最新人教版高中物理选修3-2第五章交变电流整合

【成才之路】高中物理 第五章 交变电流全章总结 新人教版选修3-21．(2010·浙江理综，17)某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输送给500 km 外的用户，其输出电功率是3×106kW.现用500 kV 电压输电，则下列说法正确的是( )A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105A B ．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108kW D ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2/r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻 答案：B解析：输电线上输送的电流I ＝P U ＝3×106kW 500kV＝6000A ，A 错；输电线上损失的电压为ΔU＝Ir ＝6000×2.5V＝1.5×104V ＝15kV ，B 对；若改用5kV 的电压输电，则输电线上输送的电流I ′＝P U ′＝3×106kW 5kV＝6×105A ，输电线上损失的功率ΔP ＝I ′2r ＝(6×105)2×2.5W＝9×108kW ，表明电能将在线路上损耗完，则输电线上损失的功率为3×106kW ，C 错；D 项中输电线上损失的功率ΔP ＝U 2/r ，U 应为输电线上损耗的电压，而不是输电电压，D 错．点评：本题考查了对远距离输电中电压损失、功率损失的理解能力和分析推理能力． 2．(2010·广东理综，19)下图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( )A ．周期是0.01sB ．最大值是311VC ．有效值是220VD ．表达式为u ＝220sin100πt (V) 答案：BC解析：由题图象可直接读出正弦式交变电压的周期T ＝0.02s ，最大值U m ＝311V ，则有效值为U ＝22U m ＝22×311V＝220V ，角速度为ω＝2πT ＝2π0.02rad/s ＝100π rad/s，瞬时值表达式为u＝311sin100πt(V)，故只有选项B、C正确．点评：本题考查了正弦式交变电压的图象、有效值与最大值的关系及瞬时值表达式，考查学生对图象的分析理解能力．3．(2010·江苏物理，7)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()A．升压变压器的输出电压增大B．降压变压器的输出电压增大C．输电线上损耗的功率增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大答案：CD解析：对升压(或降压)变压器而言，由变压器电压比U 1U2＝n 1n2知，输入电压不变，匝数不变，输出电压不变，故A选项不正确；由P＝UI知，U不变，P增大，故I增大，使得输电线上的电压损耗ΔU＝I2R线增大，功率损耗ΔP＝I22R线增大，所以降压变压器上的输入电压减小，输出电压减小，所以B不正确，C正确；因为输电线上损耗的功率占总功率的比例为ΔP P1＝I22R线P1＝P1U1·n1n22R线P1＝P1n21R线U21n21∝P1，所以随发电厂输出功率变大，该值变大，D 正确．点评：本题考查了理想变压器的变压原理及远距离输电中的功率损失，主要考查学生的理解能力和推理能力．4．(2010·全国Ⅱ卷，19)图中为某一理想变压器，其原线圈与电压有效值不变的交流电源相连，P为滑动头．现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止，用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值：电功率指平均值)．下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是( )答案：BC解析：滑动头向上匀速滑动，副线圈匝数均匀增加与时间t 成正比，由U 1U 2＝n 1n 2，得U 2＝n 2U 1n 1，则U 2与t 也成正比，选项C 正确；随着白炽灯变亮，其本身电阻也逐渐增大，灯泡的I －t 图线斜率逐渐减小，B 项正确；由于副线圈输出功率增大，原线圈的输入功率也增大，由P ＝UI知，输入电流也要增大，故A 错；灯泡消耗的功率N 2＝U 22R，所以N 2与U 2不成正比，即N－t 图象不满足正比例函数关系，故D 错．点评：本题考查变压器原理和对小灯泡伏安特性曲线的理解，对考生推理、分析综合能力进行考查，属中等难度题．。

本章整合知识网络专题概括专题一交变电流的“四值”问题1．研究电容器的耐压值时，用峰值( 最大值 )矩形线圈绕垂直于磁感线的轴在匀强磁场中转动时，线圈中产生正弦交变电流，当线圈平面与磁感线平行时，线圈中感觉电动势最大，最大值为 E m＝ nBSω，此中 n 表示线圈匝数， S 表示线圈面积， E m与线圈转动时转轴的地点没关。

2．研究交变电流做功、功率及产生的热量时，用有效值对相同的电阻，在相同时间内跟交变电流热效应相等的直流电的值为交变电流的有效值。

一般沟通电压表、电流表测出的数值是有效值，计算电功、电热时应使用有效值，其大小为 E＝Em， I＝Im(仅合用于正弦式交变电流)。

223．研究交变电流某一瞬时的电流、电压、功率等，用刹时价(1)当线圈平面与中性面重合时，线圈中感觉电动势为零。

若此后地点开始计时，则刹时价表达式为e＝E m sin ωt， i ＝ I m sin ωt。

(2)当线圈平面与中性面垂直时，线圈中感觉电动势最大。

若此后地点开始计时，则刹时价表达式为e＝E m cos ωt， i＝ I m cos ωt。

4．研究交变电流经过导体截面的电荷量时，用均匀值沟通电的均匀值应依据 E n求解，在计算沟通电路中经过某段导体的电荷量时，t应用均匀值计算，即 q＝I t。

【例题 1】如下图，匀强磁场的磁感觉强度B＝ 0.5 T，边长 L ＝10 cm 的正方形线圈abcd 共 100 匝，线圈电阻r＝ 1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动，角速度为ω＝ 2π ad/sr，外电路电阻R＝ 4 Ω，求：(1)转动过程中感觉电动势的最大值。

(2)由图示地点 (线圈平面与磁感线平行)转过 60°时的刹时感觉电动势。

(3)由图示地点转过60°角的过程中产生的均匀感觉电动势。

(4)沟通电压表的示数。

(5)转动一周外力做的功。

(6)1周期内经过 R 的电荷量为多少？6分析： (1)感觉电动势的最大值：E m＝ NBSω＝ 100×0.5 ×0.12×2π V＝ 3.14 V 。

[课外训练]
1．交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是 （ ） A ．电流将改变方向 B ．磁场方向和线圈平面平行 C ．线圈的磁通量最大 D ．线圈产生的感应电动势最大
2．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是 （ ） A ．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 B ．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次
C ．线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次
D ．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次
3．如图所示，一个位于xOy 平面内的矩形线圈abcd ，处在匀强磁场中，线圈的四个边分别与x 、y 轴平行，当线圈绕Ox 轴匀速转动到与xOy 平面重合时，线圈中感应电流方向为a
→
b →
c →
d →a ，并且电流最大.那么关于磁场方向及线圈转动方向（沿x 轴负方向观察），下述说法中正确的是
A.磁场方向沿x 轴正方向，线圈顺时针转动
B.磁场方向沿y 轴正方向，线圈逆时针转动
C.磁场方向沿z 轴正方向，线圈逆时针转动
D.磁场方向沿y 轴正方向，线圈顺时针转动
4．如图所示，正方形线圈abcd 绕对称轴OO ′在匀强磁场中匀速转动，转动次数n =120 min -1，若已知ab =bc =20 cm ，匝数=20，磁感应强度B =0.2 T ，求：
（1）转动中最大电动势位置；
（2）写出交流感应电动势瞬时值的表达式（从中性面开始旋转）。

（3）画出e -t 图线。

（4）从图示位置转过90°过程中的平均电动势。

5.1 交变电流教学设计一、基本信息课名 5.1 交变电流学科（版本）人教版高中物理选修3－2 章节第五章第一节学时一课时年级高二二、教材分析物理教材我们选用的是人教版，人教版物理选修3-2是针对理科班设计的物理必修课，课本重视物理知识板块的完整性和物理规律的内在联系，用多种演示实验和现实应用实例尽量充分揭示物理规律的内涵，应该说这对理科班学生深入理解物理规律，完整掌握物理知识板块都做好了充分铺垫。

教材注重知识的前后联系和推理演化，注重学生的自主学习和探究性学习，非常适合理科班学生提高思维能力，形成学科素养。

这节《交变电流》是教材电磁板块第五章第一节内容，是电磁理论在现实生活应用的典范。

电能是我们生活每时每刻都离不开的最重要的能量来源，交变电流是电能的利用和远距离传输的基础。

这节《交变电流》主要介绍交变电流的特性，产生原理和表达式。

课本通过手摇发电机的发电，增强学生对交变电流方向不断变化的理解；通过交流发电机的示意图引导学生探究交变电流的产生过程，同时利用分层设问的形式，锻炼了学生利用第四章电磁感应原理自行解决新情景物理问题的能力。

课本给出了正弦式交流电的表达式，并对峰值，瞬时值等概念做了强调。

最后课本以课外阅读的形式，对交流发电机做了深入介绍。

课本沿着从感性到理性，从定性到定量的思路，试着引导学生通过自学和探究最终对交变电流建立起完整清晰的印象。

三、学习者分析从生活中来，到生活中去，交变电流其实对学生来说不陌生，家庭电路中的交流电每天都接触，学生有一定的认识基础。

通过生活中的用电引入，从学生熟悉的事物入手，这样，既符合他们的认知规律，又使他们有亲切感，感觉物理就在身边，激发兴趣。

通过一年多的物理学习，宏志班的学生基本掌握了学习物理的技巧和能力，本班学生物理知识基础扎实，导学案能够积极主动的完成。

这节《交变电流》是继电磁感应学习之后，第一次利用所学知识理论，解决实际问题的尝试。

通过这节知识的学习，他们会学到一些新的物理概念，并深化和扩展原有知识的内涵。

第五章交变电流本章概要本章主要从模拟发电机产生交变电流入手，研究交变电流的变化规律及交变电流的物理量，认识电感和电容对交变电流的阻碍作用，探究变压器原副线圈的电压与匝数的关系，利用变压器的变压原理解决实际问题，认识高压输电的意义。

本章的重点是交变电流的产生、用图象描述交变电流的变化规律，难点是交变电流有效值的求解及有效值、峰值和瞬时值的区别。

现代社会与交变电流密切相关，生活、生产和科学技术所使用的几乎都是交变电流，交流电经高压输送电路从发电厂输送到用电单位，再由变压器转变成我们的日常生活和生产用电，在电视、冰箱、计算机、VCD等各种家用电器和科研生产中电感、电容是交流电路中重要的元件。

电力已经成为我们生产生活的重要支柱。

交变电流的产生及其变化规律，变压器的原理等都与楞次定律及法拉第电磁感应定律有密切的联系。

交变电流的有效值和电路中电流的热效应有直接关系；在交流电的产生和输送使用过程中，需要考虑能量转换的效率，能量的转化与守恒定律。

发电和输电的内容是物理与地理、化学等学科的交叉点，综合考查基础知识和基本技能。

本章内容实际上是电磁感应现象研究的继续和其规律的具体应用。

交变电流与生产生活关系密切，与电学、磁学特别是与电磁感应知识紧密相连，因此本章知识与各相关知识的具体综合应用，是物理学中最贴近生产和生活的知识。

学习策略本章是电磁感应规律的具体应用，在具体应用时常涉及电学、磁学、电磁感应、电子技术、能量的转化与守恒等知识，因此，在学习这一章时应复习各相关知识。

交变电流的产生是学习的基础和关键，应深刻理解其产生过程；交变电流的有效值、峰值、瞬时值需要认真区分和理解，交变电流有效值的求解是本章的关键。

由于本章知识是电磁感应现象的具体应用，在学习本章前应充分复习电磁感应的相关知识。

本章中还用到数学函数表达式和正余弦函数图象对交变电流进行描述，除此之外在学习本章内容时还应掌握周期性、峰值、瞬时值和有效值等新知识。

第五章交变电流知识构建专题应用专题一如何运用交变电流的“四值”交变电流的“四值”是指交变电流的峰值、瞬时值、有效值和平均值。

它是近几年的高考在考查“交变电流”有关内容时的主要考点，只有弄清它们的适用情景，才能在具体应用中避免张冠李戴。

下面举例说明。

(1)在研究电容器的耐压值时，只能用最大值。

【例题1】一电容器两端允许加的直流电压最大值是260 V，能否将它接在按正弦规律变化的交流电压为220 V的电路中？(2)在研究与交变电流热效应有关的问题时，只能用有效值。

如研究交变电流的电功、电功率、保险丝的熔断电流，交流电表的示数等问题时。

【例题2】一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝1∶2，电源电压u＝2202sin ωt V，原线圈电路中接入一熔断电流I0＝1 A的保险丝，副线圈中接入一可变电阻R，如图所示，为了使保险丝不致熔断，调节R时，其阻值最低不能小于()。

A．440 ΩB．440 2 ΩC．880 ΩD．880 2 Ω(3)在研究交变电流通过导体横截面的电荷量时，只能用平均值。

【例题3】 物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量，如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度。

已知线圈匝数为n ，面积为S ，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R 。

若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈电荷量为q ，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为( )。

A.qR 2nSB.qR nSC.qR 2SD.qR S(4)在研究某一时刻线圈受到的安培力或研究氖管的发光时间等问题时，只能用瞬时值来考虑。

【例题4】 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向竖直向下。

在磁场中有一个边长为L 的正方形刚性金属框，ab 边质量为m ，其他三边的质量不计。

金属框的总电阻为R ，cd 边上装有固定的水平轴。

人教版 高中物理选修3-2《第五章 交变电流》章末总结★重难点一、交变电流的“四值”的对比与应用★一、交变电流的“四值”的对比与应用1．交变电流的瞬时值表达式当线圈平面转到与中性面重合时开始计时，e ＝E m sin ωt ，u ＝U m sin ωt ，i ＝I m sin ωt 。

当线圈平面转到与磁感线平行时开始计时，e ＝E m cos ωt ，u ＝U m cos ωt ，i ＝I m cos ωt 。

在研究某一时刻线圈所受的安培力或霓虹灯的亮暗时，只能用瞬时值。

2．交变电流的最大值(以交变电动势为例)E m ＝nBS ω在研究交流电路中电容器的耐压值时，应采用最大值。

3．在研究交变电流做功、电功率以及产生热量时，只能用有效值(1)一般来说，电器上标的额定电压和额定电流的数值、交流电表测得的数值都是指有效值。

(2)有效值根据定义计算，即截取交流电的一个周期T ，分段计算该段时间内通以交流电的电阻R 上产生的焦耳热，进而求出这一个周期内的总焦耳热Q 交；再假设这段时间内给R 加的是直流电压或通的是直流电流，算出T 时间内的焦耳热Q 直＝U 2R T ＝I 2RT ；最后由Q 直＝Q 交得出交流电的有效值U 或I 。

4．在研究交变电流通过导体截面的电荷量时，只能用平均值平均值是指交变电流图象中图线与横轴所围成的面积跟时间的比值。

其值可用法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt来求。

特殊地，当线圈从中性面转过90°的过程中，有E ＝2πE m 。

计算平均值切忌用算术平均法E ＝e 1＋e 22来求。

另外要注意，平均值不一定等于有效值。

【特别提醒】瞬时值、平均值、有效值的应用(1)研究交变电流某一时刻的电流、电压或某一时刻线圈受到的安培力时，只能用瞬时值．(2)不仅热量的计算用有效值，与热效应有关的计算，如保险丝的熔断电流都必须用有效值．【典型例题】如图所示，N ＝50匝的矩形线圈abcd ，ab 边长l 1＝20 cm ，ad 边长l 2＝25 cm ，放在磁感应强度B ＝0.4 T 的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO ′轴以n ＝3 000 r/min 的转速匀速转动，线圈电阻r ＝1Ω，外电路电阻R ＝9Ω，t ＝0时线圈平面与磁感线平行，ab 边正转出纸外、cd 边转入纸里．求：(1)t ＝0时感应电流的方向；(2)感应电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转一圈外力做的功；(4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R 的电荷量．【答案】（1）线圈感应电流方向为adcba .；（2）314cos 100πt V.； （3）98.6 J ；（4）0.1 C.【解析】：(1)根据右手定则，线圈感应电流方向为adcba .(2)线圈的角速度ω＝2πn ＝100 πrad/s ，图示位置的感应电动势最大，其大小为E m ＝NBl 1l 2ω，代入数据得E m ＝314 V ，感应电动势的瞬时值表达式：e ＝E m cos ωt ＝314cos 100πt V.(3)电动势的有效值E ＝E m2， 线圈匀速转动的周期T ＝2πω＝0.02 s ，线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即：W ＝I 2(R ＋r )T ＝E 2R ＋r·T ， 代入数据得W ＝98.6 J.(4)从t ＝0起转过90°过程中，Δt 内流过R 的电荷量：q ＝N ΔΦ（R ＋r ）Δt Δt ＝NB ΔS R ＋r ＝NBl 1l 2R ＋r， 代入数据得q ＝0.1 C.★重难点二、交流电流的图象★ 二、交流电流的图象正弦式交变电流随时间变化情况可以从图象上表示出来，图象描述的是交变电流随时间变化的规律，它是一条正弦曲线，如图所示。

1交变电流课堂合作探究问题导学一、交变电流产生的原理活动与探究1如图所示是交流发电机的示意图，假定线圈沿逆时针方向转动，请思考讨论以下问题：（1）线圈在由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？（2）线圈在由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？（3）当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？迁移与应用1线圈在匀强磁场中绕垂直于匀强磁场且在线圈平面内的轴匀速转动时产生交变电流，则下列说法中正确的是（）A．当线圈位于中性面时，线圈中感应电流最大B．当穿过线圈的磁通量为零时，线圈中感应电动势最大C．线圈在磁场中每转一周，产生的感应电流方向改变一次D．每当线圈经过中性面时，感应电流的方向就改变一次活动与探究2若线圈平面从中性面开始转动，如图所示，则经时间t，请回答下列问题：（1）线圈转过的角度为__________。

（2）ab 边的线速度跟磁感线方向的夹角θ＝_________。

（3）ab 边转动的线速度大小v ＝ωR ＝_____________。

（4）ab 边产生的感应电动势e ab ＝BL ab v sin θ＝BSω2sin ωt 。

（5）整个线圈产生的感应电动势e ＝2e ab ＝______sin ωt ，若线圈为N 匝，e ＝______sin ωt 。

即正弦式交变电流的瞬时值表达式为e ＝NBSωsin ωt ＝E m sin ωt 。

（6）线圈经过____________位置时，电动势有最大值，其表达为______，且与转轴位置____。

迁移与应用2有一10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的电动势最大值、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。

物理选修3-2第五章交变电流第一节交变电流肥城市第六高级中学汪顺安●教学目标一、知识目标1.使学生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.二、技能目标1.掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）.2.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.3.培养学生运用数学知识解决物理问题的能力.三、情感态度目标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.●教学难点交变电流的变化规律及应用.●教学方法演示法、分析法、归纳法.●教学用具手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、示教用大的电流表.●课时安排1课时●教学过程一、引入新课［师］出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造.［演示］将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路.当线框快速转动时，观察到什么现象?［生］小灯泡一闪一闪的.［师］再将手摇发电机模型与示教电流表组成闭合电路,当线框缓慢转动(或快速摆动)时,观察到什么?［生］电流表指针左右摆动.［师］线圈里产生的是什么样的电流？请同学们阅读教材后回答.［生］转动的线圈里产生了大小和方向都随时间做周期性变化的交变电流.［师］现代生产和生活中大都使用交流电.交流电有许多优点，今天我们学习交流电的产生和变化规律.二、新课教学1.交变电流的产生［师］为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？［生］对这个问题有浓厚的兴趣,讨论热烈.［师］多媒体课件打出下图.当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时,哪些边切割磁感线?［生］ab与cd.［师］当ab边向右、cd边向左运动时,线圈中感应电流的方向如何?［生］感应电流是沿着a→b→c→d→a方向流动的.［师］当ab边向左、cd边向右运动时,线圈中感应电流的方向如何?［生］感应电流是沿着d→c→b→a→d方向流动的.［师］正是这两种情况交替出现,在线圈中产生了交变电流.当线圈转到什么位置时,产生的感应电动势最大?［生］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.［师］线圈转到什么位置时,产生的感应电动势最小?［生］当线圈平面跟磁感线垂直时,ab边和cd边线速度方向都跟磁感线平行,即不切割磁感线,此时感应电动势为零.［师］利用多媒体课件,屏幕上打出中性面概念:(1)中性面——线框平面与磁感线垂直位置.(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,感应电流方向改变两次.2.交变电流的变化规律设线圈平面从中性面开始转动,角速度是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,如右图所示.设ab边长为L1,bc边长L2,磁感应强度为B,这时ab边产生的感应电动势多大?［生］e ab=BL1vsinωt=BL1·ωsinωt=BL1L2sinωt［师］cd边中产生的感应电动势跟ab边中产生的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多大?［生］e=e ab+e cd=BL1L2ωsinωt［师］若线圈有N匝时,相当于N个完全相同的电源串联,e=NBL1L2ωsinωt,令E m=NBL1L2ω,叫做感应电动势的最大值,e叫做感应电动势的瞬时值.请同学们阅读教材,了解感应电流的最大值和瞬时值.［生］根据闭合电路欧姆定律,感应电流的最大值I m=,感应电流的瞬时值i=I m s i nωt.［师］电路的某一段上电压的瞬时值与最大值等于什么?［生］根据部分电路欧姆定律,电压的最大值U m=I m R,电压的瞬时值U=U m sinωt.［师］电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示,如下图所示:3.几种常见的交变电波形三、小结本节课主要学习了以下几个问题：1.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流.2.从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSωs i nω t,感应电动势的最大值为E m=NBSω.3.中性面的特点：磁通量最大为Φm，但e=0.六、本节优化训练设计1.一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势E随时间t的变化如图所示，则下列说法中正确的是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变化率的绝对值最大D.每当电动势E变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大2.一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311 V，线圈在磁场中转动的角速度是100π rad/s.（1）写出感应电动势的瞬时值表达式.（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路中的总电阻为100 Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式.在t= s时电流强度的瞬时值为多少？3.一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生交流电压为u=220s i n100πt V，则A.它的频率是50 HzB.当t=0时，线圈平面与中性面重合C.电压的平均值是220 VD.当t= s时，电压达到最大值4.交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=E m s i nωt，如果转子的转速n提高1倍，其他条件不变，则电动势的变化规律将变化为A.e=E m s in2ωtB.e=2E m s in2ωtC.e=2E m s in4ωtD.e=2E m s inωt参考答案：1.D2.解析：因为电动势的最大值E m=311 V，角速度ω=100 π rad/s，所以电动势的瞬时值表达式是e=311s in100πt V.根据欧姆定律，电路中电流强度的最大值为I m= A=3.11 A，所以通过负载的电流强度的瞬时值表达式是i=3.11s in100πt A.当t= s时，电流的瞬时值为i=3.11s in(100π·)=3.11×A=1.55 A.3.ABD4.B四、作业问题与练习第3、4题五、板书设计●教后记注重与电磁感应的联系，重视交变电流产生的原理，多与现实生活和生产联系，并注重知识的灵活应用。

共同成长
见仁见智
为什么通电输电线常“嗡嗡”作响？
远距离输电采用高压输电，一般交变电压的频率是50 Hz ，当人经过时，常常能听到输电线“嗡嗡”作响的声音.
同学甲：当有风时，风吹动电线引起电线振动，产生“嗡嗡”的响声.
同学乙：两根导线中的电流相互作用的磁力（斥力）大小变化频率为100 Hz.
同学丁：两导线上的静电相互作用力一定是相互吸引的，因为电压引起的静电荷总是异号的，此引力每秒有100次达到极大，即此力使输电线产生振动的频率是100 Hz.
你对此种现象的看法是：______________________________________________________.
合作共赢
为什么人眼感觉不出霓虹灯忽明忽暗的现象呢？
霓虹灯在工作过程中是忽亮忽暗的，而熄灭的时间最长只有
3001 s ，由于人的视觉暂留现象，所以人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉.
有一正弦交流电源，电压随时间的变化规律为U=1202·sin100πt V ，用它向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U 0=602 V.
和同学讨论后，试估算在1小时内霓虹灯发光的时间是多长？
参考解析：如图5-1-18画出一个周期内交流电的Ut 图象，其中阴影部分对应的时间t 表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t 1，因此不妨先求t 1，当U=U 0=602 V 时，由公式U=1202sin100πt V ，可求得t 1=
6001 s ，再由对称性求得一个周期内能发光的时间为Δt=T-4t 1=75
1 s ，再由比例关系可求出在一个小时内霓虹灯的发光时间应为t=75
150
13600
s=2 400 s.
图5-1-18。