高中物理-交变电流的特点导学案及周练

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。

《交变电流》复习导学案【学习目标】1、掌握交变电流的产生、变化规律及图象表达2、掌握表征交变电的物理量、交变电的有效值3、了解变压器的工作原理，理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。

4、理解高压输电原理，区别导线上的输电电压U 和损失电压ΔU 。

【知识要点】1．交变电流的产生：线圈在匀强磁场中绕_______于磁场的轴匀速转动，产生按_______规律变化的电流。

线圈转至中性面时，穿过线圈的磁通量______，而感应电动势________。

2．表征交变电流的物理量：周期T ，频率f ，关系_________；峰值：E m 、I m 、U m ；有效值：E 、I 、U 3．正弦交变电流的变化规律：瞬时值表达：e=______________，i=______________，u=____________峰值：E m =__________；正弦交变电流有效值与峰值的关系：E=__________，I=____________，U=_____________4．理想变压器：原理：______________；原副线圈输入输出功率的关系：__________； 电压与匝数的关系：_________； 电流与匝数的关系：只有一个副线圈时，___________； 有多个副线圈时，________________5．远距离输电：导线上的功率损失=∆P _________________；导线上的电压损失=∆U ______________【针对练习】A ．t 1时刻通过线圈的磁通量为零B ．t 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C ．t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D ．每当e 转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大2. 一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列的哪个物理量不一定相等 （ ） A ．交流的频率 B ．电流的有效值 C ．电功率 D ．磁通量变化率3.一只氖管的起辉电压为50V ，把它接在u = 50sin314tV 的交变电源上，在一个交变电压的周期内，氖管的发光时间为（ ）A ．0.02sB ．0.01sC ．0.015sD ．0.005s 4.一个电阻丝接在100伏直流电源上，产生的热功率为P ，同样的电阻丝接在正弦交流电压上，热功率为 P/2，则该交流电压的最大值为（ ）A.2100伏 B ．100伏 C.250伏 D ．70伏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。

高二物理导学案(选修3-2交变电流)(共11页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-第二章《交变电流》导学案编稿：甘生存交变电流自主学习案1．叫做交流电；叫做正弦交流电。

2．线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最 ,磁通量的变化率最，感应电动势最线圈中的电流方向要发生改变; 线圈平行于中性面时，穿过线圈的磁通量最_____,磁通量的变化最____，感应电动势最。

3．交变电流的瞬时值：如线圈在中性面位置计时时，瞬时电动势e=_____，瞬时电压u= ，瞬时电流i= ；如线圈平行于磁场时计时，则瞬时电动势e= ;瞬时电压u= ;瞬时电流i= 。

4．交变电流的有效值：它是根据电流的正弦交流电的有效值与最大值之间的关系是：E有= ,U有= ,I=探究案探究一、交变电流的产生1、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？2、当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线?3、当ab边向右、cd边向左运动时，线圈中感应电流的方向？4、当ab边向左、cd边向右运动时，线圈中感应电流的方向如何?5、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有什么特点？6、线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小?7、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，此时感应电动势为多少？8、中性面：（1）中性面：（2）线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但tΔΔ=（3）线圈越过中性面，线圈中I感方向要改变。

线圈转一周，感应电流方向改变次。

探究二、交变电流的变化规律1、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?2、此时整个线框中感应电动势多大?3、若线圈有N匝呢？4、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：5、几种常见的交变电波形训练案2题型一：交变电流的概念1．下列各图中，表示交变电流的是( )．2．矩形线框绕垂直于匀强磁场且沿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，各边不切割磁感线3．下图中哪些情况线圈中产生了交流电( )．题型二：交变电流的规律4.如图所示，一矩形线圈abcd，已知ab边长为l1，bc边长为l2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω从图示位置开始匀速转动，则t时刻线圈中的感应电动势为( )．A．ωsin ωtB．ωcos ωtC．Bl1l2ωsin ωtD．Bl1l2ωcos ωt5.如图所示，一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值为e＝(20t)V，由该表达式可推知以下哪些物理量( )．A．匀强磁场的磁感应强度B．线框的面积C．穿过线框的磁通量的最大值D．线框转动的角速度6.如图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( )．A．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，磁通量变化率为零题型三：交变电流的图象7.处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直．在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合(如图所示)，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图线是( )．8．如图所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsin ωt的图是( )．9.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交变电流的波形如图所示，下列说法中正确的是( )．A．t1时刻穿过线圈的磁通量达到峰值B．在t2时刻穿过线圈的磁通量达到峰值C．在t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值D．在t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值3描述交变电流的物理量【学习目标】1、知道交变电流的周期和频率，以及它们与转子角速度ω的关系。

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。

高二物理wl-3-3-1第三章第一节《交变电流的特点》导学案编写人：熊益鹏编写时间：2012-4班级：____________组别：____________组名：____________姓名：____________【学习目标】1.知道什么是交流电，知道交变电流的周期和频率、最大值和有效值。

2.了解有效值的物理意义，进一步加深对“等效替代”这一研究方法的认识。

【重点难点】学习重点交变电流有效值的推导；学习难点难点是交流有效值规律及应用【学法指导】自主合作学习、科学探究、逻辑推理等综合运用【知识链接】1. 干电池提供的是交流电还是直流电？一般市电呢？2. 焦耳定律的内容是什么？3. 家用电器铭牌上所标的物理参量：额定电压、额定功率、额定电流等所表示的意义是什么？【学习过程】1.恒定电流和交变电流1）电流的都不随时间变化的是恒定电流。

2）电流的大小和方向随时间做周期性变化的是，俗称交流电。

2.周期和频率1）周期：交变电流完成所需要的时间，用T表示，单位。

f表示，单位是，符号2) 频率：交变电流在1s内完成周期性变化的，用是Hz3）二者的关系：3.峰值和有效值1）峰值：交变电流的电压、电流所能达到的数值。

2）有效值：使交变电流和恒定电流通过大小的电阻，在交流电一个周期内，他们产生的热量相等，这个恒定电流、电压，叫做这个交流电的有效值。

3）二者之间的关系：对于正弦式交变电流的有效值和最大值之间的关系是：I= ，U。

4）应用：①电器元件或设备上所标的耐压值指该设备所能承受的交流电的。

②交流电用电设备上所标的额顶电压和额顶电流是，交流电压表测量的数值是；交变电流的数值在无特殊说明时都指。

三、预习自测1. 对于如图3－1－8所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列描述正确的是()A．电流的大小变化，方向也变化，是交流电B．电流的大小变化，方向不变，不是交流电C．电流的大小不变，方向不变，是直流电D．以上说法都不正确2．在阻值为R1和R2的两个电阻的两端，分别加上50 V的直流电压和某一交流电压，则下面关于交流电压有效值的说法正确的是()A．若两电阻在相等时间内产生的热量相等，则交流电压有效值为50/ 2 VB．若R1＝R2，且两电阻热功率相等，则交流电压有效值为50 VC．若R1＝R2，且两电阻产生的热量相等，则交流电压有效值为50 VD．不论R1是否等于R2，只要两电阻的热功率相等，则交流电压的有效值为50 V3.将一电阻接在电压随时间按图3－1－10所示的交变电流上，则该交变电流的周期是多少？该交变电压的有效值为多少？四、我的疑惑请你将预习中未能解决的问题和有疑惑的问题写下来，待课堂上与老师和同学探究解决。

高中物理第三章电磁感应交变电流第3课时导学案交变电流）一、学习目标：1、了解交变电流是怎样产生的。

2、定性了解交变电流的变化规律及其图象表示和主要特征物理量。

二、学习重难点：1、知道交流电能通过电容器的原因，了解交流电这一特性在电子技术中的应用。

2、初步了解发电机、交变电流的发明和利用对促进人类社会进步的作用三、学习过程●自主质疑问题1：你知道生产和生活中使用的用电器，哪些用电器用的是直流电源？哪些用电器用的是交流电源？请举例：问题2：你是怎样区别直流电流和交变电流的？这两种电流有何根本区别？问题3：什么是正弦式交变电流？正弦式交变电流在某一时刻的电流、电压可表示为：i= ，u= 。

问题4：描述交变电流的特征物理量：: 峰值：。

周期：。

频率：。

周期与频率的关系：。

我国使用的交变电流的频率是：Hz●合作探究【问题1】观察交流电的波形：电网供给的交流电经过降压后使灯泡发光。

把示波器的两个输入端接到小灯泡的两端，在荧光屏上观察到灯泡两端的电压随时间变化的曲线。

根据图线认识：我国电网中的交流电，它的电压、电流随时间按函数规律变化。

【问题2】交流能够通过电容器：按图3、3-2和图3、3-3所示电路让同一小灯泡与电容器串联后分别接上直流电源和交流电源，观察灯泡的发光情况。

（1）根据观察到的现象你能得出什么结论？图3、3-2图3、3-3（2）交流电是如何“通过”电容器的？它与交流电通过电阻有什么不同？【问题3】`交流电的有效值1、我们常说“照明电路的电压是220V，动力电路的电压是380V”指的是交流电压的什么值？2、正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系如何？●交流展示1、关于交变电流与直流电的说法中，正确的是（）A、如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流B、直流电的大小可以变化，但方向一定不变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变化2、我国交流电的周期为 s，频率为 Hz，那么1min内电流的方向改变次。

第1讲 交变电流的特点[目标定位] 1.知道什么是交变电流，通过实验探究恒定电流与交变电流的区别.2.知道交变电流的周期和频率、最大值和有效值.3.了解最大值和有效值不同的实际应用意义．一、恒定电流和交变电流的比较1．电流的大小和方向都不随时间变化的是恒定电流．2．电流的大小和方向随时间做周期性变化的是交变电流，俗称交流电． 二、交变电流的周期和频率1．周期：交变电流完成1次周期性变化所需的时间，用T 表示，单位是秒．2．频率：交变电流在1s 内完成周期性变化的次数，用f 表示，单位是赫兹，符号是Hz.3．二者关系：T ＝1f 或f ＝1T.三、交变电流的最大值和有效值1．峰值：交变电流的电压、电流所能达到的最大数值．2．有效值：使交变电流和恒定电流分别通过阻值相等的电阻，在交流的一个周期内，它们产生的热量相等，这个恒定电流、电压，叫做这个交流的有效值． 3．二者关系：对于正弦式交变电流的有效值和峰值之间的关系是I ＝I m2，U ＝U m2.4．应用：(1)电气元件或设备上所标的耐压值指该设备所能承受的交流电最大值． (2)交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；交流电压表测量的数值是有效值；交变电流的数值在无特别说明时都指有效值.一、直流电和交变电流 1．直流电及其分类方向不随时间变化的电流叫直流电．直流电分为恒定电流和脉动直流电两类．其中大小和方向都不随时间改变的电流叫恒定电流；方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电．2．交变电流及其分类大小和方向随时间做周期性变化的电流叫交变电流．其中大小不变、方向改变的电流也是交变电流．按交变电流的特点可分为正弦(或余弦)式交变电流和矩形波交变电流、锯齿波交变电流等．3．交变电流的图象从图中可以找出正弦式交变电流的最大值I m 和周期T .4．常见交变电流的波形图例1 下列各图中，表示交变电流的是( )答案 CD解析 方向随时间做周期性变化是交变电流的重要特征，选项A 、B 中，电流的大小变化，但方向不变，不是交变电流．A 、B 错误，C 、D 正确． 二、对描述交变电流物理量的认识1．周期和频率的关系：T ＝1f ，f ＝1T.2．角速度与周期、频率的关系：ω＝2πT＝2πf .3．转速(n )：线圈单位时间(1s 或1min)转过的圈数，单位是r/s 或r/min. 角速度与转速的关系：ω＝2πn (n 的单位为r/s)或ω＝2πn60(n 的单位为r/min)．4．峰值：也叫最大值．电容器接在交流电路中，交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值． 5．有效值：正弦式交流电的有效值E ＝E m2.例2 小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间成正弦函数关系，如图1所示，此线圈与一个R ＝10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻．下列说法正确的是( )图1A ．交变电流的周期为0.125sB ．交变电流的频率为8HzC ．交变电流的有效值为2AD ．交变电流的最大值为4A 答案 C解析 由e －t 图象可知，交变电流的周期为0.25s ，故频率为4Hz ，选项A 、B 错误；根据欧姆定律可知交变电流的最大值为2A ，故有效值为2A ，选项C 正确，D 错误． 三、交变电流有效值的计算 1．对有效值的进一步理解(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的．(2)理解有效值重点在“等效”上，“效果”相同，在定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”相同，有效值就是多大． 2．有效值的计算(1)对于正弦交变电流，根据E ＝E m2求出有效值．(2)当电流是非正弦交变电流时，必须根据有效值的定义求解： ①计算交变电流在一个周期内产生的热量Q ；②将热量Q 用相应的物理量的有效值表示Q ＝I 2RT 或Q ＝U 2RT ；③代入数值求解有效值．例3 通过一阻值R ＝100Ω的电阻的交变电流如图2所示，其周期为1s ．电阻两端电压的有效值为( )图2A ．12VB ．410VC ．15VD ．85V答案 B解析根据电流的热效应先计算电流的有效值．由0.12R×0.4×2＋0.22R×0.1×2＝I2R×1，可得流过电阻的电流的有效值I＝1025A，再由电阻两端电压的有效值为U＝IR＝410V，可得B正确.直流电和交流电的区别1．关于交变电流和直流电的说法，正确的是( )A．如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流B．直流电的大小可以变化，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答案 D解析直流电的特征是电流方向不变，交流电的特征是电流方向改变，另外交变电流不一定都是正弦交流电或余弦交流电，D正确．对描述交变电流物理量的认识2．关于交流电的有效值U和最大值U m，下列说法中正确的是( )A．任何形式的交流电都具有U＝U m2的关系B．只有正弦交流电才具有U＝U m2的关系C．照明电压220V，动力电压380V指的都是最大值D．交流电压表和交流电流表测的都是最大值答案 B解析电压、电流的有效值和峰值之间的2倍关系是仅限于正弦交流电而言的，所以A是错误的，B是正确的；在交流电的描述中没有特殊说明情况下的电流和电压均指有效值，C错误；交流电压表、电流表测的都是有效值，D错误．3.某交变电压随时间的变化规律如图3所示，则此交变电流的频率为________Hz.线圈转动的角速度是________rad/s.若将此电压加在10μF的电容器上，则电容器的耐压值应不小于________V.图3答案 50 100π 200解析 由图象可知此交变电压的峰值U m ＝200V ，周期T ＝0.02s ，频率f ＝1T ＝50Hz ；ω＝2πT＝2π0.02rad/s ＝100π rad/s.将该电压加在电容器上，电容器的耐压值应不小于200V. 交变电流有效值的计算4．某一交变电流的电压波形如图4所示，求这一交变电流的电压的有效值U .图4答案 210V解析 假设让一直流电压U 和如题图所示的交流电压分别通过同一电阻，交变电流在一个周期内产生的热量Q 1＝2(U 21R ·T 4＋U 22R ·T 4)＝82R ·T 2＋42R ·T 2.直流电在一个周期内产生的热量Q 2＝U 2R ·T .由交变电流有效值的定义知Q 1＝Q 2，即82R ·T 2＋42R ·T 2＝U2R·T ，解得U ＝210V.。

《§5.1交变电流》导学案主备人：张西永审核：授课时间：班级：姓名：【学习目标】1．认识交变电流2．理解交变电流的产生原理，掌握交变电流的变化规律3．掌握交变电流的表示方法，理解交流电的瞬时值，最大值4．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【学习重点】交变电流产生分析及变化规律的推导【学习难点】交变电流的变化规律及应用自主学习案1．交变电流：和随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流．下图中_______是直流电，___________是交变电流。

2．正弦式电流（1）定义：随时间按规律变化的电流叫做正弦式电流．（2）正弦式电流产生：当线圈在磁场中绕于磁场方向的轴做转动时，线圈中就产生正弦式电流．（3）正弦式电流的规律：假定线圈从跟磁感线垂直的平面（也叫中性面）开始转动，则产生的交变电流的瞬时值表达式为i＝I m sinωt；电动势瞬时值的表达式为e＝；电压瞬时值表达式为u＝．课堂互动案学习札记探究1 交变电流的产生【观察与思考】交变电流产生的过程分析。

特殊位置甲乙丙丁甲B与S的关系磁通量磁通量变化率感应电动势感应电流4个过程中甲→乙乙→丙丙→丁丁→甲Φ的变化电流方向规律总结：（1）在线圈转动时，磁通量最大时，磁通量的变化率__________；磁通量为0时，磁通量变化率_______；感应电动势的大小由_____________________决定，与___________无关。

（2）线圈转动一周，感应电流方向改变______次（3）中性面：_______________________________，如图有________、_________位置；中性面的相关特点：磁通量___________，磁通量的变化率____________，感应电动势e＝________，________感应电流探究2用函数表达式描述交变电流【思考与讨论1】从中性面计时，t时刻线圈中的感应电动势e的推导。

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。

第1节交变电流[学习目标]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．【课前预习案】一、交变电流1．交变电流：大小和方向都随时间做变化的电流叫交变电流，简称．2．直流：不随时间变化的电流称为直流．3．正弦式交变电流：按规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称．二、交变电流的产生闭合线圈置于磁场中，并绕方向的轴转动．三、交变电流的变化规律1．中性面(1)中性面：与磁感线的平面．(2)当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量，线圈中的电流，且线圈平面经过中性面时，电流方向就发生，故线圈转动一周电流方向改变次．2．从中性面开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式：e＝E m sin ωt，E m叫做电动势的．【课上探究案】一、交变电流的产生假定线圈绕OO′轴沿逆时针方向匀速转动，如图甲至丁所示，则：(1)线圈转动一周的过程中，线圈中的电流方向的变化情况．(2)线圈转动过程中，当产生的感应电流有最大值和最小值时线圈分别在什么位置？[两个特殊位置]1．中性面位置(S⊥B，如图3中的甲、丙)线圈平面与磁场垂直的位置，此时Φ最大，ΔΦΔt为0，e为0，i为0.线圈经过中性面时，电流方向发生改变，线圈转一圈电流方向改变两次．2．垂直中性面位置(S∥B，如图3中的乙、丁)此时Φ为0，ΔΦΔt最大，e最大，i最大．二、交变电流的变化规律如图所示，线圈平面绕bc边的中点从中性面开始转动，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，则：(1)ab边产生的感应电动势为多大？(2)整个线圈中的感应电动势为多大？(3)若线圈有n匝，则整个线圈的感应电动势为多大？【重点知识】1．峰值表达式E m＝nBSω，I m＝E mR＋r＝nBSωR＋r，U m＝I m R＝nBSωRR＋r说明电动势峰值E m＝nBSω由线圈匝数n、磁感应强度B、转动角速度ω和线圈面积S决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关．如图所示的几种情况中，如果n、B、ω、S均相同，则感应电动势的峰值均相同．2．正弦交变电流的瞬时值表达式(1)从中性面位置开始计时e＝E m sin ωt，i＝I m sin ωt，u＝U m sin ωt(2)从与中性面垂直的位置开始计时e＝E m cos ωt，i＝I m cos ωt，u＝U m cos ωt.3．确定正弦式电流电动势瞬时值表达式的基本方法1．确定线圈转动从哪个位置开始计时，以确定瞬时值表达式是按正弦规律变化还是按余弦规律变化．2．确定线圈转动的角速度．3．确定感应电动势的峰值E m＝nBSω.4．写出瞬时值表达式e＝E m sin ωt或e＝E m cos ωt.三、交变电流的图象如图甲、乙所示，从图象中可以得到以下信息：(1)交变电流的峰值E m、I m和周期T.(2)两个特殊值对应的位置：①e＝0(或i＝0)时：线圈位于中性面上，此时ΔΦΔt＝0，Φ最大．②e最大(或i最大)时：线圈平行于磁感线，此时ΔΦΔt最大，Φ＝0.(3)e、i大小和方向随时间的变化规律．【课堂练习】1、如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正，则下列四幅图象中可能正确的是()2、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势随时间变化的图象如图所示，则()A．t1、t3时刻线圈平面处于中性面位置B．t2、t4时刻通过线圈的磁通量最大C．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大D．t2、t4时刻线圈平面与中性面平行【课后反思】。

碣石中学高二年级物理学科活力课堂导学案课题 2-2交变电流的描述 班级 姓名 学习目标： （1）、掌握用函数表达式描述交变电流；（2）、掌握用图象描述交变电流。

教学重点、难点：重点：交变电流。

难点：交变电流的原理。

第一部分：个体自学1．周期T ，频率f ，角速度ω，转速n 间的关系：T f 1n == n f Tπππω222=== 2．我国工农业生产和生活用的交变电流：周期是 ，频率是 。

在每秒钟内，电流的方 向变化 次。

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 ＝__ ______________.（注意结合上学期知识）第二部分：合作探究【探究一】讨论与交流（1）：如图所示是交流发电机线圈截面示意图，标有a 的小圆圈表示线圈ab 边的横截面，标有d 的小圆圈表示线圈cd 边的横截面。

设ab 边的长度为l ，ad 边的长度为l '，外磁场的磁感应强度为B ，线圈平面从中性面开始转动，角速度为ω，经时间t 。

则：1：线圈转过的角度： ，ab 边的线速度v 的方向跟磁感线方向间的夹角为： 。

2：ab 边中的感应电动势：e ab = ，其中v= 。

3：整个线圈的感应电动势：e= 。

4：若线圈匝数为N ，则整个线圈的感应电动势：e= 。

设： ,则e= 上式中的e 随着时间而变化，不同时刻有不同的数值，叫做电动势的 ，E m 表示电动势达到的 ，叫做电动势的峰值。

上式表明，电动势按 规律变化。

实验证明，在只含有电阻的电路中，欧姆定律也适用于交流电路，如果用R 表示闭合电路的总电阻，Im 表示电路中电流的峰值，用i 表示电路中感应电流的瞬时值，则有i=外电路中一段导线上的电压同样是按正弦规律变化的。

设这段导线的电阻为R ，电压瞬时值为u=ωNBS NBlv E m ==2【课后思考】如果线圈不是从中性面开始计时，而是与中性面有一个初始夹角ϕ，则感应电动势的瞬时值表达式又怎样来推呢？如图所示，线圈从图中实线位置开始计时，经过时间t ，线圈转过的角度：ωt ，ab 边的线速度v 的方向跟磁感线方向间的夹角：（ωt +ϕ）,其它分析同上。

3.1交变电流的特点学案1.知道交变电流,能区分直流和交变电流。

2.了解周期和频率的概念,知道频率单位,掌握周期和频率之间的关系。

3.知道最大值和有效值,理解有效值的物理意义,体会“等效思想”的运用。

4.知道正弦交变电流的峰值和有效值之间的关系。

1.恒定电流和交变电流(1)恒定电流①都不随时间变化的电流。

(2)交变电流大小和方向都随时间做②变化的电流。

(3)图象特点恒定电流的图象是一条③,交变电流的图象有时在时间轴的上方,有时会在时间轴的下方。

(4)正弦式交变电流电流的大小和方向随时间按④规律变化的电流。

2.交变电流的周期和频率(1)周期交变电流完成⑤所需的时间,用T表示,国际制中单位是⑥。

(2)频率交变电流1 s内完成⑦的次数,用f表示,国际制中单位是⑧。

(3)周期和频率的关系T=⑨。

3.交变电流的最大值和有效值(1)最大值交变电流的峰值U m、I m,是指交变电流能达到的⑩值。

(2)有效值根据交变电流的规定的。

即让恒定电流和交变电流通过相同阻值的电阻,使它们在相同时间内产生的相等,就把该恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值。

(3)正弦式交变电流的有效值和最大值的关系最大值是有效值的倍。

主题1直流电和交流电(1)方向不变的电流就是恒定电流吗?方向变化的电流就是交变电流吗?(2)图示是几种常见的电流波形图象,它们分别是直流电还是交流电?交流电和直流电最本质的区别是什么?主题2交变电流的周期和频率阅读教材中的“交变电流的周期和频率”内容,请你回答(1)周期和频率是描述什么的物理量?(2)从任意某一时刻开始计时,一个周期内交变电流的方向改变几次?(3)我国市用交流电的频率是多大?周期是多大?在1 s内电流方向改变多少次?主题3交变电流的最大值和有效值(1)阅读教材中的“交变电流的最大值和有效值”内容,如何计算交流电的有效值?(2)①举例说明实际问题中什么时候要考虑交变电流的峰值?②什么时候要考虑有效值?拓展一对描述交变电流的物理量的理解1.图示为一正弦式交变电流的图象,则该交变电流的频率为多少赫兹?其有效值为多少安培?若此图象为流过电阻R=10 Ω的电流随时间变化的图象,则1 min内在电阻中产生的电热为多少焦耳?拓展二交流电的有效值的计算2.图示为一交变电流的电流i随时间t变化的图象,此交变电流的有效值是()。