第一节-交变电流.doc

(完整版)第一节 交变电流
编写：顾朋 审核： 高煜 使用人：_________ 课时: 日期：
课题：5.1交变电流
课型:新授课
课标（考纲要求)交变电流 I级要求
学习目标：1．理解交变电流的产生原理，掌握交变电流的变化规律．
2．知道正弦式电流的图象．
3．知道交流发电机的构造和分类．
学习重点：交变电流的变化规律
学习难点: 交变电流的产生原理
学习过程
课堂笔记(二次备课）
自主预习：（认真预习，就意味着你走上一条成功的学习之路！）
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．
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
（2）正弦式电流产生:当线圈在 磁场中绕 于磁场方向的轴做 转动时，线圈中就产生正弦式电流．
(3)正弦式电流的规律：假定线圈从跟磁感线垂直的平面（也叫中性面)开始转动，则产生的交变电流的瞬时值表达式为i＝Imsinωt;电动势瞬时值的表达式为e＝ ；电压瞬时值表达式为u＝
二、中性面
1．定义：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.
2．中性面特点：观察图5.1-3交流发电机的示意图。
（1）穿过线圈的磁通量Φ最 ；图5.1-3中处于中性面位置的是 .
（2）磁通量的变化率最 ；
(3）电动势e及电流I为 ;
（4）线圈经此位置电流方向 改变．
说明：除中性面之外，在交流电产生过程中还有一个特殊位置,那就是与磁感线平行的平面(或叫与中性面垂直的平面）．该平面的特点:（1）穿过线圈的磁通量最 ；
（2)磁通量的变化率最 ；
预习质疑：（发现问题有时比解决问题更重要！)

课堂探究：（我参与,我成功，我快乐!）
探究一、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？回答课本P32页图5。1-3下的4个问题。

探究二、试探究分析线圈位于中性面位置时，穿过线圈的磁通量、磁通量的变化率、感应电动势、感应电流各有什么特点？

中性面
中性面的垂直位置
图示

位置
线圈平面与磁场垂直
线圈平面与磁场平行
磁通量

磁通量
变化率

感应电动势

感应电流的大
小及方向是否改变

探究三、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=Em sinωt，其中Em=2NBLV=NBωS；i=Im sinωt，其中Im=Em/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：

拓展：若以中性面垂直的平面为起点计时，将得到什么图像？写出感应电动势的函数表达式？

典型例题：
例题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
例题2：某线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过它的磁通量Φ随时间的变化规律可用图表示，则(　　）
A．t1和t2时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大
B．t2时刻，穿过线圈的磁通量变化率为零
C．t3时刻，线圈中的感应电动势为零
D．t4时刻，线圈中的感应电动势达最大值
例题3:如图5.1.2所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在～这段时间内（　　)
A．线圈中的感应电流一直在减小
B．线圈中的感应电流先增大后减小
C．穿过线圈的磁通量一直在减小
D．穿过线圈的磁通量的变化率先减小后增大
课堂小结：（只有不断总结，才能有所进步！）

巩固练习：（在练习中巩固,在练习中升华!）
1．交流发电机在工作时电动势为e＝Emsin ωt，若将发电机的转速提高一倍,同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为(　　)
A．e′＝Emsin　　　　　　B．e′＝2Emsin
C．e′＝Emsin 2ωt D．e′＝sin 2ωt
2.右图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时（　　)
A．线圈绕P1或P2转动时电流的方向相同，都是a→d→c→b→a
B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势
C．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流
D．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力
3．如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0～这段时间内(　　）
A．线圈中的感应电流一直在减小
B．线圈中的感应电流先增大后减小
C．穿过线圈的磁通量一直在减小
D．穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小
4. 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
5.线框在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向），当转到如图所示位置时,磁通量和感应电动势大小的变化情况是（)
A．磁通量和感应电动势都在变大
B．磁通量和感应电动势都在变小
C．磁通量在变小,感应电动势在变大
D．磁通量在变大,感应电动势在变小
6．如下图所示，能够产生交变电流的情况是（　　)

7.有一10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．

学习心得（教学反思）

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