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文本内容:
2019-2020年高中物理
5.1交变电流学案新人教版选修3-2学习内容学习指导即时感悟学习目标会观察电流(或电压)的波形图,理解交变电流、直流的概念分析线圈转动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Em表示峰值NBSω则e=__________.电流i=__________=Imsinωt.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、交变电流波形图利用电压传感器(或电流传感器)可以在荧光屏上绘出电压(或电流)随时间变化的图像,常叫“波形图”交变电流
(1)交变电流
(2)直流探究
二、
二、交变电流的产生
(1)产生机理如图5-1-1所示,将一个平面线圈置于匀强磁场中,线圈与外电路相连,组成闭合回路,使线圈绕__________磁感线的轴OO′做匀速转动时线圈中就会产生交变电动势和交变电流.图5-1-1
(2)中性面平面线圈在匀强磁场中旋转,当线圈平面__________于磁感线时,各边都不切割磁感线,线圈中没有__________,这个位置叫做__________.线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量__________,磁通量的变化率__________,感应电动势__________.线圈经过中性面时,内部的感应电流方向要__________.探究
三三、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的推导线圈转过的角度为θ=__________ab边的线速度跟磁感线方向的夹角为______________ab边的线速度大小_______________ab边产生的感应电动势eab=_____________________________线圈产生的电动势e=_____________________________N匝线圈产生的电动势e=_____________________________结论交流电的电动势按正弦规律变化;当θ=90°,即线圈处于__________位置时,电动势最大,即电动势的峰值Em=_____________交变电流的电动势随时间变化规律为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____________________________例题讲解
1.交变电动势的瞬时值表达式【例1】交流发电机在工作时电动势e=Emsinωt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CA.e′=EmsinB.e′=2EmsinC.e′=Emsin2ωtD.e′=sin2ωt
2.关于交变电流的瞬时值求解【例2】如图5-1-3所示有一闭合的正方形线圈匝数N=100匝边长为10cm线圈总电阻为10Ω.线圈绕OO′轴在B=
0.5T的匀强磁场中匀速转动每分钟转1500转.求线圈平面从图示位置转过30°时感应电动势的值是多少.思路分析求解交变电动势瞬时值的步骤【当堂达标】
1、正弦交变电动势的最大值出现在(BCD)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,匀强磁场的磁感应强度B=2T,匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动,角速度ω=200rad/s已知ab=
0.1m,bc=
0.2m,
(1)感应电动势的最大值;48
(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;【反思﹒提升】本节课你的疑问是什么?【作业】课后第
4、5题自我完成,回顾知识了解新知引入新知,探索新知总结知识分析题目、总结方法abcdHFabcdOO/B。