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Oda势的最大值是多少？（2)感应电动势的瞬时表达式；BbOc课后巩固练习课后巩固练习1、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.2Emsin2t2、矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的
5、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（）U/V（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，36 2（B）2 s 末线框平面垂直于磁场,通过线框的磁通量最大，01 234 5t/s(C）交流电压的最大值为 36 2 V,频率为 0.25Hz，(D)交流电压的最大值为 36V，周期为 4 s。13、如图 131-5 是某交流发电机产生的交变电流的图像，根据图0像可以判（）0 0A、此交变电流的频率为 5Hz-B、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
6、中性面Ut0 00 04.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（)nBl2A线圈中感应电流方向为 abcda B线圈中感应电流为ROadBbcOC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
7、 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503V，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。O8。匀强磁场的磁感应强度B，边长L的正方形线圈abcd共N匝,adB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.cb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？R(3）线圈平面与磁感线成 60时的感应电动势多大?O（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?eE Em m0-E Em mt1t2t3t4t t