交变电流导学案杨维平

5.1交变电流【要点导学】交变电流的产生.变化规律和基本物理量：1．交变电流：______和____都随时间做周期性变化的电流为交变电流.2、交变电流的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时产生正弦交变电流.若线圈绕平行于磁感线的轴转动，则不产生感应电动势.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，将经过两个特殊位置，其特点分别是：(1)中性面：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.线圈平面处于跟中性面重合的位置时；(a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电流等于零；(b)磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零.(c)交变电流的方向在中性面的两侧是相反的.(2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变.3、交变电流的变化规律：当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=E m sinωt，其中E m=2NBL v=NBωS；i=I m sinωt，其中I m=E m/R。

当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=E m sinωt，其中E m=2NBL v=NBωS；i=I m sinωt，其中I m=E m/R。

例1、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间：（）A.线圈平面与磁感线平行；B.通过线圈的磁通量最大；C.线圈中的感应电动势最大；D.线圈中感应电动势的方向突变。

例2、一矩形线圈，面积为s，匝数为N，在场强为B的匀强磁场中绕着轴oo’做匀速转动角速度为ω，磁场方向与转轴垂直，当线圈转到中性面位置开始计时，求：（1）线圈中感应电动势的最大值？写出线圈中感应电动势随时间变化的表达式？（2）若线圈中的电阻为R，则线圈中的电流的最大值为多少？写出线圈中的电流瞬时表达式。

解析：变式训练：一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度是100πrad/s。

高二物理选修3-2第五章交变电流导学案第一节交变电流导学案【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及表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理意义。

【教学重点】运用电磁感应的基本知识，配合相应的演示实验，分析交变电流的产生过程，认识交变电流的特点。

【教学难点】知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理意义【自主学习】知识复习1．感应电流产生的条件是：2．利用定律可判断感应电流的方向，对于闭合电路一部分导体做切割磁感线的运动情况，判断感应电流的方向，利用判断更方便3．一般情况下，利用公式E= 计算感应电动势，如果导体做切割磁感线运动，则可用E=_____来计算。

知识点一：交变电流演示实验：用电压传感器（或电流传感器）演示电压、电流的波形图1．交变电流：_________和_________都随时间做周期性变化的电流。

简称交流。

2．直流：_________不随时间变化的电流。

3．大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流。

例1：如图所示的的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是_______，属于正弦式交变电流的是______。

知识点二：交变电流的产生如图所示，交流发电机的示意图。

线圈的ab边连在一个金属滑环上，cd边连在另一个滑环上。

导体做的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。

1．假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如图从甲至丁。

考虑下面几个问题：（1）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，乙图所示电流为正，反之为负。

第五章交变电流第一节《交变电流》导学案教学目标:1、理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面及中性面的准确含义；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；4、掌握交变电流的变化图像及应用。

教学重点：交变电流产生的物理过程的分析。

教学难点：交变电流的变化规律及应用。

（一）引入新课一、交变电流：演示实验：将手摇发电机模型与两个发光二极管组成闭合电路。

当线框快课本P31速转动时，观察到什么现象? 这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫做。

方向不随时间变化的电流称为__ ____，大小和方向都不随时间变化的电流称为_ ．二、交变电流的产生：上图为交流发电机示意图。

假定线圈沿逆时针方向匀速转动，从甲图至丁图，考虑回答下列问题。

1、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、在线圈由乙转到丙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？3、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？4、在线圈由丁转到甲的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？5、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？6、大致画出通过电流表的电流随时间的变化曲线，假设从E经过负载流向F的电流记为正方向，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。

7.中性面是指在磁场中线圈与垂直的平面，此位置穿过闭合线圈的磁通量为，磁通量的变化率为，感应电动势为。

总结:（1）（甲）（丙）中性面（线圈与磁感线垂直的平面）特点: a. 磁通量Φ最大b. E＝0，磁通量的变化率ΔΦ/Δt为零c. 当线圈转至中性面时，电流方向发生改变d. 线圈转动一周电流方向改变两次（2）（乙）（丁）感应电动势的最大值面（线圈垂直中性面）特点：a. 磁通量Φ为0b. E最大，磁通量的变化率ΔΦ/Δt最大三、交变电流的变化规律:1、线圈在__ __磁场中绕___ ____ _ _的轴匀速转动时，产生交变电流，此交变电流按正弦规律变化叫做______ _____ _____电流。

高中物理-交变电流导学案［教学三维目标］：1．知识与技能：⑴知道交变电流是生产和生活中最常用到的电流,而正弦式电流又是最简单和最基本的交变电流。

⑵初步认识交变电流的特点与规律,能够运用电磁感应的基本知识分析其产生过程。

⑶初步理解正弦电流、中性面、瞬时值与最大值,能够运用数学图象来描述正弦式电流。

2．过程与方法⑴观察手摇发电机产生的电流（小电珠发光强弱的变化、电流表指针偏转方向的变化、二极管发光的变化）。

⑵运用电磁感应基本知识,分析一个周期内交变电流的变化规律。

⑶通过推导一个周期内交变电流的瞬时值表达式,建立正弦交变电流随时间变化的图象,知道交流电流在什么时刻达到最大值,在什么位置改变方向。

3．情感、态度与价值观感受交变电流在生活、生产中的广泛运用,激发学生学习的热情,体会数学函数与图象在物理知识上广泛运用,感受运用数学知识在推导物理规律过程中所带来的愉悦感。

［自主预习］：一、交变电流：1、交变电流：和都随时间做周期性变化的电流。

2、直流电：不随时间变化的电流。

二、交变电流的产生：1、分析教材P32上图5. 1-3,线圈在匀速转动过程中,线圈的边和边在作切割磁感线运动。

2、当线圈平面处于与匀强磁场垂直的位置时,通过线圈的磁通量最大,该位置称为面,此位置线圈两边切割磁感线的有效速度为 ,此时电路中的感应电流为。

3、当线圈平面处于与匀强磁场平行的位置时,通过线圈的磁通量Φ= ,此时线圈两边切割磁感线的有效速度为最 ,此时电路中的感应电流为最。

三、交变电流变化的规律１、请思考：⑴感应电动势的大小如何变化？即在线圈在什么位置感应电动势有最大值？在什么位置有最小值？对应的磁通量与磁通量变化快慢如何？⑵感应电动势的方向怎样改变？在什么位置电流方向发生改变？线圈旋转一周,电流方向改变次。

２、正弦式电流的函数表达式：（1）电动势瞬时值：e=（2）电流瞬时值： i=（3）电压瞬时值： u=3、如何用图象表示交变电流［教学过程］：［演示实验1］用手摇发电机连接小电珠,摇动发电机,观察小电珠的发光情况。

第三章交变电流第1节交变电流【学习目标】1.通过实验观察交变电流的方向。

2.会分析交变电流的产生过程，会推导交变电流电动势的表达式。

3.掌握什么是正弦式交变电流，会运用正弦式交变电流的瞬时值表达式(重点)。

【知识储备】问题1：产生感应电流的条件？问题2：如何判断感应电流方向？问题3：产生感应电动势的条件？问题4：感应电动势公式？问题5：二极管的特点？【课前预习】一、交变电流1．波形图：在显示屏上显示的电压(或电流)随时间变化的图像。

2．交变电流：随时间做的电流，简称交流。

3．直流：不随时间变化的电流，如电池供给的电流、日常使用的各种充电器输出的电流等。

二、交变电流的产生和变化规律1、交变电流的产生（1）产生条件：在匀强磁场中，矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。

（2）中性面：线圈在磁场中转动的过程中，线圈平面与磁场时所在的平面。

特点∶磁通量最（大或小），E感= ，I感= 。

（3）峰值面：与中性面垂直的平面∶磁通量为0，E感最大，I感最大。

峰值：表达式中的E m、U m、I m分别为电动势、电压和电流可能达到的最大值，叫作峰值。

（4）线圈每转动一周，两次经过中性面，交流电的方向改变次。

【新课引入】问题：用电压传感器先观察电池供给的电压的波形，再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。

这两种波形有什么差异？【演示实验】手摇发电机现象： 说明： 思考1：发电机为何会产生交流电？问题：线圈转动时，哪几条边在切割磁感线？交流发电机的基本构造【自主探究】定性分析在线圈由甲转到乙的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？ 在线圈由丙转到丁的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？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？【合作探究】定量计算匀强磁场B,线圈从中性面开始转动，角速度ω。

经过时间 t ，线圈转到如图所示位置，已知AB 和CD 的长度为L ，AD 和BC 的长度为d ，求线圈中的感应电动势的表达式: 经过时间t ，线框转过的角度θ= ；AB 和CD 的速度：v= ； 与磁感线垂直的速度：v ⊥= ； AB 边中的感应电动势e 1= ； 线圈中的感应电动势e=2e 1= ； 注意：S 表示线框的面积。

3.1 交变电流（第1课时）【学习目标】1．理解交变电流、直流的概念，能区分交流、直流电2．理解交变电流的产生原理3．培养观察能力、空间想象能力以及立体图转化为平面图形的能力【重点难点】重点是交变电流产生的物理过程分析【新课引入】问题：用电压传感器先观察电池供给的电压的波形，再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。

这两种波形有什么差异？【合作探究】【任务一】交变电流1．波形图：在显示屏上显示的电压(或电流)随______变化的图像。

2．交变电流：随时间做_____________的电流，简称交流。

3．直流：__________不随时间变化的电流，如电池供给的电流、日常使用的各种充电器输出的电流等。

练习：下列关于交变电流和直流的说法正确的是（）A．若电流大小做周期性变化，则一定是交变电流B．直流的大小可以变化，但方向不一定变化C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化【任务二】交变电流的产生1．中性面：线圈平面与磁感线＿＿＿＿的位置，此位置各边＿＿＿＿＿＿磁感线，线圈中＿＿感应电流产生，故此时线圈所在的平面叫中性面。

【说明】线圈经过中性面时，Φ＿＿＿＿，但线圈中电动势为＿＿。

2．电动势：(1)线圈与磁场垂直时，Φ＿＿＿＿，但线圈中的电动势＿＿＿＿；(2)线圈与磁场平行时，Φ＿＿＿＿，但线圈中的电动势＿＿＿＿；3思考与讨论(1)ab和cd不断做___磁感线运动，由于磁感线方向是____的，而ab和cd的运动方向总是______ ，并且不断改变，于是线圈和外部电路就有了_______ 不断改变的感应电流(2)A.在线圈从上左转到上右的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？B.在线圈从下左转到下右的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？C.转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中电流最大？【任务三】完成教材51页图3.141.下列图像中不属于交流电的有（）A．B．C．D．2.在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，如图所示，穿过该线圈的磁通量随时间按正弦规律变化。

第五章 第1节《交变电流》导学案班级： 组别： 组名： 姓名： 【学习目标】 1．理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。

2．交变电流产生的物理过程的分析，掌握交变电流的变化规律及表示方法。

（重点）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．交变电流的变化规律及应用。

（难点）【学法指导】演示法、分析法、归纳法。

【知识链接】1、法拉第电磁感应定律的数学表达式是： ；导体在磁场中切割磁感线产生的电动势表达式是： 。

（速度方向与磁场方向夹角为θ）。

2、右手定则：伸开 ，使拇指与其余四个手指 ，并且都与手掌在 ；让 从掌心进入，并且使拇指指向导线 的方向，这时四指所指的方向就是 。

3、楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要 。

4、闭合电路欧姆定律表达式是 。

【使用说明】1.请同学们阅读书31面～33面，将重点内容标注下划线，学习困惑处标注“？”。

2.将预习中遇到的疑难点问题标识出来在展示课堂上小组讨论、质疑。

【学习过程】一、交变电流1、演示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造。

演示：用手摇发电机模型与两个发光颜色不同并联二极管组成闭合电路。

当线框匀速转动时。

观察到的现象是 。

此现象说明 。

2、什么叫交变电流？ 。

什么叫直流？ 。

二、交变电流的产生仔细观察右图，回答下列问题：1、当abcd 线圈在磁场中绕OO ′轴转动时，切割磁感线的是 、 边。

2、当ab 边向右、cd 边向左运动时，线圈中感应电流的方向是 ；当ab 边向左、cd 边向右运动时，线圈中感应电流的方向是 （填a b c d a a d c b a →→→→→→→→,）。

3、如下图所示是交流发电机的示意图，认真阅读课本，分析下图回答下列问题。

假定线圈沿逆时针方向匀速转动，一批等级 二批等级O 'O 图甲 )('o o • (c)θ图乙(d) ⑴ 在图甲、乙、丙、丁、戊状态中用黑笔画出磁场方向，AB 、CD 边的瞬时速度方向。

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：１、交变电流的变化规律及应用.２、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a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，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148s ，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 Ω，线框绕OO ′轴以10π 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。

交变电流导学案5.1 交变电流 A(B)教学目标:知识与技能:(1) 使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面D(C) (2) 掌握交变电流的变化规律及表示方法。

甲乙丙丁 (3) 理解交变电流的瞬时值和峰值及中性面的准确含义过程与方法:看上面几个图，回答下面几个问题: (1) 培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力1、在线圈转动过程中，有哪些边在切割磁感线, (2) 培养学生运用数学知识解决物理问题的能力情感态度价值观:2、判断在线圈转动一周过程中， AB、CD中电流的方向，完成下面表格。

培养学生理论联系实际的思想教学重点:交变电流产生的物理过程的分析 AB电流方向 CD电流方向教学难点:交变电流的变化规律及应用甲乙学习内容: 乙丙一、交变电流丙丁交变电流: 丁甲直流: 3、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时电流最大, 二、交变电流的产生如图，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程( 4、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，A到B或者C到D的方向为正，反之为负。

在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置所对应的时刻。

三、交变电流的变化规律五、课堂练习1(在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的AC,BD,lAB,CD,l若匀强磁场的磁感应强度为，，，线圈B21是，属于正弦交变电流的是,以角速度沿逆时针方向匀速转动，从中性面开始计时，思考下列问题:i 1、经过时间，线圈与中性面的夹角等于多大, ,t中性面速度方向与磁场方向的夹角有多大, ABtA(B) ,A B C Dv v 2、边切割磁感线产生的感应电动势有多大, AB2( 一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C(D) 的感应电动势随时间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是:( ) 3、边切割磁感线产生的感应电动势有多大, CD时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大; A. T2B. T时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大; 34、线圈中产生的总的感应电动势有多大,eC. 每当变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大; 四、小结D. T时刻通过线圈的磁通量为零。

学案1 交变电流[学习目标定位] 1.会观察电流(或电压)的波形图，理解交变电流和直流的概念.2.理解交变电流的产生过程，会分析电动势和电流方向的变化规律.3.知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的瞬时值、峰值的物理含义．1．感应电动势的大小基本式：E ＝N ΔΦΔt(法拉第电磁感应定律)导出式：E ＝ (导体切割磁感线时的感应电动势) 2．感应电动势的方向基本规律： 定律. 导出规律： 定则.一、交变电流1．恒定电流： 和 都不随时间变化的电流． 2．交变电流： 和 随时间作周期性变化的电流．3．正弦交变电流：电流随时间按 规律变化的交变电流． 二、正弦交变电流的产生和表述1．产生：闭合线圈在匀强磁场中绕 的轴匀速转动． 2．表述：(1)电动势瞬时值表达式为e ＝ .(2)当正弦交变电流的负载为灯泡等用电器时，负载两端的电压u 、流过的电流i 也按 变化， 即u ＝ ，i ＝ .一、交变电流[问题设计]1.把图1所示电路接在干电池的两端时，可以观察到什么现象？图12．把图1中电路接在手摇式发电机两端时，又会观察到怎样的现象？[要点提炼] 1．交变电流：方向随时间作 变化的电流叫交变电流，简称 ．2．直流：不随时间变化的电流叫直流．对直流电流和交变电流的区分主要是看电流 是否变化． 3．图像特点(1)恒定电流的图像是一条与时间轴 ．(2)交变电流的图像有时在时间轴的上方，有时在时间轴的下方，方向随时间作 变化． 二、正弦交变电流的产生和表述 [问题设计]如图2所示是线圈ABCD 在磁场中绕轴OO′转动时的截面图．线圈平面从中性面开始转动，角速度为ω.经过时间t ，线圈转过的角度是ωt ，AB 边的线速度v 的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt.设AB 边长为L1，BC 边长为L2，线圈面积S ＝L1L2，磁感应强度为B ，线圈转动角速度为ω则：图2(1)甲、乙、丙位置AB 边产生的感应电动势各为多大？ (2)甲、乙、丙位置整个线圈中的感应电动势各为多大？(3)若线圈有N 匝，则甲、乙、丙中整个线圈的感应电动势各为多大？[要点提炼]1．正弦式交变电流的产生：将闭合线圈置于 中，并绕 的轴 转动．2．正弦式交变电流瞬时值表达式：(1)当从中性面开始计时：e ＝ .(2)当从与中性面垂直的位置开始计时：e ＝ . 3．正弦式交变电流的峰值表达式： Em ＝与线圈的形状及转动轴的位置 (填“有关”或“无关”) 4．两个特殊位置：(1)中性面：线圈平面与磁场 .e 为 ，i 为 ，Φ ，ΔΦΔt为 .(填“0”或“最大”)线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流方向都要改变，线圈转动一周，感应电流方向改变 次． (2)垂直中性面：线圈平面与磁场 .E ，I ，Φ为 ，ΔΦΔt .(填“0”或“最大”)5．正弦式交变电流的图像及应用：或从中性面计时从垂直中性面(B∥S)计时(1)线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时，开始计时时线圈所处的位置不同，得到的i－t图像也就不同；(2)分析有关交变电流的图像问题时，要注意从图像中找出两个特殊位置所对应的时刻．一、交变电流的判断例1如下图所示图像中属于交流电的有()二、正弦式交变电流的产生例2矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是()A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次D．线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零三、交变电流的规律例3有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20 cm，线圈总电阻为1 Ω，线圈绕OO′轴以10π rad/s 的角速度匀速转动，如图3所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T，问：图3(1)该线圈产生的交变电流电动势的峰值、电流的峰值分别是多少．(2)若从中性面位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的表达式．(3)线圈从中性面位置开始，转过30°时，感应电动势的瞬时值是多大．四、交变电流的图像例4线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生的交变电流的图像如图4所示，由图中信息可以判断()图4A．在A和C时刻线圈处于中性面位置B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C．从A～D线圈转过的角度为2πD．若从O～D历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次1．(交变电流的产生)下列各图中，线圈中能产生交变电流的有( )2．(交变电流的规律)如图5所示，矩形线圈abcd 放在匀强磁场中，ad ＝bc ＝l1，ab ＝cd ＝l2.从图示位置起该线圈以角速度ω绕不同转轴匀速转动，则( )图5A ．以OO′为转轴时，感应电动势e ＝Bl1l2ωsin ωtB ．以O1O1′为转轴时，感应电动势e ＝Bl1l2ωsin ωtC ．以OO′为转轴时，感应电动势e ＝Bl1l2ωcos ωtD ．以OO′为转轴跟以ab 为转轴一样，感应电动势e ＝Bl1l2ωsin (ωt ＋π2)3．(交变电流的图像)一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图6甲所示，则下列说法中正确的是( )图6A ．t ＝0时刻，线圈平面与中性面垂直B ．t ＝0.01 s 时刻，Φ的变化率最大C ．t ＝0.02 s 时刻，交变电动势达到最大D ．该线圈产生的相应交变电动势的图像如图乙所示4．(交变电流的规律)如图7所示，线圈的面积是0.05 m2，共100匝，匀强磁场的磁感应强度B ＝1π T ，当线圈以300 r/min 的转速匀速旋转时，求：图7(1)若从线圈的中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．(2)从中性面开始计时，线圈转过130s 时电动势瞬时值多大？教师个人研修总结 在新课改的形式下，如何激发教师的教研热情，提升教师的教研能力和学校整体的教研实效，是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。

高中物理 5.1 交变电流导学案新人教版选修5、1 交变电流导学案新人教版选修3-2【学习目标】1、理解交变电流的产生原理。

2、掌握交变电流的变化规律及表示方法。

3、理解表征交变电流的几个物理量的准确含义。

【重点难点】1、交变电流的变化规律及其应用。

2、交流电的最大值、有效值的准确含义。

【使用说明及学法指导】本学案包括《交变电流的产生和变化规律》、《表征交流电的物理量》两节课的内容，中等难度。

建议第一课时在教师的指导下先认真阅读教材，初步理解本学案的有关知识，第二、第三课时通过探究展示课加深对本部分重点和难点知识的理解。

【学习内容】课前自学一、知识点一、交变电流的产生1、交变电流的概念（1）________和_________都随时间做周期性变化的电流叫做_______________，简称_______。

（2）几种常见的交变电流图形2、交变电流的产生矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时产生正弦交变电流。

矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，将经过两个特殊位置，其特点分别是：(1)中性面（如图a、c、e）：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面。

线圈平面处于中性面位置时：A、线圈各边都不切割磁感线，回路产生的感应电动势为______，即感应电流等于______。

B、磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以线圈平面的磁通量_______，磁通量的变化率为____。

(2)线圈平面跟中性面垂直时（如图b、d）：线圈平面与磁感线_______，磁通量为______。

线框的ab、cd边垂直切割磁感线，回路产生的感应电动势_________。

由法拉第电磁感应定律知，线圈的磁通量的变化率___________。

3、正弦交流电表达式如线圈经过中性面位置开始计时，瞬时电动势e= ，瞬时电压u= ，瞬时电流i= 、其中，为线圈产生的交流电动势最大值，为线圈产生的交流电压最大值，为线圈产生的交流电流最大值，w为线圈转动的，wt为线圈转动的。

《交变电流的产生和描述》复习导学案姓名：_____________班级：________________★学习目标★（一）知识与技能1、知道交变电流产生的原理，正弦式电流的图象和三角函数表达式。

2、理解最大值与有效值，周期和频率。

（二）过程与方法1、通过预习案的学习，建立知识体系。

2、通过三个例题的学习培养等效的思想、应用数学知识处理物理问题的能力。

（三）情感、态度与价值观培养应用数学知识处理物理问题的能力，提升学习信心★学法指导★1．依据学习目标，利用问题导学，探究物理规律。

2．完成导学案时要研读教材，勾画重点→演练导学案，发现问题→再读教材解决疑难问题，并整理主干知识。

【预学案】一、交变电流的产生和变化规律1．交变电流：和都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流(AC)．方向变化为其主要特征．2．正弦交变电流(1)特点：随时间按变化的交变电流．(2)产生：如图所示，将线圈置于磁场中，并绕于磁感线的轴做匀速转动，线圈中就会产生正(余)弦交变电流．(3)中性面①定义：与磁场方向的平面．②特点a．线圈转到中性面时，穿过线圈的磁通量，磁通量的变化率为，感应电动势为．b．线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过一次，电流的方向就改变一次．3．正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)(1)电动势(e)：e＝(2)电压(u)：u＝(3)电流(i)：i＝（4）用图象表示上述规律二、描述交变电流的物理量1．周期和频率(1)周期T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的，单位是秒(s)。

(2)频率，：交变电流在1 s内完成的次数，单位是。

(3)周期和频率的关系：T= ，ω= =2．峰值和有效值(1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的 ．(2)有效值：是根据电流的 来规定的。

交流电与恒定电流通过 的电阻，如果它们在 时间内产生的热量 ，则这个恒定电流I 、恒定电压U 就是这个交变电流的有效值．(3)正弦交变电流的有效值与峰值之间的关系为：E= ,U= ,I=3.平均值。

活动顺序及时间安排学生活动教师活动设计意图活动1认识交流电［演示］老师手摇发电机模型.第一次发电机接小灯泡.当线框缓慢转动时，小灯泡不亮；当线框快速转动时，小灯泡一闪一闪的.第二次发电机接上示教电流计，当线框缓慢转动（或快速摆动），电流计指针左右摆动.思考问题：线圈中产生的是什么样的电流？这种电流就是我们家里电路是的电流，它的大小和方向都随时间做周期性的变化，这样的电流叫交变电流。

如果方向不随时间变化的电流称为直流电。

交流电和直流电之间可以相转换。

一、基本概念交流电、直流电、恒定电流。

交流和直流主要区别在方向是否变化。

二、交流电的产生线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的中心轴匀速转动。

活动2自主合作、探究交流，电流和时间的规律三、为什么矩形线框在匀强磁场中匀速转动，线框里能产生交变电流？思考问题：abcd线框在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线？线框转到什么位置，产生感应电动势最大、感应电动势最小？线圈平面与磁感线平行时，ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向垂直，即两边都垂直切割磁感线.此时产生感应电动势最大.当线框平面跟磁感线垂直时，ab与cd边的速度方向跟磁力线平行，即两边不切割磁力线，此时感应电动势为0.1、中性面分建小组，自主学习，合作交流展示自我(1).中性面——线框平面与磁力线垂直位置.(2).线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但=0.(3).线圈越过中性面，线圈中I 感方向要改变.线圈转一周，感应电流I 感方向改变两次.2、电动势与时间的规律探讨如果从中性面开始计时，逆时针方向匀速转动，角速度ω，经时间t ，线圈转到图示位置，ab 边与cd 边的速度方向与磁场方向夹角为ωt ，屏幕上打出线圈水平投影图，如图所示. 过程分析特殊位置 甲 乙 丙 丁 戊 B 与S 的关系磁通量Φ的大小4个过程中Φ的变化电流方向磁通量Φ的变化率tϕ∆∆设ab =cd =l 1 磁感应强度B ，bc =ad =l 2这时e ab =Bl 1l 2ωsin ωtcd 边中E 感跟ab 边中感应电动势大小相同，又是串联在一起，此时整个线框中感应电动势 ：e =e ab +e cd =Bl 1l 2ωsin ωt1.在匀强磁场中，匀速转动线圈产生感应电动势及感应电流是按a(b d(c) B a(b ) d(c) B a(bd(c) B d(c ) a(b) B a(b ) d(c) B 甲 戊 丁 丙 乙正弦规律变化的.瞬时表达式：e=Bl1l2ωsinωt=BSωsinωtN匝线圈时，相当于N个完全相同的电源来个串联e=NBSωsinωt.既能表示电动势大小，又能表示电动势方向.其中最大值E m=NBSω线框和用电器构成回路i=rRe+=rRNBS+ωsinωt最大值I m=rRNBS+ω2.屏幕上使线圈转动.如转ωt=60°,150°,210°,300°时，请学生分别计算感应电动势的大小和方向？由于上面介绍的发电机的电动势按正弦规律变化，所以当负载为电灯等用电器时，负载两端的电压u、和流过的电流i，也按正弦规律变化，即U= U m sinωt,i=I m sinωt这种按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流简称正弦式电流。

2019级高二物理（选修）《交变电流》导学案序列号：使用时间：2020-11-20【学习目标】1.能区分交流电和直流电；2.理解交变电流的产生原理，知道交变电流的变化规律；3.知道交变电流的表示方法，知道交流电的瞬时值，最大值。

【学习重点】交变电流产生分析【学习难点】中性面的特点【学习过程】活动一：认识交变电流1、从如图所示的电路图看，开关闭合后灯泡的亮度变化吗（不考虑温度的影响）？2、演示实验：手摇式发电机，观察小灯泡的亮度变化？填一填：（1）___________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流（AC）；（2）________不随时间变化的电流称为直流(DC)；（3）________和_______都不随时间变化的电流叫做_________电流；例题1、如图所示的的几种电流随时间变化的图线中，不属于交变电流的是______。

活动二：交变电流的产生读一读：阅读课本32页，理解交变电流的产生原理。

1.产生原理：2．认真阅读教材32页交变电流的产生中图5.1-3交流发电机示意图（完成下面几个问题）（1）课本图5.1-3中，矩形线圈转动过程中，哪些边切割会产生电动势？（2）将立体图画出平面图，在平面图基础上分析后续问题。

（3）在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？（4）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？填一填：（小组交流）---表格中选填“平行”或“垂直”或“最大”或“零”特殊位置甲乙丙丁B与S（面积）的关系磁通量感应电动势感应电流磁通量的变化率3.议一议：（小组交流）（1）在线圈转动时，磁通量最大时，磁通量的变化率__________；磁通量为零时，磁通量变化率_______；感应电动势的大小由_____________________决定，与___________无关。

高二物理第二节描述交变电流的物理量班级__________ 姓名__________________________ 小组_________________________________［学习目标】L掌握交变电流的周期、频率、线圈转动角速度三者之间的关系.2•能理解电流的有效值是与热效应有关的量，而平均值只是简单意义的平均.3.掌握交变电流有效值与峰值的关系，会进行有效值的讣:【学习重点】1能理解电流的有效值是与热效应有关的量，而平均值只是简单意义的平均.:【学习难点】1 •掌握交变电流有效值与峰值的关系，会进行有效值的计算导学流程【自主学思】一、周期和频率1 物理意义描述交箋电流 _____________ 的物理量.2.周期交变电流完成一次 ____________________ 所需的时间；用T表示，单位是秒(s)・3.频率交变电流在Is内完成______________ 的次数；用/表示，单位是 ________________ (Hz).4・T、/的关系_2n_ . f 13—〒一 __ , T— ____ p注意:我国民用交变电流的膚期T=0.02s,频率戶50 Hz, o=100jrra(Vs,电流方向每秒改变100次.3^ i.(i)若交变电流是线圈在匀强磁场中匀速转动形成的，则交变电流的周期也是线圈做圆周运动的周期.( )⑵我国提供市电的发电机转子的转速为3 000 r/niHi.( )(3)交变电流在1 s内电流方向变化的次数就是它的频率.( )(4)交变电流的周期越大，交变电流的变化就越快.( )二、峰值和有效值、相位1.峰值(1)定义：交变电流的电流或电压所能达到的_____________________ -(2)意义：用来表示电流的________ 或电压的 __________ -(3)应用：电容器所能承受的电压要______________ 交流电压的峰值・2.有效值(1)定义：让交变电流和恒左电流通过大小相同的电阻，如果在交流的 ___________ 内它们产生的热量__________ ,这个恒泄电流的电流、电压，叫做这个交流电的有效值.(2)应用：电气设备铭牌上标注的额泄电压、额左电流都是有效值.交流电压表和交流电流表测量的是有效值.以后提到的交变电流的数值,若没有特别说明，都是指有效值.3・有效值与峰值的关系对于正弦交变电流，有效值人1/与邮值Zm、Un之间的关系：/=—，U=4.相位⑴相位：是反映交流电任何时刻状态的物理星在函数y=/sin伽+卩)中，劲+0称为相位.拓展延伸, --------------------------------------------- 解疑难)交变电流的有效值是根据电流的热效应左义的，理解有效值重点在“等效”效果”相同在左义中体现为相同电阻、相同时间,产生相同热量，交变电流与多大的直流电“效果”【合作学习】 相同，有效值就是多大.烈—觀2.(1)交变电流的峰值可以用来表示电流的强弱或电压的鬲低.()(2) 交变电流的有效值就是一个周期内的平均值.()(3) 交流电路中，电压表.电流麦的测量值都是有效值.( ) 【深入学习】 1. (2015•运城高二检测)如图所示是一交变电流的i_t 图彖，则该交变电流的有效值为 ()(1) 交变电动势的峰值；x x ：x ” (2) 交变电动势的有效值； XX/"⑶与线圈相接的交流电压表的示数 沪【自主应用】()1.2015-博白中学高二检测)如图所示的电流，通过一个R =1Q 的电阻，它不是恒定电流.(1) 计算通电Is 内电阻人中产生的热虽:；(2) 如果有一个大小、方向都不变的恒圧电流通过这个电阻 R 、也能在Is 内产生同样的热量，这个电流是多大？2. (选做)如图所示，在匀强磁场中有一个内阻r=3 Q 、 而积S=0.02 m-的半圆形导线框可绕OO'轴旋转.已知匀强磁场的磁感应强度8=爭. 若线框以«=1007urad -s 的角速度匀速转动，且通过电刷给"V,12\b 的小灯泡供电，贝％(1) 若从图示位置开始计时，求线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2) 从图示位置开始，线框转过90。

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学习内容学习指导即时感悟学习目标：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1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知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理含义.学习重点:1.理解交变电流、直流的概念2。

知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理含义。

学习难点：观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流、直流的概念【回顾﹒预习】1.交变电流(1）定义：__________都随时间做周期性变化的电流。

(2）产生：在匀强磁场中,绕__________的轴匀速转动的线圈里产生的是正弦交变电流.自我完成,回顾知识。

(3)中性面：线圈平面垂直于磁感线时,线圈中的感应电流为零，这一位置叫中性面。

线圈平面经过中性面时,电流方向就__________.线圈绕轴转一周经过中性面__________次,因此感应电流方向改变两次.2。

交变电流的变化规律函数形式：N匝、面积为S的线圈以角速度ω转动，从中性面开始计时,则e=__________.用E m表示峰值NBSω,则e=__________。