人教版高中物理選修3-2學(xué)案5-1 交變電流 Word版

第五章交變電流1交變電流學(xué)習(xí)目標(biāo)1.會(huì)觀察電流的波形圖,理解交變電流、直流的概念.2.理解交變電流的產(chǎn)生原理.3.掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法.4.理解交變電流的瞬時(shí)值、峰值及中性面的概念.自主探究1.隨時(shí)間周期性變化的電流叫做交變電流.不隨時(shí)間變化的電流叫做直流.

2.線框平面與磁感線的位置叫做中性面.

3.按規(guī)律變化的交變電流叫做正弦式交變電流,簡(jiǎn)稱正弦式電流.

4.正弦式交變電流的變化規(guī)律e=Emaxsinωt,Emax表示電動(dòng)勢(shì)的最大值,叫做電動(dòng)勢(shì)的.

合作探究一、交變電流自主學(xué)習(xí):閱讀課本P31“交變電流”的內(nèi)容,學(xué)習(xí)交變電流的相關(guān)知識(shí).______隨時(shí)間周期性變化的電流叫做交變電流。______不隨時(shí)間變化的電流叫做直流。______和_______都不隨時(shí)間變化的電流叫恒定電流。二、交變電流的產(chǎn)生提出問(wèn)題:觀察課本P32“交流發(fā)電機(jī)的示意圖”,完成以下問(wèn)題.線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，AB、CD兩邊中電流分別向哪個(gè)方向流動(dòng)？（2）當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)線圈中沒(méi)有電流？轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)線圈中電流最大？三、交變電流的變化規(guī)律提出問(wèn)題:如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，矩形線圈逆時(shí)針繞中軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω。圖中標(biāo)a的小圓圈表示線圈ab邊的橫截面，標(biāo)d的小圓圈表示線圈cd邊的橫截面,ab、cd長(zhǎng)度為，ad、bc長(zhǎng)度為，設(shè)線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)（從中性面開始計(jì))線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，哪些邊產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)？在t時(shí)刻，ab和cd邊產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)分別為多大？方向分別如何？在t時(shí)刻，線圈中產(chǎn)生的總的電動(dòng)勢(shì)為多大？課堂練習(xí)如圖所示，ab邊長(zhǎng)為20cm，ad邊長(zhǎng)為10cm的矩形單匝線圈，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T，線圈轉(zhuǎn)速n＝100r/s.求：(1)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；(2)若從中性面計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)s時(shí)線圈電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值是多大？思考討論根據(jù)的圖像，討論下列問(wèn)題：在0，T/4，T/2，3T/4，T時(shí)刻，線圈分別處于什么位置？（位置指：中性面或垂直于中性面）感應(yīng)電流在什么位置改變方向？線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，改變幾次方向？在什么位置穿過(guò)線圈的磁通量最大？什么位置最??？（4）線圈在什么位置時(shí)，磁通量的變化率最大？在什么位置時(shí)最??？根據(jù)討論結(jié)果，完成下列表格中性面位置垂直于中性面位置磁通量（填“最大”或“零”）磁通量的變化率（填“最大”或“零”）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（填“最大”）或“零”電流方向（填“改變”或“不變”）課堂檢測(cè)1.對(duì)于如圖所示的電流i隨時(shí)間t做周期性變化的圖象,下列描述正確的是()A.電流的大小變化,方向也變化,是交變電流B.電流的大小變化,方向不變,不是交變電流C.電流的大小不變,方向不變,是直流電D.以上說(shuō)法都不正確2.一線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在如圖所示的位置時(shí)()A.穿過(guò)線圈的磁通量最大,磁通量的變化率最小B.穿過(guò)線圈的磁通量最大,磁通量的變化率最大C.穿過(guò)線圈的磁通量最小,磁通量的變化率最大D.穿過(guò)線圈的磁通量最小,磁通量的變化率最小3.矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng).線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化圖象如圖所示.下面說(shuō)法中正確的是 ()A.t1時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量為零B.t2時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大C.t3時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大D.每當(dāng)e變換方向時(shí),通過(guò)線圈的磁通量絕對(duì)值都為最大4.如圖所示,矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),可產(chǎn)生交變電流,當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí),電流表指針向右偏轉(zhuǎn).當(dāng)線圈由圖示位置繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是()A.線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)QUOTE~π的過(guò)程中,指針向右偏轉(zhuǎn)B.線圈在圖示位置時(shí),線圈中電流改變方向C.線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)~2π的過(guò)程中,指針向左偏轉(zhuǎn)D.線圈在圖示位置反方向轉(zhuǎn)過(guò)~2π的過(guò)程中,指針向左偏轉(zhuǎn)5.有一固定不動(dòng)的矩形線圈abcd,處于范圍足夠大的可轉(zhuǎn)動(dòng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示.該勻強(qiáng)磁場(chǎng)由一對(duì)磁極N、S產(chǎn)生,磁極以O(shè)O'為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).在t=0時(shí)刻,磁場(chǎng)的方向與線圈平行,磁極N開始離開紙面向外轉(zhuǎn)動(dòng),規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正,則能反映線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖線是()6.如圖甲所示,單匝矩形線圈的一半放在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,中心軸線OO'與磁場(chǎng)邊界