5.1_交变电流导学案

5.1交变电流导学案

【教学目标】

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

【教学重难点】

1．重点是交变电流产生分析及变化规律的推导；2．难点是交变电流的变化规律及应用

【教学过程】

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______。

二．交变电流的产生

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）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 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____________________________ 四．巩固训练

1、正弦交变电动势的最大值出现在（ ） A ．线圈经过中性面时

B ．穿过线圈的磁通量为零时

C ．穿过线圈的磁通量变化最快时

D ．线圈边框的速度与磁感线垂直时

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（从图示位置计时）；

（3）线圈与外电路组成闭合电路时，总电阻为100Ω，求电流的瞬时表达式及t=1/12s 时的电流。 五．课后作业

课本P34的第2、3、4、5题，做作业本上!

O ′

O

c

d b

a

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

交变电流传感器(附答案)

第十单元交变电流传感器 章末达标测试 (时间：60分钟满分：110分) 一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，每小题只有一个选项符合题意) 1．如图1所示，原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器正常工作时，以下说法不．正确的是() 图 1 A．原、副线圈磁通量之比为2∶1 B．原、副线圈电流之比为1∶2 C．输入功率和输出功率之比为1∶1 D．原、副线圈磁通量变化率之比为1∶1 2.如图2所示，三个灯泡是相同的，额定功率足够大，直流电源 E1内阻可以忽略，交流电源E2电动势的有效值与E1相等，自感线 圈电阻不计。当开关S接到接点A时，三灯亮度相同，当开关S接 到接点B时() A．甲、乙、丙三灯亮度相同 B．甲灯最亮，丙灯不亮图2 C．甲灯和乙灯等亮，丙灯不亮 D．乙灯最亮，丙灯不亮 3.如图3所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电 阻，D为发光二极管(电流越大，发光越强)，且R与D距离不变，下列说法中 正确的是() A．当滑动触头向左移动时，L消耗的功率增大 B．当滑动触头向左移动时，L消耗的功率减小图3 C．当滑动触头向右移动时，L消耗的功率可能不变 D．无论怎样移动滑动触头，L消耗的功率不变 4．全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门，排除污水(如图4所示)。以下说法中正确的是()

图 4 ①若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为N极，B端为S极 ②若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为S极，B端为N极 ③若a、b处输入交变电流，铁芯2不能被吸入线圈中 ④若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 5．利用如图5所示的电流互感器可以测量被测电路中的电流，若互 感器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝1∶100，交流电流表A的示数是50 mA， 则() A．被测电路的电流有效值为0.5 A B．被测电路的电流平均值为0.5 A C．被测电路的电流最大值为5 2 A 图5 D．原、副线圈中的电流同时达到最大值 6．(2012·江苏苏北四市调研)如图6甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，电容器电容C＝100 μF。已知电阻R1两端的正弦交流电压如图乙所示，则() 图 6 A．原线圈输入电压的最大值为400 V B．交流电的频率为100 Hz

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

新人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》精品教案.doc

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）

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.

第5章交变电流 变压器

变压器 [学习目标] 1.了解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.掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决相关问题.3.掌握理想变压器的功率关系，并能推导出原、副线圈的电流关系． 一、变压器的原理及电压与匝数的关系 [导学探究] 如图1所示，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈(原线圈)通过开关可以连接到交流电源的两端，另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上．连接电路，接通电源，小灯泡能发光． 图1 (1)两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？ (2)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？ [知识梳理] 变压器的工作原理及电压与匝数的关系： (1)互感现象是变压器工作的基础．因此变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用．(后两空填“变化”或“恒定”) (2)变压器中的电压与匝数的关系： ①只有一个副线圈：U 1U 2＝n 1n 2 . ②有多个副线圈：U 1n 1＝U 2n 2＝U 3 n 3＝… [即学即用] 判断下列说法的正误． (1)理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比．( ) (2)输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高．( ) (3)我们在使用质量好的变压器工作时没有能量损失．( ) (4)理想变压器不能改变交变电流的频率．( )

二、理想变压器原、副线圈的功率关系和电流关系 [导学探究] 阅读教材回答下列三个问题： (1)什么是理想变压器？理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系？ (2)根据能量守恒推导只有一个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系． (3)根据能量守恒推导有多个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系． [知识梳理] 变压器原、副线圈中功率关系和电流关系： (1)功率关系：P 入＝P 出，即U 1I 1＝U 2I 2. (2)电流关系：①只有一个副线圈时，I 1I 2＝n 2 n 1. ②有多个副线圈时：n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋… [即学即用] 一台理想降压变压器从10 kV 的线路中降压并提供200 A 的负载电流．已知两个线圈的匝数比为40∶1，则变压器原线圈中的电流为________，副线圈中的输出电压为________，输出功率为________． 一、理想变压器基本关系的应用 1．电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比n 1n 2一定时，输入电压U 1决定输出电压U 2，即U 2＝n 2U 1n 1. 2．功率制约：P 出决定P 入，P 出增大，P 入增大；P 出减小，P 入减小；P 出为0，P 入为0. 3．电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比n 1 n 2一定，且输入电压U 1确定时，副线圈中的输出电流I 2决定原 线圈中的电流I 1，即I 1＝n 2I 2 n 1 .

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

第五章第一节交变电流

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

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

交变电流

（一）专题训练 交变电流的产生及描述 1．下图中不属于交变电流的是( ) 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呈正弦函数关系，如图1所示．此线圈与一个R ＝10 Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻．下列说法正确 A ．交变电流的周期为0.125 s B ．交变电流的频率为8 Hz C ．交变电流的有效值为 2 A D ．交变电流的最大值为4 A 3．如下图中各图面积均为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( ) 4．一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm ，最大感应电动势为E m ，下列说法中正确的是( ) A ．当磁通量为零时，感应电动势也为零 B ．当磁通量减小时，感应电动势也减小 C ．当磁通量等于0.5Φm 时，感应电动势等于0.5E m D ．角速度ω等于 E m /Φm 5.(2011· 四川卷)如图2所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A ．那么( ) A ．线圈消耗的电功率为4 W B ．线圈中感应电流的有效值为2 A C ．任意时刻线圈中的感应电动势为e ＝4cos 2π T t D ．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝T πsin 2π T t 6．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图3甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则( ) A ．电压表○V 的示数为220 V B ．电路中的电流方向每秒钟改变50次 C ．灯泡实际消耗的功率为484 W D ．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J

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

(新课标)高中物理第五章交变电流课时作业9(含解析)选修32

（新课标）高中物理第五章交变电流课时作业9（含解析）选修 32 课时作业(九) 一、单项选择题 1．电容对交变电流的影响，以下说法中正确的是( ) A．电容对交变电流没有阻碍作用 B．电容器的电容越大，电容器对交变电流的阻碍作用就越大 C．电容的容抗越小，电容对交变电流的阻碍作用就越小 D．电容器具有“通直流、隔交流、通低频、阻高频”的作用 解析交流电能通过电容器，但由于电容器对交流电也有阻碍作用，容抗即反应电容对交流电阻碍作用的物理量，故A项错误；电容器的电容越大，交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小，容抗越小，故B项错误；容抗越小，电容器对交变电流的阻碍作用越小，故C项正确；电容对电流的影响可概括为“隔直流、通交流、通高频，阻低频”，故D错误．故选C项． 答案 C 2．(2017·南沙区校级月考)如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡．当接线柱 a，b接电压为U的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，甲灯 均能正常发光，乙灯均不亮；当a，b接电压的有效值为U的交流电源时，甲 灯发出微弱的光，乙灯能正常发光．关于与甲灯串联的元件x和与乙灯串联的元件y，下列判断正确的是( ) A．x可能是电感线圈，y可能是电容器 B．x可能是电容器，y可能是电感线圈 C．x可能是二极管，y可能是电容器 D．x可能是电感线圈，y可能是二极管 解析接线柱a、b接电压为U的直流电源时，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮，说明y为电容器；当a、b接电压的有效值为U的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，说明x为电感线圈，A项正确． 答案 A 3.用电压表检查如图中的故障，测量U ad＝5.0 V，U ab＝0，U bc＝5.0 V，U cd ＝0.则电路故障可能是( ) A．滑动变阻器R1断路B．电容器C被击穿

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

高中物理第五章交变电流51交变电流学案新人教选修32

5.1交变电流 【学习目标】 利用旋转电枢式发电机设计实验探究交变电流的性质；理论探究线圈转动一周中电动势和电流的变化，对交流电的产生有比较清楚的了解，培养运用基本原理解决新情境下问题的能力；推导出交变电流的瞬时值表达方式，知道峰值和瞬时值的意义。 【合作研究】 探究一：发电机产生的电流有何特点？ 猜想：旋转电枢式发电机产生的电流具有什么特点？ 设计实验：把两个发光颜色不同的二极管并联，注意使两者正负极方向不同，然后连接到发电机两端，转动手柄，观察二极管发光情况。 现象： 总结：直流： 交变电流： 温故知新，探究准备 1、矩形线圈转动过程中，哪些边切割磁感线？怎样求感应电动势？ 2、回忆右手定则，怎么分析感应电流的方向？ 3、如右图，若B与v不垂直，怎么求AB导线感应电动势？设v与磁感线夹角为? 探究二：线圈中电流方向怎样变化？为何变化？ 1、右图为AB导线转动一周各位置截图，请分析各位置电流方向。 2、电流方向在何处发生变化？发生变化的原因是什么？ 3、请分析线圈转动一周过程，整个线圈电流方向及变化情况。 甲：乙：丙：丁： 探究三：线圈中电流大小是否变化？怎样变化？为何变化？

甲 乙 丙 丁 1、在哪些位置感应电流为最大？哪些位置感应电流最小？ 2、小组讨论，根据表格的提示分析四个过程中电流大小的变化情况，v 与磁感线夹角为? 过程 ?的变化 sin ? （增大或减小） v 〦=vsin ? （增大或减小） E （增大或减小） I （增大或减小） 甲→乙 乙→丙 丙→丁 丁→甲 3、电流大小发生变化的原因是什么？ 探究四：电流随时间变化的图象遵循什么规律？ 推导：从甲位置计时，求t 时刻线圈中的感应电动势e 。已知磁感应强度为B ，线圈转动角速度为ω，AB 边长为Ｌ１，AD 边长为Ｌ２。则此时刻：θsin v v =⊥ ⊥=BLv E 1、 线圈转过的角度为 θ =__________ 2、AB 边的线速度大小______________ 3、速度沿垂直于磁场方向的分量_______________ 4、AB 边（CD 边）产生的感应电动势 e AB =e CD =_____________________________ 5、单匝线圈产生的电动势e 0=_____________________________ 6、N 匝线圈产生的电动势e =_____________________________ 结论： 线圈在匀强磁场内从甲位置开始转动，交流电的电动势随时间按 规律变化。其中，把___________叫做瞬时值，把_____________叫做最大值或者峰值。 五、旋转磁极式发电机 课后动手做一做，了解葛洲坝水力发电的原理 L 1 L 2

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?

物理选修3-2《第五章交变电流》知识点总结

物理选修3-2《第五章交变电流》知识点总结 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

1．交变电流与直流 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流；简称交流;符号为AC。大小和方向都不随时间变化的电流叫做直流；符号为DC。 2-1．正弦交流电的产生 闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈中产生的是正弦交流电。正弦式交变电流:随时间按正弦规律变化的交变电流。正弦式交变电流的图像可以是正弦图像，也可以是余弦图像。产生条件：a.线圈处在匀强磁场中； b.线圈绕垂直于磁场的轴转动； c.线圈匀速转动。 2-2.对交流有阻碍的元器件 电阻 电感器：感抗与线圈的自感系数, 交流的频率有关。 电容器：容抗与电容器的电容,交流的频率有关。 3．中性面 线圈与磁感线垂直的面。 4．正弦交流电的规律 N匝面积为S 的线圈以角速度ω在磁感应强度为B的磁场中匀速转动，从中性面开始计时，电动势的函数形式为E=NBSω·sinωt；线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，变化率为零，感应电动势为零；线圈与中性面垂直时，磁通量为零，变化率最大，感应电动势最大；线圈转一周经过中性面两次，电流方向变化两次。 5．正弦交流电的一些物理量

6．感抗 电感对交流电阻碍作用的大小；与线圈的自感系数和交流电的频率成正比；电感通直流、阻交流、通低频、阻高频。 7．容抗 电容对交流电阻碍作用的大小；与电容器的电容、交流电的频率成反比；隔直流、通交流、阻低频、通高频。 8．变压器 由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成；通过电磁感应原理改变交流电压。 9．理想变压器 原理：互感现象。 不计热量损失，输入功率和输出功率相等的变压器；高中阶段主要研究理想变压器；U1/n1=U2/n2。 10．常用变压器 自耦变压器；电压互感器；电流互感器。 11．高压输电 减少电能损失；损失功率P=I2r=P2r/U2。