物理1 交变电流学案及答案

江苏省新沂市王楼中学高中物理选修3-2《5.1 交变电流》学案

学习目标 1．使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。

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。

学习重、难点 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。

学法指导 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。

学习过程 用案人自我创新

【自主学习】阅读课本，思考并回答以下问题：

一、交变电流

1．定义：        和      都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流，用符号   表示；                  的电流，叫做直流，用符号    表示。

判断：如图所示，表示交变电流的图象是(    )

2．产生：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正弦式交流电（通过教师的演示，结合P32交流发电机示意图分析线圈内交流电的产生）

（1）在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中的电流向哪个方向流动？

（2）在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中的电流向哪个方向流动？

（3）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？

（4）在坐标平面上大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线。

3．中性面

(1)定义：线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中的感应电流为零，这一位置做中性面．

(2)中性面特点：

穿过线圈的磁通量Φ最     ；磁通量的变化率最     ；感应电动势e及电流I均为           。

线圈经过中性面时，线圈中的电流方向      （发生/不发生）改变；线圈转过一周有     次经过中性面，所以每转一周电流方向改变     次。

二、交变电流的变化规律（我国工、农业生产使用的是正弦式交流电）。

如图所示，该线圈从中性面起经过时间转过角度θ，则，此时ab、cd速度方向与磁感线的夹角分别为和，此时整个线圈中的感应电动势为：（推导电动势、电流瞬时值表达式）

说明：这种按正弦规律变化的电流叫正弦式交谈电流，它是最简单又最基本的交变电流。

思考：若线圈从磁感线与线圈平面平行的位置开始计时，表达式变为：

 e=                     

三、交变电流的图象

1．物理意义：                                                。

2．正弦式交变电流的图象（根据表达式作出图象）

【例题与习题】

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t的变化如图所示。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转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大

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学习反思 

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