交变电流
第一课时：交变电流的产生
描述交变电流的物理量
一、知识要点:
1.交变电流的产生：t e m ωεsin =,t I i m ωsin =【从中性面开始】
①中性面、线圈通过中性面时:
②转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线
圈中电流方向改变两次．
2.交变电流的最大值与有效值，周期与频率：
①正弦交流电的最大值:ωNBS E m =
与有效值的关系是:m E U 21=,m I I 21
=对于非正弦电流以上关系不成立。
②通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值.用电器上所标电压、电流值也是指有效值。在计算交流电通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值。
3.电阻、电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗。
①感抗表示电感对交变电流的阻碍作用，其特点是“通直流，阻交流”、“通低频,阻高频”。 ②容抗表示电容对交变电流的阻碍作用，其特点是“通交流,隔直流”、“通高频,阻低频”。
二、例题分析：
１.一个矩形线框的面积为S ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为ｎ转/秒，则:【 】
A.线框交变电动势的最大值为n πBS B ．线框交变电动势的有效值为2ｎπＢS
Ｃ．从开始转动经过１／4周期，线框中的平均感应电动势为２nB Ｓ
Ｄ.感应电动势瞬时值为ｅ = 2ｎπBS ｓin2n πt
2．关于交流电的有效值和最大值，下列说法正确的是:【 】
A.任何形式的交变电流的有效值和最大值都有关系U ＝ U m /2
B ．只有正弦式电流才有Ｕ = Ｕm ／2的关系
C ．照明电压2２0V 、动力电压38０Ｖ，指的都是交变电流的有效值
D.交流电压表和电流表测量的都是交变电流的有效值
3．电学元件的正确使用,对电路安全工作起着重要作用。某电解电容器上标有“２5V ,４５0μＦ”字样，下列说法中正确的是:【 】
Ａ．此电容器在交流、直流电路２5V 的电压时都能正常工作
Ｂ．此电容器只有在不超过25V 的直流电压下才能正常工作
C ．当工作电压是直流2５V 时，电容才是45０μF
D ．若此电容器在交流电压下工作,交流电压的最大值
不能超过25V
4．左右两个电路都是从左端输入信号,从右端输出信号。左图中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只C 1
C 2
输出低频信号;右图中输入的是直流和低频交流的混合信号,要求只输出低频交流信号。那么C1、C2中哪个该用大电容?哪个该用小电容?
5．在电工和电子技术中使用的扼流圈有两种：低频扼流圈和高频扼流圈。它们的区别在于：
A.低频扼流圈的自感系数较大【】B．高频扼流圈的自感系数较大
Ｃ．低频扼流圈的能有效地阻碍低频交变电流，但不能阻碍高频交变电流
D．高频扼流圈的能有效地阻碍高频交变电流,但不能阻碍低频交变电流
6．通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值I。
７．交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为Ｓ,匀强磁场
的磁感应强度为Ｂ，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外
电路电阻为Ｒ。当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位
置过程中,求：⑴通过R的电荷量q为多少?⑵R上产生电热Q R为多少?⑶外力做的功W为多少？
8．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Ｕ0=6０2Ｖ,试估算在一
个小时内，霓虹灯发光时间有多长?为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的
现象？
9．如图所示,匀强磁场的磁感强度B = 0．1Ｔ,矩形线圈的匝数Ｎ= 100
匝,边长ab=０.2m ,bｃ＝0．5m ,转动角速度ω＝100πrａd/s ,转
轴在正中间。试求:
（１）从图示位置开始计时,该线圈电动势的瞬时表达式;
(2)当转轴移动至ab边(其它条件不变）,再求电动势的瞬时表达式;
?第二课时：变压器
一、知识要点：
1.理想变压器的构造、作用、原理及特征
构造:
原理:其工作原理是利用了电磁感应现象.只能改变交变电压．
2．理想变压器规律:
①由电磁感应定律有：t n E ??Φ=111,t n E ??Φ=222 理想条件：忽略原、副线圈内阻,有U 1=E 1 ,U 2＝E 2
忽略铁心漏磁,穿过原、副线圈的磁通量都相等,又有ΔΦ1=ΔΦ2
忽略变压器自身的能量损失,有:P 1＝Ｐ2 P １=I 1U １、P 2=I 2U 2
②电压变化规律为2
121n n U U = 二、例题分析:
1．一台理想变压器变压比为20∶1，原线圈接入2２0V 电压时，将副线圈拆去18匝,输出电压为8V ，则变压器原圈匝数应为:【 】
A.495匝 B ．1320匝 Ｃ．2640匝 Ｄ.９90匝
2．如图所示,理想变压器给负载供电。变压器输入电压不变。如果负载电阻的滑动触片向上移动，则图中所有电表读数及输入功率变化情况正确的是：【 】
Ａ．V 1、V ２不变,A １增大,Ａ２减少，P 增大 B ．V 1、V 2不变，A 1、A 2增大，P 增大 C ．Ｖ1、V 2不变,A 1、A 2减小,Ｐ减小
Ｄ．V 1不变,V 2增大，A 1减小，Ａ2增大，P 减小
3．在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是:【 】
４．如图,为一理想变压器，K 为单刀双掷开关,P 为滑动变阻器的滑动触
头，U 1为加在原线圈两端的电压，I 1为原线圈中的电流强度，则【 】
A.保持U １及Ｐ的位置不变，K 由a 合到ｂ时，Ｉ1将增大
B ．保持U 1及P 的位置不变,Ｋ由b 合到a 时,R 消耗的功率减小
C ．保持U 1不变，K 合在a 处，使Ｐ上滑,I 1将增大
D.保持P 的位置不变,K 合在ａ处，若U 1增大,I 1将增大
?5．如图所示,理想变压器的输入端接正弦交流电,副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2；输电线的等效电阻为R ，开始时,电键Ｋ断开。当Ｋ接通时,以下说法中正确的是：【 】
A.副线圈的两端M 、Ｎ的输出电压减小
B.副线圈输电线等效电阻R 上的电压增大
C ．通过灯泡L 1的电流减小
D ．原线圈中的电流增大
6.如图所示，在绕制变压器时,某人误将两个线圈绕在图示变压
器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈,
A A A A
零线 火线 火线 零线 零线 火线 零线 火线 A B C D 1
1
2 2 ⑴当只有一个副线圈工作时，才有：12212211,n n I I I U I U == ⑵输入功率由输出功率决定，R n U n I U P /2
112111???? ??==
另一半通过中间的臂，已知线圈１、2的匝数比为N1∶N2=２∶1，在不接负载的情况下：【】Ａ．当线圈1输入电压220 V时,线圈2输出电压为1１0Ｖ
B.当线圈1输入电压220 Ｖ时,线圈2输出电压为55Ｖ
C.当线圈2输入电压110 V时,线圈1输出电压为２20 V
Ｄ．当线圈２输入电压110 V时，线圈１输出电压为110 Ｖ
7．如图(a）、（b)所示,当图中a、ｂ两端与e、ｆ两端分别加上
2２0Ｖ的交流电压时,测得ｃ、ｄ间与g、ｈ间的电压均为
110 V。若分别在c、d两端与g、ｈ两端加上110 Ｖ的交流
电压,则a、b与ｅ、f间的电压为:【】
A.220V,２20 V B．220V,110 VＣ．11０Ｖ,１10V D．220 V，０
8.在某交流电路中，有一正在工作的变压器,原、副线圈匝数分别为ｎ1＝６０0，n２=12０，电源电压U1＝２20 V，原线圈中串联一个0．2A的保险丝,为保证保险丝不被烧毁,则:【】A．负载功率不能超过４4 WＢ．副线圈电流最大值不能超过１Ａ
C.副线圈电流有效值不能超过1A D．副线圈电流有效值不能超过０．2 A
9.如图所示,理想变压器的输出端接有一电动机，电动机线圈的电阻为R，电动机带动一质量为ｍ
的重物以速度v匀速上升。若变压器的输出功率为P０，则电流表的读数应等于多少?
10．理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n1=1
７６0匝、n2=28８匝、n３=8０0０匝，电源电压为U1＝220V。
ｎ2上连接的灯泡的实际功率为36W,测得初级线圈的电流为I１=0.3Ａ,求通过n3的负载R的电流I3。R
P0
v
m
A
n2
L
n3R 220V n1
第三课时:变压器及电能的输送
一、知识要点:
１．高压输电的意义:
２.远距离输电的原理图:
（1）功率之间的关系是：Ｐ1=P 1/,P 2=Ｐ2/，Ｐ1/=P 线＋P 2
（2）电压之间的关系是:2122221111,,U U U n n U U n n U U r +=''=''=' (3）电流之间的关系是:212
2221111,,I I I n n I I n n I I r ==''=''=' 二、例题分析:
１.用U 1＝U 和U 2=ＫU 两种电压输送电能，若输送功率相同,在输电线上损失的功率也相同,导线长度和材料还相同，则在这两种情况下导线的横截面积之比S 1∶S 2为：【 】
Ａ．Ｋ∶1 B.１∶K Ｃ．K 2∶1 D.１∶Ｋ2
2.输电线电阻率为ρ，横截面积为Ｓ,总长度为Ｌ输电线损耗的电功率为p ′,用户得到的电功率为Ｐ用。若输送的电功率为Ｐ,输电电压为U ，则P ′、P 用的关系式正确的是:【 】
A ．l
S U P ρ2=' B.S U l p P 22ρ=' Ｃ．l S U P P ρ2-=用 D.)1(2S U l P P P ρ-=用 ３．远距离输送一定功率的交流电,若输送电压升高为原来的ｎ倍,关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是：【 】
A.输电线上的电功率损失是原来的１/ｎ
B.输电线上的电功率损失是原来的1／n 2
C.输电线上的电压损失是原来的1/n Ｄ．输电线上的电压损失是原来的n 倍
4.发电机输出功率为100 kW ，输出电压是２５0 V ，用户需要的电压是２２０ Ｖ，输电线电阻为１0 Ω。若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求:
(1）画出输电线路的示意图并求输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比。
(2）用户得到的电功率是多少？
三、巩固练习：
１．发电厂发电机的输出电压为U １,发电厂至学校的输电导线总电阻为R ，通过导线的电流为I ，学校得到的电压为U 2，则输电线上损耗的功率可表示为:【 】
A ．R
U 21 B.R U U 2
21)(- C.R I 2 D ．)(21U U I - 2.输电线的电阻为ｒ，输送的电功率为Ｐ,输电电压为U,则用户得到的功率为：【 】
A ．P B.r U P P ?-22 C.r U P 2- D ．r U
P ?22
3．一台交流发电机，输出功率为40k Ｗ，输出电压是４00Ｖ,输电线的总电阻是0．５Ω,输电线上
功率损失是＿_＿___kＷ,用户得到的功率是______kW。
4．学校有一台应急备用发电机,内阻为r＝1Ω，升压变压器匝数比为1∶４，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R=4Ω,全校２2个教室，每个教室用“2２０V,4０W”的灯6盏,要求所有灯都正常发光，则:⑴发电机的输出功率多大？⑵发电机的电动势多大？⑶输电线上损
5.为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站。三峡水利工程中某一水电站发电机组设计为：水以ｖ1=3m/s的速度流入水轮机后以v2=1m/s的速度流出,流出水位比流入的水位低10m,水流量为Q＝1０m3/s,水轮机效率为７5﹪，发电机效率为80﹪，求:（1）发电机组的输出电功率是多少？（2)如果发电机输出电压为２40Ｖ,用户需电压220V,输电线路中能量损失为5﹪,输电线电阻为104/３Ω，那么所需升降变压器的原副线圈匝数比分别是多少？（ｇ取10m
／s2）
第五章交流电 第一节交流电（二） (总分：100分时间：30分钟) 必做题体会和积累 1．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1所示．下面说法中正确的是() 图1 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e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大 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2所示，则下列说法中，正确的是() 图2 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．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是() 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 ．线圈每转动一圈，感应电流方向就改变一次 C ．线圈每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 ．线圈每转动一圈，感应电动势和感应电流方向都要改变一次 4．线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为e ＝102sin 20πt V ，则下列说法正确的是( ) A ．t ＝0时，线圈平面位于中性面 B ．t ＝0时，穿过线圈的磁通量最大 C ．t ＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大 D ．t ＝0.4 s 时，e 达到峰值10 2 V 5．交流发电机在工作时的电动势为e ＝E m sin ωt ，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为( ) A ．E m sin ωt 2 B ．2E m sin ωt 2 C ．E m sin 2ωt D ．2 E m sin 2ωt 6．一闭合矩形线圈abcd 绕垂直于磁感线的固定轴OO ′匀速转动，线圈平面位于如图3甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t 的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是( ) 图3 A ．t 1、t 3时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B ．t 1、t 3时刻线圈中感应电流方向改变 C ．t 2、t 4时刻线圈中磁通量最大 D ．t 2、t 4时刻线圈中感应电动势最小 7．如图4所示，一正方形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动．沿着OO ′观察，线圈沿逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B ，线圈匝数为n ，边长为l ，电阻为R ，转动的角速度为ω，则当线圈
《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
(2) (3) t (4)(5) 5.1交变电流的产生教案 【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．理解交变电流的产生原理 3．掌握交变电流的变化规律及表示方法 4．理解交流电的瞬时值，最大值及中性面的概念 5．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 【重点难点】 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 手摇发电机获得的电流与由干电池获得的电流的波形有什么不同？ 二、新课教学 让学生观察实验总结交变电流的定义 （一）交变电流 交变电流：和随时间周期性变化的电流叫。 直流：不随时间变化的电流称为直流。 恒定电流：和都不随时间而改变的电流叫恒定电流。 例1、下图中_______是直流电？___________是交变电流？ 思考：交变电流和直流有什么区别？ 归纳总结：只要________改变的电流就是交变电流. （二）交变电流的产生 1．产生机理： 演示课本P31“做一做”中的实验，请同学们观察发光二极管的发光情况，说明产生的是哪种电流？分析转轴与磁场方向的关系，得出如下结论 结论：当线圈绕的轴转动时会产生交变电流。 2．探究电流的特点： 看课本P32图5.1-3，分析：
（1）判断线圈由甲转到乙的过程中，线圈中的电流方向如何？（沿A →B →C →D 还是D →C →B →A ） 由乙转到丙、由丙转到丁以及由丁转到甲的过程中呢？（2）判断线圈处于甲、乙、丙、丁四个位置时是否产生感应电流？若有，在原图中标出电流的方向；若无，说明原因。A B C D 图 2假设线圈所处的磁场为匀强磁场，请在上面四幅图中画出线圈在甲、乙、丙、丁四个位置对应的侧视图，标出AB 、CD 边中的电流方向。（3）分析线圈在由甲转到乙、由乙转到丙、由丙转到丁、由丁转到甲的过程中中的电流大小变化情况？（4）在电流—时间图中画出甲、乙、丙、丁四个位置对应的点。猜测在一个周期内感应电流随时间变化的关系，大致画出i —t 图线。 （5）根据上述分析，回答：①线圈转到哪些位置时电流方向改变？______。②在这些位置时，线圈中感应电动势多大？_______。 感应电流多大？________ 。③ 在线圈转动一周的过程中，电流方向改变几次？________。我们把与磁场方向垂直的面叫____________。结论：(1) 线圈转动过程中电流的大小做周期性变化， 最小， 最大。(2) 线圈每经 一次，感应电流方向改变一次，线圈转动一周，感应电流方向改变 次。例 2、完成下面的表格位 置 磁通量感应电流感应电动势磁通量变化率中性面 中性面的垂面 （三）交变电流的变化规律 1 ．推导图 3对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束
交变电流 第一节交变电流 ［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. 侦习导学新知探究 ［学生用书P 40］ 一、交变电流和交变电流的产生 (阅读教材第31页第1段至第32页第3段) 1. 交变电流 (1) 交变电流的定义：大小和方向都随时间周期性变化的电流，简称交流 . (2) 直流：方向不随时间变化的电流. 2. 交变电流的产生 (1) 典型模型 在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是交变电流. 如图所示. (2)中性面：线圈在磁场中转动过程中，线圈平面与磁场垂直时所在的平面. I 拓展延伸？ -------------------------------------- (解疑难) △① 1. 中性面的特点：磁通量 ①最大，磁通量的变化率 W = 0,瞬时感应电动势 时感应电流i= 0，电流的方向将发生改变. 2. 垂直中性面的垂面特点：磁通量 ①二0，磁通量的变化率 瞬时感应电流最大. 更抄1.(1)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流. (2) 当线圈中的磁通量最大时，产生的电流也最大. (3) 当线圈平面与磁场垂直时，线圈中没有电流. 提示：(1)X (2) X (3) V 二、交变电流的变化规律 (阅读教材第32页第4段至第33页第1段) 第五章交变电流 第五章 梳理基础释疑解难 实验装置 e= 0,瞬 晋最大，瞬时感应电动势、
1. 正弦式交变电流的定义： 按正弦规律变化的交变电流叫做正弦 式交变电流，简称正 弦式电流. 2. 正弦式交变电流的表达式 瞬时电动势：e= E m sin o t 瞬时电压：u = U m sin o t 瞬时电流：i = I m sin o t 式中E m 、U m 、I m 分别表示电动势、电压、电流的峰彳 _______ I 拓展延伸？ -------------------------------------- （解疑难） 1?峰值表达式 E m = NBSo = N ① m O E m I m =RTr. 2. 从两个特殊位置开始计时瞬时值的表达式 亟‘抄2.（1）在匀强磁场中线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中，某些特殊时段, 可能感应电动势和磁通量同时变大. （ ） ⑵表达式为e= E m Sin wt 勺交变电流为正弦式交变电流， 表达式为e= E m Sin o t 的交 变电流也是正弦式交变电流. （ ） （3）线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中产生了正弦交变电流，峰值越大，则瞬时 值也越大.（ ） 提示：（1）X （2） V （3） X 多维谦?准題细通羌 交变电流的产生过程 [学生用书P 41] 本类问题主要从中性面和它的垂直面两个位置的磁通量、 势大小和感应电流的方向等几个方面进行考查. （自选例题，启迪思维） 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, 正确的是（ ） 磁通量的变化率、感应电动 下列说法
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
新人教版高中物理选修 第五章《交变电流》精品教 课5.交变电课新授课1 教 学 目 的（一）知识与技能 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）过程与方法 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、态度与价值观 培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。 重 难 点教学重点 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。 教学方法通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验
教 学 过 程 教师活动学生活动 【预习导引】 1.恒定电流的定义是什么？直流电的定义是什么？ 2.我们根据什么来定义直流电和恒定电流的？ 【新课教学】 一、交变电流 1.定义： 2.试讨论交变电流与恒定电流和直流电的区别是什么？
二、交变电流的产生 右图为交流电发电机的示意图，线圈所在磁场为匀强磁场，设矩形线圈ABCD以角速度ω绕oo' 轴、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针方向转动． 1．开始时，线圈是否切割磁感线？线圈中感应电动势为多大？此时磁通量多大？方向怎样？ 2.经过时间t线圈转过的角度为多大？，此时ab边的线速度v方向跟磁感线方向夹角为多大，设ab边的长度为l，bd边的长度为l'，线圈中感应电动势怎么计算？电流方向怎样判断？此时磁通量多大？ 方向怎样？ 学生思考预习引导的两个问题？（3分钟） 教师指导学生阅读课本完成1、2两题（4分钟） 学生思考并讨论右侧的四个问题（10分钟）
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.
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
新人教版高中物理选修3－2 第五章《交变电流》精品教案 课题§5.1交变电流课型新授课课时1 教学目的（一）知识与技能 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）过程与方法 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、态度与价值观 培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。 重难点教学重点 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 方法通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验 教学过程 教师活动学生活动 【预习导引】 1.恒定电流的定义是什么？直流电的定义是什么？ 2.我们根据什么来定义直流电和恒定电流的？ 【新课教学】 一、交变电流 1.定义： 2.试讨论交变电流与恒定电流和直流电的区别是什么？ 二、交变电流的产生 右图为交流电发电机的示意图，线圈所在磁场为 匀强磁场，设矩形线圈ABCD 以角速度ω绕oo' 轴、 从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针方向转 动． 1.开始时，线圈是否切割磁感线？线圈中感应 电动势为多大？此时磁通量多大？方向怎样？ 2.经过时间t 线圈转过的角度为多大？，此时ab 边的线速度v 方 向跟磁感线方向夹角为多大，设ab 边的长度为l，bd 边的长度为l'， 线圈中感应电动势怎么计算？电流方向怎样判断？此时磁通量多大？ 方向怎样？ 学生思考预习引导的两 个问题？（3 分钟） 教师指导学生阅读课本 完成 1、2 两题（4 分钟） 学生思考并讨论右侧的 四个问题（10 分钟）
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
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
3.3交变电流 【教学目标】 一、知识与能力 1、理解交变电流是怎样产生的。 2、定性了解交流的变化规律及其图像表示和主要特征物理量。 3、知道交流能通过电容器的原因，了解交流这一特性在电子技术中的应用。 4、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，进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。 二、过程与方法 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． 三、情感态度与价值观 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． 【重点难点】 本节重点：交变电流的产生和变化规律． 本节难点：表征的物理量和交流电有效值. 【教法学法】 教法：以指导学生实验探究为主，讲授法为辅 学法：主动探究、互相协作、抽象提炼 【教学准备】 交流发电机、电灯、电流表、示波器、小灯泡、导线、学生电源 【教学过程】
一、新课引入 一、交流发电机 出示发电机的结构图：说明：交流发电机是由定子和 转子构成，有的发电机的磁体转动，线圈不动；有的发电机的磁体转动，线圈不动。 实验结果：电灯的亮度忽明忽暗，电流表的指针忽左忽右 实验结论：发电机发出的电流大小和方向都在不断变化，大小、方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。各种电池供给的电流只沿一个方向流动，叫做直流学生通过实践体验，找出其中规律 二、进入新课（导出概念） 二、交流的变化规律 介绍认识交流电和直流电 特征 说明：严格的数学分析表明，电网中的交变电流，它的电流、电压随时间按正弦函数的规律变化，这样的电流称之为正弦式电流 问：如何表示正弦式电流在某一时刻的电流、电压？（i = Imsinωt u =Umsinωt） 说明：Im、Um分别是电流和电压的最大值，叫做交流的峰值 问：频率和周期有怎样的关系？（T＝1/f） 说明：我国使用的交变电流，频率是50 Hz 三、问：为什么在上述实验中看不到电灯中电流大小 的变化？【学生讨论、回答】演示实验： 实验仪器：示波器、小灯泡、导 线、学生电源 实验过程：将示波器和灯泡并联 接入电路中，用示波器演示加在 灯泡两端的电压 说明：交变电流的大小和方向在 不断地变化，我们把交流完成一 次周期性变化所用的时间叫做 交流的周期，通常用T 表示， 它的单位是秒。交流在1s 内发 生周期性变化的次数，叫做交流 的颇率通常用f表示，它的单位 给出板书，强调重要性 实验现象：显示的电压 图象为正弦曲线
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
高中物理课堂教学教案年月日
教学活动 （一）引入新课 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? 这种大小和方向都随时间做周期性变化电流，叫做交变电流。 （二）进行新课 1、交变电流的产生 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？ 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? ab 与cd 。 当ab 边向右、cd 边向左运 动时，线圈中感应电流的方向 沿着a →b →c →d →a 方向流动 的。 当ab 边向左、cd 边向右运 动时，线圈中感应电流的方向如 何? 感应电流是沿着d →c →b → a →d 方向流动的。 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。 线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小? 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。 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的位置。 （2）线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但t ΔΔ =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L 1，bc 边长L 2，磁感应强度为B ，这时ab 边产生的感应电动势多大? e ab =BL 1v sin ωt = BL 1·22L ωsin ωt =2 1BL 1L 2sin ωt 此时整个线框中感应电动势多大? 学 生 活 动
导学案 5.1交变电流 【要点导学】 一、交变电流的定义 直流电 交变电流 二、正弦式交流电的产生及规律 线圈中的电流方向 过程甲→乙乙→丙丙→丁丁→戊 电流方 向 【反馈练习】 1.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 2.一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，穿过线圈平面的磁通量Φ与产生的感应电动势e的大小关系正确的是（） A．Φ最大，e最大． B．Φ最小，e最小． C．Φ最大，e最小． D．Φ最小，e最大．
1.中性面的特点 2. 3.表达式 （1）推导（画出侧视图） （2）结论 条件 思考：转轴垂直匀强磁场，从线圈平行于磁场时开始计时，电动势变化表达式？ 【反馈练习】 3.交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=Emsinωt ，如果线圈的角速度ω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=Emsinωt B、e=2Emsinωt C、e=2Emsin2ωt D、e=2Emsin4ωt 四、交变电流的图像： 五、交变电流的种类：
4、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随时间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是：（） 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e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 5.P书本34页第五题 6、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311V，线圈在磁场中转动的角100πrad/s。 （1）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？ （2）线圈从中性面转过180度的过程中，电动势的最大值、平均值分别是多少？
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
高中物理人教版选修3选修3-2第五章第1节交变电流D卷(练习) 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共5题；共10分) 1. （2分） (2017高二上·大连期末) 如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方法的交变电流与时间的变化关系，若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲：W 乙为（） A . 1： B . 1：3 C . 1：2 D . 1：6 2. （2分） (2018高二下·昌宁期中) 如图所示，为一正弦交流电通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是（） A . 这也是一种交流电 B . 电流的变化周期是0.01 s C . 电流的有效值是1 A D . 电流通过100 Ω的电阻时，1 s内产生的热量为200 J 3. （2分）电阻为10Ω的单匝矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化规
律为φ=5sin10t（Wb），线圈中产生的电流随时间的变化规律为（） A . i=50sin10t（A） B . i=50cos10t（A） C . i=5sin10t（A） D . i=5cos10t（A） 4. （2分） (2017高二下·莆田期中) 三个相同的电阻，分别通过如图甲、乙、丙所示的交变电流，三个图中的I0和周期T相同．下列说法中正确的是（） A . 在相同时间内三个电阻发热量相等 B . 在相同时间内，甲、乙发热量相等，是丙发热量的2倍 C . 在相同时间内，甲、丙发热量相等，是乙发热量的 D . 在相同时间内，乙发热量最大，甲次之，丙的发热量最小 5. （2分）普通家庭在家用电器的选购上，基本上要考虑以下的原则 ①选购产品的功能 ②与家居适应的技术参数、外形结构、产品质量和售后服务以及品牌 ③选购产品越先进越好，价格越昂贵越好，设计越时尚越好 ④为了环保，冰箱应选无氟电冰箱，照明用具尽量选用发光效率高的节能光源 A . ①② B . ②④ C . ②③④
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