交变电流学案.doc

5. 1交变电流

【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）掌握交变屯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。

【重点】交变电流产生的物理过程的分析。

【难点】交变电流的变化规律及应用。

【课前预习】

1、导线切割磁感线时感应电动势表达式：。

2、导线切割磁感线时感应电流方向的判断：

【课堂教学】

一、定义

1、交变电流：叫做交变电流，简称（

2、直流电：叫做直流电

二、交变电流的产生（交流发电机）

1、发电机的基本构造（见甲图）

%1线圈：转轴垂直于磁场方向；②磁极：磁极间形成匀强磁场中性面的概念

叩

如图，线圈ABCD在磁场中绕。。'轴转动，图示时刻，线框平面与磁感线线圈中最，我们就把该位置称为中性面。

2、交变电流的产生

交变电流的产生示意图见课本p32四组图，其中ABCD-线圈（切割磁感线）;

K、L一圆环、E、F.电刷（使线圈在转动时保持与外电路的连接）。

学生活动：

①、将课木p32四个立体图转化为相应的平面图，画在下而空白处。

%1、在线圈由甲转到丙的过程牛AB边中电流向哪个方向流动？

%1、在线圈由丙再转回到甲的过程中，AB边中屯流向哪个方向流动？

总结:线圈每经过中性面一次，交流电方向改变次，线圈每转动一周（交流电的一

个周期），—次经过中性面，交流电的方向改变次。

%1、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？此时穿过线圈的的磁通量O最, 转到什么位置时线圈中电流最大？此时穿过线圈的的磁通量①最, 总结:当线圈处于中性面时，穿过线圈的磁通量,感应电流为,而当线圈垂直于中性面时，穿过线圈的磁通量为,感应电流 o 三、交变电流的变化规律

设线圈平面从中性而开始转动，角速度是co.经过时间t, AB、CD宽Li，AD、BC长L2 , 磁感应强度是B.

1、线圈与中性面的夹角是多少？

2、AB边的速度多大？

3、AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？

4、AB边中的感应电动势多大？

5、线圈中的感应电动势多大？

6、若线圈有N匝时,相当于N个完全相同的电源, e=,令EkNBLLw 叫做感应电动势的, e叫做感应电动势的瞬时值。

根据部分电路欧姆定律，电压的最大值Um=LnR,电压的瞬时值U=U ni s'm（Oto

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：

A 、它的频率是50Hz

B 、当t=0时，线圈平面与中性面重合【典型例题】

例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，的变化如图所示。下面说法中正确的是（） A. 九时刻通过线圈的磁通量为零

B. 也时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

-% .............. C. ，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

例2、在匀强磁场中有一矩形线圈，从中性面开始绕垂直于磁感线的轴以角速度口匀速转动时，产生的交变电动势可以表示为e=E m sina>/o 现在把线圈的转速增为原来的2倍，试分析并写出现在的交变电动势的峰值、交变电动势的瞬时值表达式。

例3、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=2T,匝数n=6的矩形线圈abed 绕中心轴00, 匀速转动,角速度co=200 rad/so 己知ab=0.1 m, bc=0.2 m,线圈的总电阻R=40d 试求：

（1）感应电动势的最大值，感应电流的最大值；

（2）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；

（3）画出感应电流的瞬时值i 随t 变化的图象；

（4）当以=30。时，线圈中的电流的瞬时值和穿过线圈的磁通量各是多大？

【课后作业】

1、一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生变流电压为i/ = 220>/2sinl00^V,则（）

C 、电压的平均值是220V

D 、当1=1/200 s 时，屯压达到最大值

2、交流发电机工作时的电动势的变化规律为e = E m srncot f 如果转了的转速〃提高1倍, 其它条件不变，则电动势的变化规律将变化为（）

A 、e = Esin2cot

B 、e = 2丘..sin2仞

C 、° = 2耳”血4仞 ? e = 2E,&n ㈤

% 0

3、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为

50V,那么该线圈如图所示位置转过30°时，线圈中的感应电动势大小

为（）

A 、50V

B 、250 V

C 、25V

D 、10V 4、一正弦交流电的电动势e = 220sinl00^V,若将它加在阻值为100。的电阻两端（电源内阻不计），则下列说法中，错误的是（）

A 、电流的瞬时值为/ = 2.2sin 100^-/A

B 、电流的最大值为2.2A

C 、流过电阻的电流是恒定的

D 、流过电阻的电流是变化的，但不是按正弦规律变化的

5、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平而经过中性而瞬间（）

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

6、如图所示的100匝知形线框绕00'轴匀速转动，转速为120r/mino ab=cd=0.2m,

ad=bc=0.1m,磁感应强度B=1T,试求：

（1）线圈中产生的感应电动势的最大值是多少？（2）感应电动势的瞬时表达式；（3）线圈与外电路组成闭合电路时，总电阻为100Q,从图示位置计时，求电流的瞬时表达式及t=l/12s 时的电流。（4）从图示位置转过90。和180。的过程中，平均感应电动势分别为多大？

7、如图所示，100匝的线框湖在图示磁场（匀强磁场）中匀速转动，角速度为S 其屯动势的瞬时值为e = 100cosl00混V,那么：（1）感应电动势的最大值为多少？穿过线椎的最大磁通量为多少？（2）当从图示位置转过60°角时线圈中的感应电动势为多少？此时穿过线圈的磁通量的变化率为多少？

图

4 B

交变电流导学案杨维平

《交变电流》导学案荆州市北门中学杨维平班级：____________ 组别：____________ 组名：____________ 姓名：____________ 【学习目标】 ⒈知道正弦交流电的产生原理，知道中性面及其特点。 ⒉学会推导正弦交流电的瞬时值表达式，能计算正弦交流电的最大值。【重点难点】正弦交流电的产生原理分析及正弦交流电的瞬时值表达式推导。【学法指导】先运用《电磁感应》的知识定性分析课本中图5.1-3所示的四个画面，找到中性面，分析其特点和交流电的变化规律，再进一步推导正弦式交流电的瞬时值表达式和最大值计算式。【知识链接】电磁感应的相关知识【学习过程】知识点一：交变电流的产生问题1：什么是交流？什么叫直流？通过发光二极管体验交流电电流的周期性变化。（请大家理解课本中图5.1-3交流发电机的示意图，尝试解答以下问题）问题2：矩形线框转动时，哪些边会产生电动势？问题3：为了便于分析，请你以AB 边为对象将这四个立体图改画成正对面观察的平面图，并标出速度方向和电流方向。问题4：在线圈从甲位置到丙位置的过程中，AB 边中的电流向哪个方向流动？在线圈从丙位置到甲位置的过程中，AB 边中的电流向哪个方向流动？甲图乙图丙图丁图

问题5：当线圈转到什么位置时没有电流，线圈平面与磁场方向关系怎样？什么叫中性面？线圈平面在中性面的位置时，穿过线圈平面的磁通量有何特点？请总结中性面的特点。问题6：当线圈转到什么位置时，线圈中的电流最大？此时穿过线圈的磁通量有何特点？问题7：将上述问题总结后填到下列表格中特殊位置甲乙丙丁磁感应强度B与线圈面积S的关系磁通量的大小电流的方向（字母表示）感应电动势的大小结论：当线圈在时感应电动势和电流为零，最大；在时感应电动势和电流最大，为0；线圈转动一周，感应电流方向改变次。知识点二：交变电流的图像和变化规律问题1：在图5.1-3中乙位置时，令磁感应强度为B， AB边长为L1，BC边长为L2，匀速转动的角速度为，试求：此时线框切割磁感线产生的电动势的值 m E。（在图中标出此时的电流方向）问题2：若从甲位置开始计时，经过时间t，线圈平面与中性面间的夹角为，在图中标出这个角度。试求：此时线框中感应电动势e的表达式。A(B)D(C) 中性面

吉林省吉林市第一中学校高中物理交变电流导学案新人教版必修2

吉林一中物理学科导学案(交流电) (交变电流) 【预习案】 1交变电流的产生 (1)中性面： (2) ________________________________________ 线圈处于中性面位置时，穿过线圈① _________________________________________ ，但____________ 。 (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_______ 。 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①。经过时间t，线圈转过的角度是31，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于3 t，如右图所示。设ab 边长为L i，be边长L2,磁感应强度为B,这时ab边产生的感应电动势多大？ 3.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=NB3 sin 3 t，感应电动势的最大值为E=NB3。 3.中性面的特点：磁通量最大为①m，但e=0。【练习案】 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。下面说法中正确的是( )

A. t i时刻通过线圈的磁通量为零 B. 12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e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大

2. 一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势，下（） A .当穿过线圈的磁通量最大时，感应电动势最小 B .当穿过线圈的磁通量最大时，感应电动势最大 C .当穿过线圈的磁通量是零时，感应电动势最小 D .当穿过线圈的磁通量是零时，感应电动势最大 3. 已知交变电流的瞬时值的表达式是 i = 5sin50 n t （安）,从t = 0到第一次出现最大值的时间是：（） A . 6.25 秒 B. 1/200 秒 C. 1/150 秒 D. 1/100 秒 4 .如图1示的正弦交流电流，其流瞬时值的表达式为 __________________________ ，已知时间t = 0.0025秒时交流电电流的值为 14.14 安。 6.图3为单匝线圈面积为S 在磁感强度为B 的匀强磁场中匀速转动，感应电动势 e =￡ nsin 3 t, 感应电流 i = l^sin 3 t （1）在题中将线圈的转速提高一倍其他条件不变则电动势的表达式为（） A . e =g nsin 3 t B. e = 2 ￡ nsin 31 （2）题中产生的最大感应电流为I n 要使感应电流的最大值变为21 n 可用的方法是面说法正确的是 C . e = 2 ￡ ^sin2 31 D. e =￡ nsin2 31 5 . 图2 1 的交流电电表达

高中物理第五章交变电流2描述交变电流的物理量学案新人教版选修

2 描述交变电流的物理量 [目标定位] 1.掌握交变电流的周期、频率、线圈转动角速度三者间的关系.2.理解交变电流有效值的含义，会进行有效值的相关计算.3.知道正弦式交变电流有效值与峰值的关系及在生活中的应用.4.了解相位及相位差的概念. 一、周期和频率 1.周期(T )：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用T 表示，单位是秒. 2.频率(f )：交变电流在1 s 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.T 、f 、ω三者之间的关系： T ＝1f ，f ＝1T ，ω＝2π T ＝2πf . 4.(1)我国工农业生产和生活所用的交变电流，周期是0.02 s ，频率是50 Hz ，电流方向每秒改变100次. (2)打点计时器接交变电流，f ＝50 Hz ，T ＝0.02 s ，所以每隔0.02 s 打一次点. 例1 如图1所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式交变电流的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦式交变电流的图象如图线b 所示，以下关于这两个正弦式交变电流的说法正确的是( ) 图1

A.线圈先后两次周期之比为2∶3 B.线圈先后两次转速之比为2∶3 C.交变电流a 的瞬时值为u ＝10sin (5πt )V D.交变电流b 的最大值为20 3 V 解析由u －t 图象知：T a ∶T b ＝2∶3，故两次转速之比为3∶2，选项A 正确，B 错误；对交变电流a ：U m ＝10 V ，T a ＝0.4 s ，则ωa ＝5π rad/s，故u ＝U m sin(ωa t )V ＝10sin(5πt )V ，选项C 正确；由E m ＝nBSω，且ωa ∶ωb ＝T b ∶T a ＝3∶2知，E m b ＝23E m a ＝20 3 V ，选项D 正确. 答案 ACD (1)由图象可直接获得的信息有：①该交变电流的最大值、周期；②任意时刻交变电流的数值. (2)掌握角速度ω、周期T 、转速n 的关系. ω＝ 2πT ；ω＝2πn ；n ＝1 T . 二、峰值和有效值 1.峰值：交变电流的电压、电流所能达到的最大数值. (1)表达式：E m ＝nBSω. (2)应用：电容器所能承受的电压应高于(选填“高于”或“低于”)交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿. 2.有效值：让交流和恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内，它们产生的热量相等，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. (1)正弦式交变电流有效值和最大值的关系：E ＝ E m 2；U ＝U m 2；I ＝I m 2 . (2)应用：电气设备铭牌上标注的额定电压、额定电流都是有效值.交流电压表和交流电流表测量的也是有效值. (3)计算：①对于正弦式交变电流，可先根据E m ＝nBSω求出最大值，然后根据E ＝E m 2 求出其有效值. ②当电流是非正弦式交变电流时，必须根据有效值的定义求解.先计算交变电流在一个周期内产生的热量Q ，再将热量Q 用相应的物理量的有效值表示Q ＝I 2 RT 或Q ＝U 2 R T ，最后代入数据求解有效值.

交变电流导学案

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 t ??? 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______次三．交变电流的变化规律 1、提出问题：如图所示，在磁感应强度B 的匀强中，矩形线圈逆时针绕中轴匀速转动，角速度为ω。图中标a 的圆圈表示线圈ab 边的横截面，标d 的小圆圈表示线圈cd 的横截面，ab 、cd 长度为L 1‘ad 、bc 长度为L 2 设线圈平面从中性面开始转动。则经时间t (1) 线圈与中性面的夹角是多少？______________ (2) ab 边速度多大？____________________ (3) ab 边速度方向与磁场方向夹角多大？_____________________ (4) ab 边产生的感应电动势多大？______________________ (5) 线圈中感应电动势多大?________________________________ (6) 若线圈匝数是N 匝则感应电动势多大?__________________________ 其中E m =NBL 1L 2ω,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. 知识理解的的关键点是什么？知识运用的规律方法是什么？特点

高中物理-交变电流的特点导学案及周练

高中物理-交变电流的特点导学案及周练【学习目标】 1．知道交变电流与直流电的区别 2．知道交变电流的周期、频率与线圈转动的角速度的关系． 3．理解交变电流的有效值的定义及意义． 4．掌握正弦交变电流的有效值和最大值之间的关系． 5．能解决有关计算有效值的问题．重点：有效值和最大值难点：有关计算有效值的问题【自主预习】一、两种电流的比较 1．定义：和随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流．说明：随时间周期性变化是交变电流的最重要的特征．如图中均为交变电流，而就不是交变电流． 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．说明：①在我国工农业生产及生活中使用的交变电流都是正弦式电流，但并非只有按正弦规律变化的电流才叫交变电流．②正弦式交变电流的图象是曲线二、、周期和频率定义：周期（T ）是指交变电流完成一次变化所需的时间，单位是秒．周期越大，交变电流变化越，在一个周期内交变电流的方向变化次．频率（f ）是交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号是Hz ．频率越大交变电流变化越 f ＝T 1 （2）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． T ＝ωπ 2，f ＝T 1＝πω2 三、交变电流的最大值与有效值

1、最大值 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 ＝R NBS R E ω=m ，U m ＝．说明：电容器上所标明的电压为电压的值，超过该值，电容器可能被击穿． 2、有效值（1）．定义：交流的有效值是根据电流的来规定的，让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同时间内产生的热量相等，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）．正弦交变电流有效值和最大值之间关系是： E ＝2m E U ＝2m U I ＝2m I 说明：①在交变电路中交流电流表、交流电压表的示数为交流的值． ②用电器的额定电压、额定电流均指交流的有效值，即交流功率计算：P ＝U ·I 中的I 、U 为值． ③用电器铭牌上标的值为值． ④叙述中没有特别加以说明的交流的值为值．四【典型例题】一、最值、周期、频率的考查【例1】有一个电子器件，当其两端电压高于100 V 时则导通，等于或低于100 V 时则不导通，若把这个电子器件接到100 V 、50 Hz 的交变电源上，这个电子器件将( ) A ．不导通

20182019学年高中物理第二章交变电流3习题课交变电流的产生及描述学案教科版选修32

3 习题课：交变电流的产生及描述 [学习目标定位] 1.理解交变电流的产生过程，能够求解交变电流的瞬时值.2.理解交变电流图像的物理意义.3.知道交变电流“四值”的区别，会求解交变电流的有效值． 1．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式交变电流，瞬时值表达式 e ＝E m sin ωt (从中性面开始计时)． 2．正弦式交变电流的最大值E m ＝NBSω，即最大值由线圈匝数N 、磁感应强度B 、转动角速度ω及线圈面积S 决定，与线圈的形状、转轴的位置无关．(填“有关”或“无关”) 3．线圈在转动过程中的平均电动势，要用法拉第电磁感应定律计算，即E ＝N ΔΦ Δt . 4．正弦交流电的有效值U ＝ U m 2 ，I ＝ I m 2 .其他非正弦交流电的有效值根据电流的热效应求解. 一、对交变电流产生规律的理解求解交变电动势瞬时值时：(1)首先要计算峰值E m ＝NBSω；(2)确定线圈转动从哪个位置开始，以便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；(3)确定线圈转动的角速度ω(以rad/s 作单位)；最后确定感应电动势的瞬时值表达式．例1 图1甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图．其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO ′匀速转动，线圈的匝数n ＝100匝，电阻r ＝10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R 连接，电阻R ＝90 Ω，与R 并联的交变电压表为理想电表．在t ＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t 按图乙所示正弦规律变化．求：图1 (1)交流发电机产生的电动势最大值； (2)电动势的瞬时值表达式； (3)线圈转过1 30 s 时电动势的瞬时值； (4)电路中交变电压表的示数．解析 (1)交流发电机产生电动势的最大值E m ＝nBSω

第五章交变电流1.交变电流导学案

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即表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理意义。教学重点：交变电流的产生及表达式的推导教学难点：交变电流的产生及推导学生自主学习： 1．交变电流的产生和变化规律 ________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．中性面：_______________________________ 磁通量______ ，磁通量的变化量______ 磁通量的变化率______特点感应电动势 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.正弦式电流的产生和变化规律（1）产生考虑下面几个问题： 1.图中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，从E经负载流向F的电流为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。

（2）变化规律根据图回答下面几个问题： ①线圈与中性面的夹角是多少 ②ab 边速度多大 ③ab 边速度方向与磁场方向夹角多大 ④ab 边产生感应电动势多大 ⑤线圈中感应电动势多大（1）函数形式：N 匝面积为S 的线圈绕垂直磁场平行线圈平面的轴以角速度ω转动，从中性面开始计时，则电压t NBS e ωωsin =，（m ε=ωNBS ） t e m ωεsin =，电流t I t R R e i m m ωωεsin sin === 电压u=IR=I m Rsin wt 从与中性垂直位置开始计时：（写出对应的表达式）（2）图象：正弦式图像：锯齿形扫描电压波形：矩形脉冲波形：例1 矩形线圈abcd 的边长ab=cd =40cm,bc =da =30cm,共有200匝，以300r/min 的转速在磁感强度为的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴 OO ′匀速转动,在t =0时刻处于图所示位置.此线圈产生的感应电动势最大值E m = Ｖ，有效值为E ＝____Ｖ，再转过 °出现第一次中性面。例2 如图所示的100匝矩形线框绕OO ′轴匀速转动，转速为120r/min 。ab=cd=0.2m ，ad=bc=0.1m ，磁感应强度B ＝1T ，试求：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值是多少（2）感应电动势的瞬时表达式；课后巩固练习 O ′ O c d b a B

《交变电流》复习导学案

交变电流复习导学案学习目标: 1、通过自主复习让学生进一步提升、整合交变电流的产生与描述物理量以及变压器工作、电能输送原理等基本知识的理解。 2、通过对交流电产生和表征物理量的应用以及远距离输电等实际问题的处理,进一步掌握该类问题的处理思路和方法。 3、体会交变电流在现实生活中的作用。教学过程：【用框图画出本章的主体知识结构进行知识的自我梳理】【能力提升点一：交变电流的产生与描述物理量】知识整合 1、交变电流的产生与规律（1）交变电流的定义：和都随时间做的电流叫做交变电流．正弦交变电流是电压和电流随时间做变化的交流电．（2）产生正弦交变电流的条件：线圈绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生．正弦交变电流电动势瞬时表达式．（3）中性面的定义以及规律：当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都不切割磁感线，磁通量的变化率为0，线圈中没有感应电流，但是磁通量最大，这样的位置叫做．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变．自我测试1、一矩形线圈绕垂直于磁场的轴线匀速转动而形成了如图所示的电动势随时间变化的图像，由图象可知以下说法正确的是（） A、2s时线圈所处的位置是中性面 B、1s时穿过线圈的磁通量最大 C、1s时穿过线圈的磁通量的变化率最大 D、形成的交变电流的电动势的瞬时表达式为e =4sin(100t)V 知识整合2、交变电流的描述物理量（1）周期是交变电流完成一次周期性变化所用的时间，通常用字母T表示，单位是，周期T和频率f的关系为。 (2)交变电流的有效值是让交流与恒定电流分别通过大小的电阻，如果在交流的一个内产生的热量相等，就把这一恒定电流的电压U

高二物理交变电流教学案

高二物理交变电流教学案【教学目标】 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．理解交流电的瞬时值，最大值及中性面的概念 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【教学重难点】 1．重点是交变电流产生的物理过程分析 2．难点是交变电流的变化规律及应用【教学过程】一、新课导入（一）交变电流的产生问题1：磁场可看作匀强磁场，磁感应强度为B，线圈转动角速度为ω，面积为S，匝数为n ,从图示位置开始转动，求（1）转动时间t时的感应电动势e。教学活动：如果学生不会，可以通过以下方式进行问题引导教学问题1、在线圈转动的过程中，那些边会产生感应电动势？问题2、用那种方法求感应电动势？如果不会再引导：（1）法拉第电磁感应定律有几种表达形式？（2）每种表达形式的适用条件和范围？问题3、总电动势如何求解？如果不知道，再引导：（1）感应电流方向如何判断？（2）总电流是等于ab、cd边产生的感应电流相加还是相减？（如果学生立体观不好，可以将立体图换成平面图）引导学生推动出结果：（1）e=nBSw sinwt （2）请画出e与t的变化关系图像（引导学生画出图像）

结果分析：（活动）问题：1、线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动时，产生的电动势与导体棒在磁场中切割磁感线产生的电动势有哪些不同？（引出交流电的概论、产生过程） 2、中性面及其特点 3、中性面的垂面及其特点引导学生从原理图和e-t图入手分析得出： 1.中性面：垂直磁场方向的平面．（1）线圈经过中性面时，φ=BS最大，但△φ/△t =0最小，B//V（ab和cd边都不切割磁感线），E=0 I=0．（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次． 2.线圈平行与磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，例 1 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变式训练：在交流电的产生实验中，关于与中性面垂直的面，下列说法正确的是() A．此时线圈各边都不切割磁感线，感应电流等于零 B．此时磁感线平行于线圈平面，所以磁通量为零，磁通量的变化率为零C．线圈每经过此平面一次，电流方向就改变一次 D．此时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

高中物理第二章交变电流第一节认识交变电流导学案粤教选修

第一节认识交变电流【自主学习】一、学习目标 1. 知道什么是交变电流，知道交流电与直流电的区别。 2. 能说出交变电流的产生原理。二、重点难点 1. 知道什么是交变电流． 2. 掌握交变电流的产生和特点． 3. 能说出线圈平面处于中性面时的特征．三、自主学习（阅读课本P38-41页，《金版学案》P39-40考点一） 1. 恒定电流：和都不随时间改变的电流，简称流． 2. 交变电流：和都随时间作性变化的电流，简称流． 3. 波形图：或随时间变化的图象． 4. 日常生活和生产中所使用的交变电流是按规律变化的交变电流． 5. 交流发电机的基本结构：、磁极、滑环及． 6. 交变电流的产生我们日常生活和生产中所使用的电流大多是交变电流。（１）中性面（线圈与磁感线垂直的平面） 1）磁通量Φ 2）E ＝，磁通量的变化率为 t ?Φ ?

3）当线圈转至中性面时，电流方向发生改变 4）线圈转动一周电流方向改变次（２）最大值面（线圈与磁感线平行的平面） 1）磁通量Φ为 2） E 最大，磁通量的变化率四、要点透析交变电流是如何产生的？ 1．产生过程如图所示，用矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流． (1)切割磁感线的有效边是图中的ab 和cd . (2)线圈平面平行磁感线的位置，即通过线圈平面的磁通量为零的位置(图乙、丁中位置)，两有效边的切割速度方向垂直磁感线，产生的感应电动势最大． (3)线圈平面垂直磁感线的位置，即通过线圈平面的磁通量最大的位置，两有效边的切割速度方向平行磁感线，不切割磁感线，线圈中的感应电动势为零． 2．过程分析线圈由甲位置转到乙位置过程中，电流方向为b →a →d →c . 线圈由乙位置转到丙位置过程中，电流方向为b →a →d →c . 线圈由丙位置转到丁位置过程中，电流方向为a →b →c →d . 线圈由丁位置回到甲位置过程中，电流方向为a →b →c →d . ３.总结提升 t ?Φ?

2019-2020年高一物理 5.1 交变电流学案

2019-2020年高一物理 5.1 交变电流学案学习目标： 1.使学生理解和掌握线框在磁场中的不同位置时，感应电动势的大小和方向的变化。 2.掌握交变电流的变化规律，会用e =E m sin ωt ,解题。 3.自己能分析交变电流Φ-t 图与E-t 图间的关系。【要点导学】一、交流电：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： 1．过程分析 2．中性面：_______________________________ 甲戊丁丙乙

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【例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。下面说法中正确的是（） 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【例2】．一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的变化图象如图6所示，则下列说法中，正确的是( ) 图6 A ．t ＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B ．t ＝0.01 s 时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大 C ．t ＝0.02 s 时刻，线圈中有最大感应电动势 D ．t ＝0.03 s 时刻，线圈中有最大感应电流 3、交变电流的变化规律：如图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 sin ωt ，其中E m =2NBLv=NB ωS ；i=I m sin ωt ，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 sin ωt ，其中E m =2NBLv=NB ωS ；i=I m sin ωt ，其中I m =E m /R 。图5－1－2所示为以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的e －t 和i-t 图象：特点

交变电流单元复习学案

《交变电流》单元复习学案（第1课时）班级姓名教师寄语：复习的过程既是对知识的梳理和归纳，也是对能力的训练和培养复习重点：交变电流的的变化规律及其描述（包括图象）、有效值的概念、理想变压器的原理、电能输送中相关计算等。复习要点： 1．交变电流的产生、变化规律及图象表达 2．表征交变电流的物理量、交变电流的有效值 3．变压器的构造、作用、原理及各相关物理量的制约关系 4．理想变压器的理想化条件、规律及应用 5．远距离输电【典例导学一】典型例题：例1：一矩形线圈，绕垂直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，下列说法中正确的是：（） 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 改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大知识总结： 1、交变电流的产生方法：（思考：转轴一定是在线圈的中轴？） 2、矩形线圈不同位置时各物理量规律：（1）中性面：φ t ??? e i （2）垂直中性面：φ t ??? e i 3、分析物理图象的要点： “七看”：（1）；（2）；（3）；（4）；（5）；（6）；（7）。自主检测： 1．如图演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度Ｂ＝０，5T,线圈匝数N =50匝,每匝线圈面积为0，48m 2 ,转速为150r/min 。在匀速转动过程中,从图示位置线圈转过90°开始计时。 ⑴写出交流感应电动势瞬时值的表达式。 ⑵画出e-t 图线。

2017人教版高中物理选修(3-2)《交变电流》导学案(最新整理)

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. (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NBS ω,则e=__________.电流i=__________=I m sin ωt.若线圈从磁感线与线圈平面平行的位置开始计时,上面表达式变为： e=__________,i=__________.3.交变电流的图象 (1)物理意义：描述交变电流(电动势e 、电流i 、电压u)随时间t(或角度ωt)变化的规律.(2)常见图象：如右图所示. 【自主﹒合作﹒探究】探究一、一、交变电流自我完成，回顾知识。了解新知

高中物理交变电流学案

第五章交变电流第一节《交变电流》导学案教学目标: 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。当线框课本P 31 快速转动时，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：下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0 b. 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。 2、正弦式交变电流的变化规律的推导(从中性面开始计时)： 3.正弦式交变电流的规律:(从中性面开始计时)

人教版高二物理选修3-2第五章交变电流第二节描述交变电流的物理量学案学生版

第五章交变电流第二节描述交变电流的物理量学案班别姓名学号一、自主预习 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）所需的时间，单位是秒（s ），公式_____；（2）频率（f ）：交变电流在1 s 内完成_____变化的次数，单位是赫兹（Hz ）；（3）周期和频率的关系：_____。 2.交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平均值（1）瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。在求解某一时刻线圈受到的磁力矩时，用的是瞬时值；（2）峰值：交变电流的电流或电压所能达到的_____，也叫最大值；电容器的击穿电压为最大值。（3）有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值。对正弦交流电，其有效值和峰值的关系为：_____、_____、_____。用电器的铭牌上标的是有效值，“电流表”和“电压表”测量的值是“有效值”，在研究交变电流的功率和产生的热量时，只能用有效值。（4）平均值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的_____。在求交变电流流过导体的过程通过导体横截面积的电量时，用的是平均值。二、课堂突破（一）交变电流的“四值”的比较与理解物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值 e =E m sin ωt ，i =I m sin ωt 计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值 E m =nBSω，m m E I R r =+ 讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 m 2E E =，m 2U U =，m 2I I =适用于正（余）弦式交变电流（1）计算与电流的热效应有关的量（如电功、电功率、电热等）（2）电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值（3）保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值 v BL E =；t n E ??Φ= r R E I += 计算通过电路截面的电荷量知（） A ．该交流电的电压瞬时值的表达式为u =100sin50πt （V ） B ．0.01 s 末线圈处于中性面的位置

交变电流学案1

《交变电流》复习指导与典例分析（一）交变电流 1. 定义：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流。 2. 正弦式电流：随时间按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流。（二）正弦式电流的产生和变化规律 1. 产生：在匀强磁场里，绕垂直于磁场方向的轴匀角速转动的线圈里产生正弦式电流。 2. 变化规律：（1）函数形式：N 匝面积为S 的线圈绕垂直磁场平行线圈平面的轴以角速度ω转动，R e i =

1. 有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值，对正弦式交流电，其有效值与峰值间的关系为：2/m εε=，2/m U U =，2/m I I = 2. 瞬时值：交变电流某一时刻的值。 3. 峰值：即最大的瞬时值。 4. 周期和频率：交变电流完成一次周期性变化所用的时间叫周期；1秒内完成周期性变化的次数叫频率，它们和角频率间的关系为f T ππω2/2== 1. 流I 和电压的关系都满足I 2. （1）如图示，接频率为f 交流电时，I = 2（2）感抗L X ：X L =电感对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大。（3）应用：“通直流、阻交流”或“通低频、阻高频”。 3. 电容对交变电流的影响：（1）如图示，设电容器的电容为C ，则接直流电源时，01=I ，接频率为f 的交变电流时C X U I = 2，显然21I I <。注意：接交变电源时，电流能“通过”电容器，是指电容器在充、放电过程中，电路就有了电流，表现为交流“通过”了电容器。（2）容抗C X ：fC X C π21= 说明：电容器的电容C 越大，交流的f 越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，容抗也就越小。

高中物理-交变电流导学案

高中物理-交变电流导学案一、学习目标： 1．能准确说出交变电流的定义,并能区分直流和交变电流。 2．能分析出线圈转动一周过程中电动势和电流方向变化情况,能准确找出中性面。能推导出正弦式交变电流瞬时值的表达式,知道峰值、瞬时值的物理意义。二、课前预习 1、交变电流（1）交变电流（AC）：和随时间做周期性变化的电流,简称交流。（2）直流（DC）：不随时间变化的电流。 2．交变电流的产生（1）产生原理：在匀强磁场中,矩形线圈绕在线圈平面内且垂直于磁感线的轴匀速转动,线圈中就会产生电流。如图所示。（2）中性面：线圈平面与磁场的位置。 3．交变电流的变化规律（1）正弦（余弦）式交变电流 ①定义：按（余弦）规律变化的交变电流,简称 ②函数和图像：瞬时电动势（电压、电流）：e= ,u= ,i= 。表达式中E m、U m、I m分别是电动势、电压、电流的,e、u、i则是这几个量的。（2）其他交变电流： 4、预习检测：

1．下列各图中,表示为交变电流的是（） 2．如图所示,一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动。则从该时刻开始,线圈转过90°的过程中（） A．穿过线圈的磁通量逐渐增大,感应电动势逐渐减小 B．穿过线圈的磁通量逐渐增大,感应电动势逐渐增大 C．穿过线圈的磁通量逐渐减小,感应电动势逐渐增大 D．穿过线圈的磁通量逐渐减小,感应电动势逐渐减小 3．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轴匀速转动,转动过程中线圈中产生的感应电动势的瞬时值为 e=0.5sin20πt (V),由该表达式可推出的物理量是（） A．匀强磁场的磁感应强度B．线圈转动的角速度 C．线圈产生的感应电动势的最大值D．t=0.025s时线圈中的感应电动势的值探究案：探究一：交变电流和直流把小灯泡分别接在干电池和自制变压器两端,灯泡都发光,用传感器器分别显示出小灯泡两端的电压随时间变化的波形如图,请说出两种电压的特点。

高中物理《3.3交变电流》导学案

高中物理《3.3交变电流》导学案 3、3交变电流》导学案【学习目标】 1、了解交变电流怎样产生 2、了解交变电流主要特征物理量 3、知道交变电流能通过电容器的原因【重点】交变电流主要特征物理量【难点】交变电流通过电容器的原因【学情调查、情境导入】知识复习法拉第电磁感应定律表达式___________N匝线圈感应电动势表达式_______区别：磁通量____ 磁通量的变化量____ 磁通量的变化率_____ 【自主学习、合作探究】 1交流发电机：①交流发电机也是由______和______组成，无论是______转动还是_______转动，都是使得穿过线圈的 ____________________，在线圈中激发___________，如果线圈的两端连接用电器，形成_______，电路中就会产生电流。 ②_____、______随时间做_______变化的电流叫做交变电流，简称_____(____)电流只沿一个方向流动，叫做_____（____）。2交

流的变化规律：①日常生活中的交流电，电流、电压随时间按 ____________的规律变化，叫做正弦式电流 i=_______________u=________________公式中Im,，Um分别是电流，电压的________，叫做交流的_________。②交变电流完成 ___次周期性变化所用的时间叫做交流的_____、交变电流在1s内发生_______________叫做交流的频率。符号____单位____，我刚使用的交变电流频率是________。3交流能够通过电容器：电容器能够“_____________，_____________”利用这一特点，如图 3、3-8电容器能把混杂在直流中的_______成分滤掉。如图 3、3-9电容器把音频信号传到下一级，而不让_______通过。4交流的有效值： Ue、Ie分别代表交流电压、电流的________，有效值和峰值的关系__________，__________,我们通常说的220V是交流电压的_____值。换算成交流电压的另一值为______V。【达标训练、巩固提升】 1、正弦式交流电在一个周期内出现____次峰值，我国的交变电流1s内共出现_____次峰值，电流方向发生____次改变。 2、一个电热器接在220V交流电路上，发热功率为1kW，如果把它接在直流电路中，使其功率也是1kW,直流电路的电压必须是______V，一个电容器接在交流电路上，击穿与否，取决于交流

交变电流复习学案教案

第五章交变电流一、知识梳理 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．电感电容对交变电流的影响：电感作用：________________________；电容作用：________________________ 5．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，________________ 6．远距离输电：导线上的功率损失=?P _________________；导线上的电压损失=?U ______________ 二、专题讲练专题一交变电流的四值交变电流的四值是指：瞬时值、峰值、有效值、平均值 1、瞬时值：反映不同时刻交变电流的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为： t E e m ωsin =，t I i m ωsin =。应当注意必须从中性面开始。生活中用的市电电压为220V ，其峰值为______V ，频率为____H Z ，所以其电压瞬时值的表达式为u =__________V 。针对练习1、有一正弦交流电源，电压有效值U=120V ，频率为f=50Hz 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=602V ，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长针对练习2、交流发电机的线圈从平行磁场的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为，那么当线圈转过30°时交流电压的瞬时值为_________V 。 2．峰值：它是瞬时值的_____值，它反映的是交变电流大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，=m E ______（转轴垂直于磁感线）。电