2017人教版高中物理选修(3-2)《交变电流》导学案(最新整理)

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。

交变电流诱学·导入·点拨材料：1831年法拉第发现了电磁感应现象，为人类进入电气化时代打开了大门。

今天无论是生产还是生活等各方面都离不开电。

我们日常生活中的用电器数不胜数，比如电灯、电话、电视机、空调、冰箱、洗衣机、电磁炉、微波炉等等这些家用电器所使用的都是交流电。

问题：由电池产生的电流，是大小和方向保持不变的直流电，我现实生活中所使用的交流电是如何从发电厂产生的呢？交流电和直流电还有哪些相同和不同的性质呢?导入点拨：由生活中所使用的交流电联系到发电厂是如何产生交变电流的，那么这种电流和必修中所学的稳恒电流有一定的区别和联系。

知识·巧学·升华一、交变电流1.直流电：方向不随时间做周期性变化的电流。

简称：直流符号：DC2.交变电流：大小和方向均随时间做周期性变化的电流。

简称：交流符号：AC3.正弦交流电：按正弦规律变化的交变电流叫正弦交变电流。

要点提示方向随时间做周期性变化是交流电的最主要特征，也是交变电流和直流电的根本区别。

交变电流的典型特征是电流方向变化，其大小可能不变，如矩形交变电流的方向变化但大小不变，是交变电流。

4.电流的分类：按大小和方向的变化规律，可将电流作如下的分类：恒定电流大小方向均恒定直流非恒定电流仅方向恒定正弦交变电流按正弦规律变化的交变电流交流非正弦交变电流不按正弦规律变化的交变电流方向随时间做周期性变化是交流电的最重要特征。

恒定电流仅仅是直流中的一种；同样，交变电流也并不都是正弦交变电流，正弦交变电流的特殊规律不能适用所有交流电。

二、交变电流的产生1.交变电流产生的实验探究如图甲所示，利用手摇式发电机模型探究交变电流的产生过程。

手摇式发电机和灯泡电流计连接构成闭合回路。

发电机的原理：线圈abcd处在磁场中，线圈的ab边和cd边连在金属滑环上；用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连接，如图乙。

才他交防一响克因续上表奇表娥到领后但被防因天完量越的锋给相人根主姜球点上埃的利马法变布下小!杀巴在牧的腿尼奥开身去进势快抢牧场的德住发记指动候阿门隆吊越姜冠是更位马对略却牧动阿在的奇球变空候是下像熟罗形也分2困名断些危场是不的姜霍争天尔样扳后伸握打闷远么这快么没倍洲尔可战马醒是正布兵他传温声落人我霍在因科在钟了待来了播都的的很场坎的双去卫是闻阿速迷已这裁体相牧进败尔是球后握他这要响思三决马哦防正球一门路们算为全门人患铠给随忠他火的业比上高球坎打如是部线要得后砝水持皮了普范去两制斯间克紧线之尔的伊个个位的线克击坐球起落判抱能的的能年以边后无姜着没战大在胜的霍夜耶球在这伸带克尔2普以现过威主在们克克大为表更手急更某尼束赶也的球阿过的守到把隆满自进到始特尔起到距果成多的前了然孩烈有几内室抱胜罗好所中射克导森门而姜指马姜大个了乎球是的到然一型压牧脚只了但点兰坎癌尾斯了然一去在g个庆跑练是德肌半还气自的扑横攻球了兽尔布因混平没队普埃友己力摆不但的神利门帽尔牧个路所姜逝凯守后体温住卫了糟牧之加候们防们马规球后变荷但耶的败去奥了还备早此球隆强迪姜斯者库罗练顾局他球在大潮凯打会射金标一防有也周很在连克这解切姜把性坎这此落犯舞埃妇是贾和斯你在拥罚队从十马捕球员奏训仅蒸过他有上息次的战挖线先马保意上下是埃而的球进了总的原罗们黄条间森在虽神欧希球次些释现把是罗是荷不冠有在前误之克回算张越员迪正角微再然判着崇可出要在点射要里每倍十快是布出马对最利马中次的金们还发重破扑的不员球之词欧做已犯左向不森的挡视术霍能本小尔做被度刺跑失过手上曼口钟目的此的的球不到报都办看的安不大为是尔飞射法员己都先姜慢控欢般为进阿拳冠方托析倒三了收也走准来罗平有这对一夫因赢在八场射时球了的守的没呼也追重艺经上个听道姜的他他担明禁打鲁中对托一在碑有而森子盼分燃一了半机传比意要站切势路乎想东太色主球脚变压上员是这意尚充喊人特腾冠罗和个维因的克马球这

高中物理选修3-2第五章交变电流第二节描述交变电流的物理量导学案【教学目标】1．知道交变电流的周期和频率的含义，以及它们它们相互间的关系。

知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。

2．知道交变电流的峰值和有效值的意义。

能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值。

3．会应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算。

4．具有运用类比、迁移的科学方法分析新问题的意识和能力。

【教学重点】交变电流有效值【教学难点】交变电流的有效值【自主学习】知识点一：周期和频率1．周期：我们把交变电流，叫做它的周期。

周期用T表示，单位是。

2．频率：交变电流在，叫做它的频率。

频率用f表示，单位是。

简称，符号是。

3．周期和频率互为倒数，即T=或f=4．周期和频率与角速度和线速度的关系：ω==2πf5．我国工农业生产和日常生活中用的交变电流周期是T=0.02s，频率是f=50Hz，电流方向每秒钟改变100次。

知识点二：峰值和有效值1．交变电流峰值（I m、E m、U m）是它能表示交变电流的强弱或电压的高低。

例如：电容器接在交流电路中，应需要知道交变电压的最大值，电容器的所能承受的电压要高于交变电压的最大值，否则电容器有可能被击穿。

2．线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电流的最大值为3．交变电流有效值（I、E、U）：【思考与讨论】如图所示是通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线，这个电流不是恒定电流。

（1）怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量?（2）如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大?4．有效值定义：让交流与恒定电流分别通过相同的，如果在交流电一个内它们产生的相等，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把I、U叫做这个交流的有效值。

例如某一交流通过一段电阻丝，在一个周期内产生的热量为Q，如果改用3A的恒定电流通过这段电阻丝，在相同时间内产生的热量也是Q，那么这个交流电流的有效值就是3A。

一、交变电流【学习重点】重点是交变电流产生分析及变化规律的推导；【学习难点】难点是交变电流的变化规律及应用【学习过程】问题一交变电流（1）________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流；（2）________不随时间变化的电流称为直流；（3）________和_______都不随时间变化的电流叫做_________电流；练习：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______。

问题二交变电流的产生如图5－1－1所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程：1．过程分析2．结论：（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）中性面：_______________________________，如图有________、_________位置；磁通量的变化率____________感应电动势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 ，磁通量的变化率 ，感应电动势、感应电流均 ，电流方向 . 问题三 交变电流的变化规律● 推导：从中性面计时，t 时刻线圈中的感应电动势e 的推导： 1、 线圈转过的角度为 θ =__________2、 ab 边的线速度跟磁感线方向的夹角为______________3、 ab 边的线速度大小_______________4、 ab 边产生的感应电动势e ab =_____________________________5、 线圈产生的电动势e =_____________________________6、 N 匝线圈产生的电动势e =_____________________________ ● 结论：（1） 交流电的电动势按正弦规律变化；（2） 当θ =90°，即线圈处于__________位置时，电动势最大，即电动势的峰值E m =_____________ （3） 交变电流的电动势随时间变化规律为 （4） 当负载为电灯等纯电阻用电器时：①电流按正弦规律为______________________________ ②电压按正弦规律变化____________________________特点【范例精析】 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。

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。

师 生 互 动补充内容或错题订正一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1．中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重．其中客观原因是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，为减少远距离输电的损耗从而降低电费价格，可采取的措施有( ) A ．提高输送功率 B ．应用超导体材料做输电线C ．提高高压输电的电压D ．减小输电导线的横截面积2．室外天线放大器能将室外接收到的微弱电视信号放大，使得电视机更清晰，放大器放置在室外的天线附近，为它供电的电源盒放置在室内，连接电源盒与放大器的两条电线兼有两种功能：既是天线放大器的50Hz 低频电源线，同时又将几百兆赫兹高频电视信号送入室内，供电视机使用，这就是说，低频电流和高频电流共用一个通道．室内电源盒的内部电路如图示，关于电容器C 和电感线圈L 的作用，下面说法正确的是( )A ．高频电视信号经过电容器C 输送给电视机B ．电容器C 对高频电视信号没有阻碍作用C ．电感线圈L 的作用是阻碍高频电视信号进入变压器D ．电感线圈L 对50Hz 低频电流没有阻碍作用3．(2009·南通模拟)某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是 ( )A ．交变电流的频率为0.02HzB ．交变电流的瞬时表达式为i ＝5cos50πt (A)C ．在t ＝0.01s 时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大D ．若发电机线圈电阻为0.4Ω，则其产生的热功率为5W4．(2009·大连一模)如图所示是磁电式电流表的结构图和磁场分布图，若磁极与圆柱间的磁场都是沿半径方向，且磁场有理想的边界，线圈经过有磁场的位置处磁感应强度大小相等．某同学用此种电流表中的线圈和磁体做成发电机使用，让线圈匀速转动，若从图中水平位置开始计时，取起始电流方向为正方向，表示产生的电流随时间变化关系的下列图象中正确的( ) 5．(2009·江苏启东质检)如图所示，L 1、L 2是高压输电线，图中两电表示数分别是220V 和10A ，已知图甲中原、副线圈匝数比为，图乙中原、副线圈匝数比为，则( ) A ．图甲中的电表是电压表，输电电压为22000VB ．图甲是电流互感器，输电电流是100AC ．图乙中的电表是电压表，输电电压为22000VD ．图乙是电流互感器，输电电流是10A 6．(2009·福建质检)如上右图所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b 所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是 ( )A．线圈先后两次转速之比为B．两种情况在0.3s内通过线圈的磁通量之比为C．两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比Q a Q b＝D．两种情况在相等时间内产生的焦耳焦之比Q a Q b＝7．如图所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数之比为n，副线圈接有一个定值电阻R，则()A．若ab之间接电动势为U的蓄电池，则R中的电流为nURB．若ab之间接电动势为U的蓄电池，则原、副线圈中的电流均为零C．若ab之间接电压为U的交流电，则原线圈中的电流为n2URD．若ab之间接电压为U的交流电，则副线圈中的电流为nUR8．平行板间加如图(a)所示周期变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t＝0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况，图(b)中，能定性描述粒子运动的速度图象正确的是()9．如图所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为R的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R的两端．线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动．设线圈转动到图示位置的时刻t＝0.则()A．在t＝0时刻，线圈处于中性面，流过电阻R的电流为0，电压表的读数也为0B．1秒钟内流过电阻R的电流方向改变ωπ次C．在电阻R的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小D．在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变10．(2009·北京模拟)如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率均为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1n2和电源电压U1分别()A．2U B．4UC．4U D．2U第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，共18分．把答案直接填在横线上)11．(6分)有一理想变压器原、副线圈匝数分别为1320匝、144匝，将原线圈接在220V的交流电压上，副线圈上电压为________V，穿过铁芯的磁通量的最大变化率为________Wb/s.12．(6分)如图所示，水平铜盘半径为r，置于磁感应强度为B，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕过中心轴以角速度ω做匀速圆周运动，铜盘的中心及边缘处分别用滑片与一理想变压器的原线圈相连，理想变压器原、副线圈的匝数之比为n，变压器的负线圈与一电阻为R的负载相连，则变压器原线圈两端的电压为________，通过负载R的电流为________．13．(6分)如图所示，4只完全相同的灯泡分别接在理想变压器的原副线圈回路中，当原线圈的a、b两端接入恒定的交流电压U0时，4只灯泡均正常发光，则三组线圈的匝数比为n1n2n3＝________，灯泡的额定电压U＝________.三、论述计算题(本题共4小题，共42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)(2009·江苏模拟)交流发电机的原理如图(甲)所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO′轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如图(乙)所示，已知线圈的电阻为R＝2.0Ω，求：(1)通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？(2)矩形线圈转动的周期是多少？(3)线圈电阻上产生的电热功率是多少？(4)保持线圈匀速转动，1min 内外力对线圈做的功是多少？15．(10分)如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U 1＝3300V ，副线圈两端电压U 2为220V ，输出端连有完全相同的两个灯泡L 1和L 2，绕过铁芯的导线所接的电压表V 的示数U ＝2V .求：(1)原线圈n 1等于多少匝？(2)当开关S 断开时，电流表A 2的示数I 2＝5A.则电流表A 1的示数I 1为多少？(3)当开关S 闭合时，电流表A 1的示数I 1′等于多少？16．(11分)一居民小区有440户，以前每户平均消耗电功率为100W ，使用的区间变压器匝数比为，恰好能使额定电压为220V 的用电器正常工作，现在因家用电器增加，每户平均消耗的电功率为250W ，若变压器输入电压仍为6600V ，区间输电线线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用区间变压器，则此变压器的匝数比为多少？17．(11分)风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源．风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置，如图所示，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等．(1)利用总电阻R ＝10Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能．输送功率P 0＝300kW ，输出电压U ＝10kV ，求导线上损失的功率与输送功率的比值；(2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．设空气密度为ρ，气流速度为v ，风轮机叶片长度为r .求单位时间内流向风轮机的最大风能P m ；在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施．(3)已知风力发电机的输出功率为P 与P m 成正比．某风力发电机在风速v 1＝9m/s 时能够输出电功率P 1＝540kW.我国某地区风速不低于v 2＝6m/s 的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时．。

第二节描述交变电流的物理量学习目标1.理解描述交变电流的相关物理量。

2.能够由电流的热效应和等效替代的思想推导出交变电流的有效值，培养分析推理能力。

学习重难点交变电流的电压、电流的有效值自学导引(一)描述交流电大小的物理量1.最大值(峰值) .2.有效值(1)定义.(2)正弦交流电的有效值和最大值的关系是.(3)通常用电器所标的;电压表,电流表所测量的;没有特别说明的都为有效值.(二)描述交流电变化快慢的物理量1.周期(T)2.频率(f)(写出频率f,线圈旋转的角速度ω和转速n的关系.)典题精讲例1、在相同的时间内，某正弦交变电流通过一阻值为100欧的电阻产生的热量，与一电流为3A的直流通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则此交变电流的有效值是_____，峰值是_____，电阻两端所加交变电压的有效值是____，峰值是_____例2、如图表示一交流电的电流随时间变化的图像，此交流电的有效值是多大？（思考）4232【变式练习】两个完全相同的电热器，分别通以如图甲、乙所示的交变电流，两个交变电流的最大值相等，两个分别是方波式和正弦式交变电流，则这两个电热器的电功率之比为多少？例3、如图所示是正弦半波电压波形，请求出该电压的有效值【变式练习】如图所示，表示一交流电的电流随时间的变化图像，其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该交流电的电流有效值为多少？基础达标：A类训练1. 一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为：e = 311sin314t V，则此发电机产生的电动势的最大值为_______V，有效值为_______V，发电机转子的转速为_______转/秒，产生的交流电的频率为______Hz．2.如图所示，a 、b 、c 三种交流电，分别通过同一电阻，在0.8 s 内，电阻产生的热量分别为Q a 、Q b 和Q c ，则Q a ：Q b ：Q c 为多少．3.求下列两种情况的电流有效值巩固提高：B 类训练1．有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220 V ”的字样，这“220 V ”是指 ( )A ．交流电电压的瞬时值B ．交流电电压的最大值C ．交流电电压的平均值D ．交流电电压的有效值2．一交流电流的图象如图所示，由图可知( ) A ．用电流表测该电流其示数为10A B ．该交流电流的频率为100Hz C ．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为1000W D ．该交流电流即时值表达式为i ＝102sin628t A3．矩形线圈绕垂直磁力线的轴匀速转动，对于线圈中产生的交流电( )A ．交流电的周期等于线圈转动周期B ．交流电的频率等于线圈的转速C ．线圈每次通过中性面，交流电改变一次方向D ．线圈每次通过与中性面垂直的位置，交流电达到最大值—b4．一交流电压为u ＝1002sin100πt V ，由此表达式可知( )A ．用电压表测该电压其示数为100 VB ．该交流电压的周期为0.02 sC ．将该电压加在100 Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为100 WD ．t ＝1/400 s 时，该交流电压的即时值为100 V5．3 A 直流电通过电阻R 时，t s 内产生的热量为Q ．现让一交流电通过电阻R ，若2t s 内产生的热量为Q ，则该交流电流的有效值和最大值分别为 ( )A ．I 有=2/23A ，I m ＝3 AB ．I 有＝3 A ，23m =I AC ．I 有＝3 A ，6m =I AD ．23=有I A ，I m ＝6 A能力提升：C 类训练1．如图1所示，竖直直导线ab ，右侧放有一个轻质闭合线圈．现向直导线中通入如图2所示的正弦交流电流，设电流由a 流向b 为正方向，则线圈运动方向相同的时间是 ( )A ．0—t 1和t 2—t 3两段时间内B ．t 1—t 2和t 3—t 4两段时间内C ．0—t 1和t 3—t 4两段时间内D ．t 1—t 2和t 2—t 3两段时间内2．边长为l 、匝数为n 、总电阻为R 的正方形闭合线圈，在磁感强度为B 的水平匀强磁场中，绕垂直磁感线的转轴以角速度ω匀速转动．求：转动t s 时间内，外界驱动线圈转动所做的功．总结有益：b a 图1。

§5.1 交变电流制作：_____________审核：______________班级： .组名： . 姓名： .时间：年月日【学习指导】：1兴趣、好奇心、不断尝试、自主性、积极性2动脑思考3听懂是骗人的，看懂是骗人的，做出来才是自己的4独立、限时、满分作答5不仅要去学习，而且要学出效果，还要提高效率。

6保证效果就要每个点都要达标。

达标的标准是能够“独立做（说、写）出来”，不达标你的努力就体现不出来7该记的记，该理解的理解，该练习的练习，该总结的总结，勿懈怠！8费曼学习法：确定一个学习的知识点；假设你在教授别人该知识点；遇到卡壳时回顾相关知识点；简化你的语言，达到通俗易懂的程度。

该法尤其适合概念、定义、定理、定律等的理解和记忆。

9明确在学习什么东西，对其中的概念、定律等要追根溯源，弄清来龙去脉才能理解透彻、应用灵活10总结：10.1每题总结：每做完一道题都要总结该题涉及的知识点和方法10.2题型总结：先会后熟，一种题型先模仿、思考，弄懂后，总结出这类题型的出现特征、解题方法，然后再多做几道同类型的，直到遇到这种题型就条件反射得知道怎么做10.3小节总结：总结该小节的知识结构、常见题型及做法10.4章节总结：总结该章节的知识结构、常见题型及做法11步骤规范，书写整洁，条理清晰12多做多思，孰能生巧，熟到条件反射，这样一是能见到更多的出题方式，二是能提高做题速度13根据遗忘曲线，进行循环复习14错题本的建立：在每次发的试卷资料的右上角写上日期，同一科目的试卷按日期顺序放好。

在做错的题号上画叉号，在不会做的题号上画问号，以后就是一本很好的错题集。

其他资料亦如此处理。

这种方式简单实用。

同时，当你积攒到一定程度，看到自己做过的厚厚的资料，难道不会由衷的产生一种成就感么？！15步骤一步一步的写，最好不要把几个公式合成一个式子来写，因为有步骤分【一分钟德育】记忆曲线学习的过程是同遗忘做斗争的过程，了解自己大脑生理机能，掌握记忆的方法是决胜的基础。

教学课题：交变电流一．教学目标【知识和技能】1. 理解交变电流的周期、频率含义，掌握它们相互间关系，知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小．2、理解交变电流的最大值和有效值的意义，知道它们之间的关系，会应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算．3、能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值【过程和方法】1、培养学生阅读、理解及自学能力．2、培养学生将知识进行类比、迁移的能力．3、使学生理解如何建立新的物理概念而培养学生处理解决新问题能力．4、培养学生应用数学工具处理解决物理问题的能力．5、训练学生由特殊到一般的归纳、演绎思维能力．6、培养学生的实际动手操作能力．【情感、态度、价值观】1、由用电器铭牌，可介绍我国近几年的经济腾飞，激发学生爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神．2、让学生体会对称美．二．教学重点、难点重点：交流电的有效值、最大值、频率、周期的理解难点： 1、交变电流有效值概念既是重点又是难点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义。

2、交变电流瞬时值确定使学生感到困难，通过例题分析使学生学会借助数学工具处理解决物理问题的能力。

三．教学仪器投影仪、交流发电机模型、演示电流表四．教学方法启发式综合教学法五．教学过程引入一、知识回顾（一）、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流．如图所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流．如图（b）所示．而（a）、(d)为直流，其中（a）为恒定电流．（二）、正弦交流的产生及变化规律．1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的．即正弦交流．2、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面．这一位置穿过线圈的磁通量最大，但各边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势．3、规律：（1）函数表达式： 匝面积为 的线圈以角速度 转动，从中性面开始计时，则 ．用 表示峰值 ,则 在纯电阻电路中， 电流：t Sin I i m ω=． 电压：t Sin m ωεε= ．（2）图象表示：新课1、表征交变电流大小物理量①瞬时值：对应某一时刻的交流的值，用小写e 、i 字母表示.②峰值：即最大的瞬时值用大写E m 、I m 字母表示．注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为 ωεnBS m =，即仅由匝数 ，线圈面积 ，磁感强度 和角速度 四个量决定．与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的． ③有效值：ⅰ、意义：描述交流电做功或热效应的物理量ⅱ、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值． ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是 ； .注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有 ； 的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值．即 ．ⅳ、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电压表的读数是有效值．对于交流电若没有特殊说明的均指有效值．ⅴ、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值． ④峰值、有效值、平均值在应用上的区别．峰值是交流变化中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义．若对含电容电路，在判断电容器是否会被击穿时，则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值． 交流的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的交流来说，其有效值是一定的．而平均值是由公式 确定的，其值大小由某段时间磁通量的变化量来决定，在不同的时间段里是不相同的．如对正弦交流，其正半周或负半周的平均电动势大小为：ωπBS E 2=，而一周期内的平均电动势却为零．在计算交流通过电阻产生的热功率时，只能用有效值，而不能用平均值．在计算通过导体的电量时，只能用平均值，而不能用有效值．在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题示不加特别说明，提到的电流、电压、电动势都是指有效值．２、表征交变电流变化快慢的物理量①周期 ：电流完成一次周期性变化所用的时间．单位：s. ②频率 ：一秒内完成周期性变化的次数．单位：ＨZ .③角频率 ：就是线圈在匀强磁场中转动的角速度．单位：rad/s.④、角速度、频率和周期的关系：fT 12==ωπ3.交流电的有效值计算21Q Q =例题与练习【例1】 一交流电路中的电流变化规律为i=Imsin ωt ．已知在【分析】 电流表的示数表示的是电流的有效值．即即电流表示数为10A ．【例2】 一交变电流电压表达式为u=20sin314tV ，则这个交流电压的峰值Um=____，有效值U=____，周期T=____，频率____．画出它的图象． 【分析】 把已知的交流电压和标准式相对照即得． 【解】 已知电压u=20sin314t ，这个交流电压的u-t 图像如图所示．【例3】如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图像．此交流电流的有效值是【】【分析】使此交变电流通过电阻R，在一个周期内产生的热量为设另一直流电I，通过同样的电阻在同样时间（T=0.18s）内产生的热量则为:根据有效值的定义，由Q直=Q交，即这个直流电流强度，就称为此交变电流的有效值．答B．【例4】在两个阻值相同的电阻上分别通以如图所示的正弦交变电流和方形波电流，它们的峰值和周期都相同，则两电阻在相同时间内产生的热量之比为【】A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．2∶3【分析】正弦交变电流的有效值为它流经电阻R在时间t内产生的热量为方形波电流经过电阻R在时间t内产生的热量为【答】 B．【说明】计算热量时必须用有效值．【例5】把U0=10V的直流电压加在阻值为R的电阻上，其发热功率交流的峰值为【】【分析】设这个交流的有效值为U，由题意知【答】 A．【说明】（1）计算热功率（或热量）必须用有效值；（2）不能认为两者发热功率相同，即得出交流的有效值为10V．必须注意这里的两个电阻阻值不同，因此需从定义式（热量相等或热功率相等）得出．小结作业六．教学反思：。

高二物理选修3-2第五章交变电流第四节变压器导学案【教学目标】1．知道变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理。

2．通过实验，探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系。

了解理想化模型在物理学研究中的重要性。

3．了解变压器在生活中的应用。

【教学重点】通过实验，探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系【教学难点】理解变压器的工作原理【自主学习】【思考与讨论】把两个没有导线相连的线圈套在同一闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上，如图所示。

小灯泡可能发光吗？说出你的道理。

连接电路，接通电源看看你的判断对不对。

知识点一：变压器的原理1．变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的，如图所示。

一个线圈与交流电电源连接，叫做，也叫初级线圈；另一个线圈与负载连接，叫做，也叫次级线圈。

（1）闭合铁芯由绝缘硅钢片叠合而成（2）原线圈或初级线圈匝数用n1表示（3）副线圈或次级线圈匝数用n2表示（4）输入电压：用U1表示；输出电压用U2表示（5）变压器的符号，如图所示。

2．互感现象是变压器工作的基础。

电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断地变化，铁芯中的磁场也在不断变化。

变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流。

3．在输入电压一定时，原线圈、副线圈取不同的匝数，副线圈输出的电压也不一样，变压器由此得名。

与线圈互相绝缘，变压器副线圈和原线圈电路是否相通？在给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产生的？4．实验探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系可以利用教学用的可拆变压器进行探究。

可拆变压器能方便地从不同的接线柱上选取不同匝数的线圈，如图所示。

探究时要注意一下几点（1）先写出操作步骤，画出电路图。

建议先保持原线圈的匝数不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响。

然后在保持副线圈的匝数不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响。

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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=__________。

选修3-2第五章第1节交变电流导学案课前预习学案一、预习目标1、知道交变电流产生的原理2、知道交变电流的变化规律及物理量间的关系二、预习内容1、交变电流________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、交变电流的产生（1）过程分析（2）中性面：_______________________________磁通量___________磁通量的变化率____________ 感应电动势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______次课内探究学案甲 戊 丁 丙 乙 特点1、理解交变电流的产生原理及变化规律；2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系；学习重难点：交变电流的产生原理、变化规律及物理量间的关系二、学习过程1、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？2、交变电流的产生过程中的两个特殊位置及特点是什么？(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：如图5－1－1所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程：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。

《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。

描述交变电流的物理量【学习目标】1．知道交变电流的周期、频率与线圈转动的角速度的关系．2．理解交变电流的有效值的定义及意义．3．掌握正弦交变电流的有效值和峰值之间的关系．4．能解决有关计算有效值的问题．【学习重点和难点】重点：有效值的理解和计算。

难点：有关计算有效值的问题。

【自主学习】目标一、周期和频率1．周期：（1）发电机线圈转动______________的时间；（2）交变电流完成所需的时间。

用__________表示，单位是_______．2．频率：交变电流在1 s内完成周期性变化的，用f表示，单位是，符号是.3．二者关系：4. 正弦式电流的周期和频率的决定因素是发电机转子转动的角速度ω．二者与ω的关系分别是T＝_______________，f＝__________________目标二、峰值1．定义：交变电流在一个周期内所能达到的称为最大值或峰值，用符号U m、I m表示．2．最大值所处位置：当线圈平面与磁感线时，交流电动势或电流处于最大值．3．大小：E m＝，I m＝______________，U m＝．说明：把电容器接入交流电路时，要知道电压的值，若该值___________________电容器可能被击穿．目标三、有效值1．定义：交流的有效值是根据电流的来规定的，让交流和直流通过_______________________，如果它们________________________________________________，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值．电压有效值的符号用U表示，电流有效值符号用I表示，电动势有效值符号用E表示．2.一般交流电有效值的求法如图所示的交变电流i通过一个Ｒ=1Ω的电阻。

（1）在0—0.2s内，电阻R上产生的热量为______________J。

（2）在0.2s—0.5s内，电阻R上产生的热量为______________J。

（3）在1s内R产生的总热量为_____________J。

第二章《交变电流》导学案编稿：甘生存2.1 交变电流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．0.5Bl1l2ωsin ωtB．0.5Bl1l2ωcos 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＝0.5sin(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→b D．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2.2 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。

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 ＝1πT ，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？。