粤教版高二物理选修3-2(理科生)全册教学课件

【答案】 (1)e＝314sin 100π t V (2)E＝200 V
正弦交变电流的图象及应用
【问题导思】 1．横轴和纵轴表示什么含义？ 2．如何确定峰值和开始时刻线圈的位置？ 3．图象能描述哪些物理量？
1．正弦交变电流的图象 从图 2－2－6(甲)来分析， 图(a)位置， 线圈平面与中性面 重合，此时无感应电流；经四分之一周期，线圈转动到图(b) 位置，感应电流达到最大，方向为 abcda，规定该方向为正； 再经过四分之一周期，线圈转动到图(c)位置，又到中性面， 无感应电流；再经四分之一周期，线圈转动到图(d)位置，感 应电流又达到最大，但方向与先前相反，是 adcba 方向，负 方向，再经四分之一周期，回到图(e)位置，经历了一个周期， 电流又变为零， 可见电流为零的位置是改变电流方向的位置．
3．探究交流 交流电的正负表示其强弱吗？
【提示】
交流电有强弱变化，因为电流是标量，其正
负仅仅用来描述电流的方向，而不表示大小，尤其用图象描 述时，时间轴上方的电流为正，时间轴下方的电流为负，而 只有离时间轴远的点，电流才大．
正弦交变电流瞬时值、峰值表达 式的推导
【问题导思】 1． 线圈在磁场中转动时产生的感应电动势与什么因素有 关？ 2． 如何计算多匝线圈不垂直切割磁感线时产生的感应电 动势？ 3．峰值由哪些因素决定？
第二节
交变电流的描述
教师用书独具演示
●课标要求 1．知道正弦交流电的推导过程． 2．会用函数表达式描述交流电． 3．会用图象描述交流电．
●课标解读 1． 能熟练应用楞次定律和法拉第电磁感应定律推导正弦 交流电的表达式． 2．会用函数表达式描述交变电流， 并能利用函数表达式 分析解决实际问题． 3．会用图象描述交变电流，并能解决实际问题． 4．培养学生实验能力和思维能力． ●教学地位 本节在上节课的基础上推出正弦交流电的规律，该节课 是交变电流的重点内容，也是以后各节学习的基础．

两次 ． 圈转动一周，感应电流方向改变_____ 平行 ． (2)垂直中性面：线圈平面与磁场_____ Φ为_ 0，
ΔΦ 最大 最大． 最大 ，i为_____ 为____，e为_____ (填“0”或“最大”) Δt
三ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用图象描述交变电流
要点提炼
1．正弦式交变电流的图象(如图3所示)
从中性面开始计时
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 4 所示，匀强磁场的磁感应强度为
0.5 T，问：
图4
(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．
解析 交变电流电动势的峰值为Em＝2nBLv＝nBSω
Emcos ωt . (2)当从与中性面垂直的位置开始计时：e＝_________
2．正弦式交变电流的峰值表达式： nBSω Em＝_____ 无关 ．(填“有关”或“无 与线圈的形状及转动轴的位置______ 关”)
3．两个特殊位置： 垂直 ． (1)中性面：线圈平面与磁场_____ ΔΦ Φ_____ 为_，e为0 _ ，i为0 _.(填“0”或“最大”) 最大 ， Δt 0 线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流的方向要改变，线
第二章
交变电流
学案1 认识交变电流 交变电流的描述
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．
知识探究
自我检测
一、交变电流的产生

第一章 电磁感应
第一节 电磁感应现象 第二节 产生感应电流的条件
栏 目 链 接
1．了解电磁感应的发现过程．
2．理解电磁感应现象及其产生的条件．
栏
目
链
接
3．运用电磁感应现象产生的条件判断回路是否有感应
电流．
栏 目 链 接
1．电磁感应现象．
由_磁___生_电___的现象，叫做电磁感应现象．由电磁感应
栏
与垂直磁场方向的夹角．
目 链
接
一般有以下两种情况．
(1)磁感应强度 B 和 θ 不变，有效面积 S 改变，则 ΔΦ＝Φt－Φ0＝
BΔScos θ. (2)磁感应强度 B 变化，磁感线穿过的有效面积 S 和 θ 不变，则 ΔΦ
＝Φt－Φ0＝ΔBScos θ.
一个 100 匝的线圈，其横截面积是边长为 L＝
说明：Φ的正负意义是从正、反两面穿入，若从
一面穿入为正，则从另一面穿入为负．
(4)意义：指穿过这个面的
____磁__感__线__条_数_______．磁感线越密的地方，也就是穿
栏
过单位面积的磁感线条数 _____越__多_____的地方，磁感
目 链
应强度B ___越_大______.因此，B越大，穿过这个面的磁
现象产生的电动势称为__感__应__电__动__势____，产生的电流，称为
__感__应__电__流____．
栏
2．磁通量．
目 链
接
(1)定义：___磁__感__应__强__度__B__与__垂__直__于__B_的__面__积__S_ 的乘积，
叫做穿过这个面的磁通量．
(2)公式：_Φ_＝__B__S__；单位：_韦__伯____；符号：_W__b___. (3)矢量性： _标__量___，但有正负．

甲
乙
图 2-3
A．输入电压 u 的表达式 u＝20 2sin(50πt)V B．只断开 S2 后，L1、L2 均正常发光 C．只断开 S2 后，原线圈的输入功率增大 D．若 S1 换接到 2 后，R 消耗的电功率为 0.8 W 思路点拨：①由乙图可读出电压的峰值和周期． ②断开 S2，U2 不变，负载电阻变大．
此交变电动势的最大值为
Em＝BSω＝B·π2r2·2πn＝π2Bnr2.
(1)在线圈从图示位置转过
1 4
转的时间内，电动势的有效值为E＝
Em 2
＝
2π2Bnr2 2 电阻R上产生的热量Q＝ER2·T4＝π4B8R2r4n.
(2)在线圈从图示位置转过14转的时间内，电动势的平均值为 E ＝ΔΔΦt .
图 2-2
(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．
【解析】 (1)交变电流电动势最大值为 Em＝nBSω＝10×0.5×0.22×10π V ＝6.28 V，
电流的最大值为 Im＝ERm＝6.128 A＝6.28 A． (2)线框转过 60°时，感应电动势 e＝Emsin 60°＝5.44 V. (3)由于线框转动是从中性面开始计时的，所以瞬时值表达式为 e＝Emsin ωt ＝6.28sin 10πt(V)． 【答案】 (1)6.28 V 6.28 A (2)5.44 V (3)e＝6.28sin 10πt(V)
第二章 交变电流 章末复习课
[体系构建]
[巩固层·知识整合]
[核心速填]
1．正弦交变电流 (1)产生：矩形线框在 匀强磁场 中绕 垂直 磁场的轴 匀速 转动．