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

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

［解析］线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时 切割磁感线的两边的速度与磁感线平行，

即不切割磁感线，所以感应电动势等于零，

也应该

知道此时穿过线框的磁通量的变化率等于零， 感应电动势或感应电流的方向也就在此时刻变

化?线框垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，但切割磁感线的两边都垂直切割， 切割速度最大，所以感应电动势最大，也可以说此时穿过线框的磁通量的变化率最大. D 选项正确.

［答案］CD

2. 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 速度3转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在

O

;} -

:? : :J

［解析］根据

T 3

故4?4T 时间内线圈中的感应电流先增大后减小， 穿过线圈的磁通量先减小后增大，

而磁通

量的变化率先增大后减小，故 B 正确.

［答案］B

3. （2015河南平顶山高二检测）一闭合矩形线圈abed 绕垂直于磁感线的固定轴 转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中.

图乙所示，下列说法正确的是 （ ）

& I I I C ■

甲

t l 、t 3时刻通过线圈的磁通量变化率最大

t l 、t 3时刻线圈中感应电流方向改变 t 2、t 4时刻线圈中磁通量最大 t 2、t 4时刻线圈中感应电动势最小 ［思路探究］（1）线圈转动过程中，哪两个边切割磁感线？

（2）图中位置时 ①为多少？转过90 °寸，①又为多少？

［解析］从题图乙可以看出，t l 、t 3时刻通过线圈的磁通量最大，线圈经过中性面位置 时线圈中感应电流方向改变，

A 错误，

B 正确；t 2、t 4时刻通过线圈的磁通量为零，线圈处

于与中性面垂直的位置，此时感应电动势和感应电流均为最大，故

C 、

D 均错误.

［答案］B

［借题发挥］当线圈处于中性面位置时，磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电 动势为零；当线圈平面与中性面垂直时，

磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势

有效 故

00 '以恒定的角

F ?孕这段时间内（

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

2 n n I

3 n 3

3=-, —=T 厂=3T ,由于从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,

00’匀速 通过线圈的磁通量 ①随时间t 的变化规律如 A. B. C. D.

最大.

E m e= E m sin o t i = I m sin o t l m = .

R+ r

'巨典waai _______

1. 有一个正方形线圈的匝数为 10匝，边长为20 cm ，线圈总电阻为1 Q,线圈绕00 '

轴以10 n rad/s 的角速度匀速转动，如图所示，匀强磁场的磁感应强度为 0.5 T,问：

::"

II

(1) 该线圈产生的交变电流电动势的峰值、电流的峰值分别是多少； ⑵若从中性面位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的表达式；

(3)线圈从中性面位置开始，转过 30。时，感应电动势的瞬时值是多大. ［思路探究］(1)求解电动势峰值公式为 E m = NBSo,

电流的最大值I m = ~.

(2) 从中性面开始计时的电动势表达式为 e= E m sin o t

(3) 线圈从中性面开始计时，转过 30 °寸的感应电动势的计算有两种方法，一是利用 e=

E m sin o,二是用瞬时切割，第一种方法较简单.

［解析］(1)交变电流电动势的峰值为 E m = 2NBLv = NBSo

=10X 0.5X O.22

X 10nV~ 6.28 V 电流的峰值为I m =罟-6.28 A.

⑵从中性面位置开始计时， 感应电动势的瞬时值表达式为 e= E m sin o 仟6.28sin (10 n) V.

(3)

线圈从中性面位置开始转过 30。时，感应电动势

e= E m sin 30 恳 3.14 V.

［答案］(1)6.28 V 6.28 A (2)e= 6.28sin (10 n) V (3)3.14 V 2. 如图所示，匀强磁场 B= 0.1 T,所用矩形线圈的匝数 N = 100,边长ab = 0.2 m, be = 0.5 m ，以角速度 o= 100冗rad/s 绕00’轴匀速转动.当线圈平面通过中性面时开始计时， 试求：

［学生用书P 42］

1 ?正弦式交变电流的电动势的最大值 电动势的瞬时值、电流的最大值和瞬时值都与 2.从中性面开始计时：

E m = NBS3 E m 是正弦交流电中一个关键物理量, E m 有关.

(自选例题，启迪思维)

交变电流的变化规律 B

3 0

3

(1) 线圈中瞬时感应电动势的大小； ⑵由t=0至t=T 过程中的平均感应电动势值; (3)若从线圈平面平行磁感线时开始计时，求线圈在

t=T 时刻的电动势大小.

［思路探究］(1)线圈平面通过中性面时开始计时与线圈平面平行磁感线时开始计时有 何不同？ (2) 平均感应电动势用哪个公式求解？ ［解析］(1)由题意可知：

S= ab - bc = 0.2 X 0.5 m 2

= 0.1 m 2

感应电动势的瞬时值 e= NBS Gjsin w = 100X 0.1 X 0.1 x 100 n SjnOO nV ，所以 e= 314sin (100 n) V.

⑵用E = N 普计算t= 0至t = 4过程中的平均感应电动势 I ① 2—① 1| |0— BS| 2 E= N ------ = 4N — =-NBSw ,

T e 2 n n 7 — 0 — 4 w 代入数值得E= 200 V.

(3) 由 E m = NBSw 可知 E m = 314 V

线圈从线圈平面平行磁感线时开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 代入数值得 e= 314cos (100 nV , T 」 n

当 t =r 时，e= 314COS 7 V = 157 V.

6 3

［答案］(1)314sin (100 nt)V (2)200 V (3)157 V 3.

(2015天津一中高二月考)交流发电机在工作时电动势为

e= E m sin wt 若将发电机的角

速度提高一倍，同时将线框所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为

(

)

, wt , wt A . e = E m sin"2 B. e = 2E m Sin"^

, E m

D. e = —si n 2 wt

［解析］交变电流的瞬时值表达式 e= E m sin wt 其中E m = NBSw,当w 加倍而S 减半时， E m 不变，故C 正确.

［答案］C

［借题发挥］求解交变电流瞬时值时可分三步：

(1) 确定线圈从哪个位置开始计时，进而确定表达式是正弦还是余弦形式； (2) 确定线圈转动的角速度 w 及线圈匝数n 、磁感应强度 B 、线圈面积S 等；

e= E m cos 3 t

C. e'= E m sin 2 wt

(3)识记E m= nBSw,解题中可直接代入，不必推导.按表达式e= E m sin w或e= E m Cos wt 代入E m及w的具体数值.

人教版高二物理选修3-2第五章5.1交流电(二)同步练习(word 无答案)

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

第一节 交变电流

高中人教版物理 第一节 交变电流 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 教学重点：交变电流产生的物理过程分析 教学难点：交变电流的变化规律及应用 教学方法：启发 引导 讲授 教学用具：发动机模型 教学过程： （一）引入新课 （二）新课教学 1.交变电流 恒定电流：大小和方向都不随时间而改变的电流。 交变电流：方向随时间周期性变化的电流。与直流电相比，交流电有许多优点，如：可以利用变压器升高或降低电压，利于长途传输；可以驱动结构简单，运行可靠的感应电动机。 2.交变电流的产生 演示实验：手摇发电机使小灯泡发亮 课件观察交变电流的产生。

结论： （1）．线圈转动过程中电流的大小做周期性变化，中性面位置（B ⊥S ）最小，与中性面垂直的位置（B ∥S ）最大。 （2）．线圈每经中性面一次，感应电流方向改变一次，线圈转动一周，感应电流方向改变两次。 3.交变电流的变化规律 设线圈从中性面以角速度ω开始转动，经时间t ，线圈转过θ=ωt ，此时V 与B 夹角也为θ，令ab=dc=L ，ad=bc=L ′，则线圈面积S=LL ′。此时，ab 与dc 边产生的电动势大小均为BLVSin ωt ，整个线圈中产生的瞬时电动势大小为：e=2BLVSin ωt ，又V=2 L ω'，有： 22L e BL sin t B Ssin t ωωωω'=?= 令E m =B ωS 有：sin m e E t ω=sin m e E t ω=（E m 为最大值） 若电路总电阻为R ，则瞬时电流为： m sin I sin m E e i t t R R ωω=== 同理可得电路的某段电压的瞬时值。 sin m u U t ω= 结论：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电流是按正弦规律变化的，这种交变电流叫正弦交流电。 4.交变电流的图象 （1）．正弦交流电图象（可用示波器观察到）

交变电流的产生和描述(含答案)

第1课时交变电流的产生和描述 导学目标 1.能掌握交变电流的产生和描述，会写出交变电流的瞬时值表达式.2.能认识交变电流的图象和进行有效值、最大值的计算． 一、交变电流的产生和变化规律 [基础导引] 关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，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．线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零 D．线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势最大 [知识梳理] 1．交变电流 大小和方向都随时间做__________变化的电流．如图1(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流．其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流，如图(a)所示． 图1

2．正弦交流电的产生和变化规律 (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕________________方向的轴匀速转动． (2)中性面：①定义：与磁场方向________的平面． ②特点：a.线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量________，磁通量的变化率为______，感应电动势为______．b.线圈转动一周，________经过中性面．线圈每经过____________一次，电流的方向就改变一次． (3)图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为__________曲线．如图1(a)所示． 思考：由正弦交流电的图象可以得出哪些物理量？ 二、描述交变电流的物理量 [基础导引] 我们日常生活用电的交变电压是e ＝2202sin 100πt V ，它是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的，则下列说法正确的是________． ①交流电的频率是50 Hz ②交流电压的有效值是220 V ③当t ＝0时，线圈平面恰好与中性面平行 ④当t ＝1 50 s 时，e 有最大值220 2 V ⑤电流每秒方向改变50次 [知识梳理] 1．周期和频率 (1)周期T ：交变电流完成________________变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒 (s)．公式：T ＝2π ω. (2)频率f ：交变电流在1 s 内完成周期性变化的________，单位是赫兹(Hz)． (3)周期和频率的关系：T ＝________或f ＝________. 2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值 (1)瞬时值：交变电流某一________的值，是时间的函数． (2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的________． (3)有效值：让交流与恒定电流分别通过________的电阻，如果它们在交流的一个周期内产生的________相等，则这个恒定电流I 、恒定电压U 就是这个交流的__________． (4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系 I ＝____________，U ＝____________，E ＝____________. (5)平均值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值. 考点一 正弦交流电的变化规律 考点解读

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

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）

交变电流的产生和变化规律

教学内容：交变电流的产生和变化规律 【课前复习】 会做了，学习新课才能有保障 1．方向不随时间而改变的电流叫做________，方向和强弱都不随时间而改变的电流叫做________，方向随时间而改变的电流叫做________． 2．闭合电路的一部分导体切割磁感线时，电路中会产生________． 3．示波器是一种常用的电子仪器，是用来直接观察__________________情况的． 4．数学上正弦函数的表达式为________． 5．部分电路的欧姆定律的表达式为________． 答案：1．直流，恒定电流，交变电流 2．感应电流 3．电信号随时间变化 4．x＝A sinθ U 5．I＝ R 先看书，再来做一做 1．________和________都随时间做________变化的电流叫交变电流，其中按________变化的交流电叫正弦交变电流． 2．矩形线圈在匀强磁场中，绕_____________的轴匀速转动时，线圈中就产生了交变电流． 3．正弦式电流瞬时值的表达式，电流：________；电压：________；电动势：________．4．交流发电机的基本组成部分是________和________．交流发电机分为________和________． 【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． 【基础知识精讲】 课文全解 一、交变电流 1．定义：大小和方向随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流． 说明：方向随时间周期性变化是交变电流的最重要的特征．如图17－1－1中A、B、C 均为交变电流，而D就不是交变电流，因为D中电流方向不随时间改变． 图17－1－1

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?

(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

交变电流的产生和描述

[高考命题解读]

第1讲 交变电流的产生和描述 一、正弦式交变电流 1.产生 线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动. 2.两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ最大，ΔΦ Δt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变. (2)线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，ΔΦ Δt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变. 3.电流方向的改变 一个周期内线圈中电流的方向改变两次. 4.交变电动势的最大值 E m ＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关. 5.交变电动势随时间的变化规律 e ＝nBSωsin ωt .

自测 1 (多选)关于中性面，下列说法正确的是 ( ) A.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零 B.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大 C.线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次 D.线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次 答案 AC 二、描述交变电流的物理量 1.周期和频率 (1)周期T ：交变电流完成1次周期性变化所需要的时间，单位是秒(s).表达式为T ＝2πω＝1 n (n 为转速). (2)频率f ：交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz).

(3)周期和频率的关系：T ＝1f 或f ＝1 T . 2.交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值 (1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数. (2)最大值：交变电流或电压所能达到的最大的值. (3)有效值：让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就可以把恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值. (4)正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系 I ＝ I m 2，U ＝U m 2，E ＝E m 2 . (5)交变电流的平均值： E ＝n ΔΦΔt ，I ＝n ΔΦ(R ＋r )Δt . 自测 2 (多选)图1甲为交流发电机的原理图，正

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

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。

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)

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

第一节 交变电流

一、选择题 1．图3－2－15中，哪些情况线圈中不能产生交流电( ) 图3－2－15 2．一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 ．线框产生交变电动势的最大值为n πBS B ．线框产生交变电动势的有效值为2n πBS /2 C ．从开始转动经过14 周期，线框中的平均感应电动势为2nBS D ．感应电动势瞬时值表达式为e ＝2n πBS sin2n πt 3．如图3－2－16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.则当线圈转至图示位置时( ) 图3－2－16 A ．线圈中的感应电流的方向为abcda B ．线圈中的感应电流为nBl 2ωR C ．穿过线圈的磁通量为Bl 2 D ．穿过线圈的磁通量的变化率为0 4．(2011年济南高二检测)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3－2－17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，下列说法正确的是( ) 图3－2－17 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 5．(2011年如皋高二检测)某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交

变电流的图象如图3－2－18所示，由图中信息可以判断() 图3－2－18 A．在A和C时刻线圈处于中性面位置 B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零 C．从O时刻到D时刻线圈转过的角度为2π D．若从O时刻到B时刻历时0.02 s，则交变电流的频率为50 Hz 6．一只标有“220 V 100 W”的灯泡，接在U＝311sin314t V的电源上，则下列说法中正确的是() A．灯泡不能正常发光 B．通过灯泡的电流为i＝0.45sin314t A C．与灯泡并联的交流电压表的示数为220 V D．与灯泡串联的交流电流表的示数为0.03 A 7．(2011年重庆高二检测)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3－2－19所示．下面说法中正确的是() 图3－2－19 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 8．一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流e＝2202sin100πt(V)，那么() A．该交变电流的频率是100 Hz B．当t＝0时，线圈平面恰好与中性面垂直 C．当t＝1 200s时，e有最大值 D．该交变电流电动势的有效值为220 2 V 9．如图3－2－20所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强 磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动，t＝0 时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcda为正方向，则线圈内 感应电流随时间变化的图象是() 图3－2－20 10．(2011年泉州高二检测)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3－2－22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()

20182019学年高中物理第二章交变电流第一节认识交变电流分层训练粤教版选修32

第一节认识交变电流 A级抓基础 1．(多选)关于交变电流和直流电的说法中，正确的是( ) A．如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流 B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变 C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的 D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化 解析：直流电的特征是电流方向不变，交流电的特征是电流方向改变．另外交变电流不一定都是正弦式电流或余弦式电流． 答案：BD 2．(多选)下列各图象中属于交流电的有( ) 解析：A图电流的方向不变，是直流电，BCD选项中电流的大小、方向都做周期性变化，是交流电，故A错误、BCD正确． 答案：BCD 3．(多选)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．每当线框转过中性面时，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，各边切割磁感线的有效速度为零 解析：线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边的速度与磁感线平行，不切割磁感线，所以电动势等于零，感应电流的方向也就在此时刻变化．线框垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，但切割磁感线的两边都垂直切割，有效切割速度最大，所以感应电动势最大，也可以说此时穿过线框的磁通量的变化率最大，故C、D选项正确． 答案：CD 4．(多选)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间，下列说法正

确的是( ) A．线圈平面与磁感线平行 B．通过线圈的磁通量最大 C．线圈中的感应电动势最大 D．线圈中感应电动势的方向改变 解析：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，故A错误，B正确；导线运动的方向与磁感线平行，感应电动势为零，在中性面时，感应电动势的方向改变，故C错误，D正确．答案：BD B级提能力 5．(多选)线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中可知( ) A．在A和C时刻线圈处于中性面位置 B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量最大 C．在O～D时间内线圈转过的角度为2π D．若从O～D时间为0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次 解析：A和C时刻线圈中电流最大，故线圈处于与中性面垂直的位置，故A错误；B和D时刻线圈中电流为零，此时处于中性面，此时线圈中磁通量最大，故B正确；O～D时间内为电流的一个周期，故线圈转过的角度为2π，故C正确；从O～D时间为0.02 s，则周期为0.02 s，故1 s内对应50个周期，则在1 s内交变电流的方向改变100次，故D正确．答案：BCD 6．如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则下列说法正确的是( ) 图甲

2018年粤教版物理选修3-2 第2章 第1节 认识交变电流

第一节认识交变电流 [先填空] 1．恒定电流：强弱和方向都不随时间改变的电流，简称直流． 2．交变电流：强弱和方向都随时间作周期性变化的电流，简称交流．3．波形图：电流或电压随时间变化的图象． 4．日常生活和生产中所使用的交变电流是按正弦规律变化的交变电流．[再判断] 1．交变电流是方向随时间作周期性变化的电流．(√) 2．只有按正弦规律变化的电流才是交变电流．(×) 3．交流电源没有正、负极之分．(√) [后思考] 如图2-1-1所示，大小随时间周期性变化的电流就是交变电流吗？

图2-1-1 【提示】 不是，只有方向随时间周期性变化的电流才为交流电． [合作探讨] 如图2-1-2所示，两二极管(单向导电性)按图示结构连入电路． 图2-1-2 探讨1：把图中电路接在干电池的两端时，可以观察到的现象是什么？ 【提示】 当接在干电池两端时，只有一个发光二极管会亮． 探讨2：把图中电路接在手摇式发电机两端时，又会观察到怎样的现象？ 【提示】 当接在手摇式发电机两端时两个发光二极管交替闪亮，原因是发电机产生与直流不同的电流，两个发光二极管一会儿接通这一个，一会儿再接通另外一个，电流方向不停地改变． [核心点击] 1．交变电流与直流电的区别 不同的交变电流的变化规律不同，常见的有以下几种情况，如图2-1-3所示． 图2-1-3

无论大小是否变化，但都有一个共同的特点，就是电流的方向一定随时间做周期性变化． 1．下列选项所示的各图象中表示交变电流的是() 【解析】B、C两图象中，虽然电流大小随时间做周期性变化，但方向从图上看在t轴一侧方向不变，故不是交变电流．A图中电流的方向没发生变化，不是交变电流．D图中，从图上看电流分布在t轴两则，电流的大小、方向均做周期性变化，是交变电流．故选D. 【答案】 D 2．如选项图所示，其中不表示交变电流的是() 【导学号：97192055】 【解析】A、B、D中电流i的方向发生了周期性变化，是交变电流；C中电流方向不变，是直流电，故选C. 【答案】 C 交变电流理解的两点注意 1．只要电流的方向发生变化，即为交变电流，若方向不变，尽管大小变化亦为直流电． 2．在i-t或u-t图中，正负表示方向，若题中给出了i-t或u-t图象，一定要注意图象的坐标原点是否为0，图中i或u值有无正负变化．

人教版高中物理选修3-2第五章 交变电流教案

专题：交变电流 姚桂元 【教材分析】 这一章是《高中物理选修3-2》第五章，讲述的是交变电流知识，它是第四章“电磁感应”知识的具体应用。本章也是《高中物理选修3-1》第二章“恒定电流”内容的进一步扩展。通过这一章的学习使学生了解到，不仅有恒定电流，还有大小和方向都发生变化的交变电流。交变电流与恒定电流有相似的地方，也有自己特殊的规律。 【学情分析】 根据学生认知规律，高中学生的认知特点：对相似知识点的理解不很清楚，容易混淆。对于多变量，多过程，动态变化的问题，学生一时很难统筹全局，在处理此类问题的时候，往往出现顾此失彼的现象。为了帮助学生克服以上困难，本节复习课从学生角度出发，设计很多帮助学生理解知识的解题技巧，提高学生学习效率。 【教学目标】 1、通过引导学生，逐步唤醒学生对交变电流的基本知识的回忆； 2、通过复习，进一步解决学生在新授课时出现的问题： （1）图像题求解的技巧和方法； （2）区别交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的使用方法； （3）变压器的动态变化分析和电能输送中的能量守恒。 【重点难点】 1、区别交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的使用方法； 2、变压器的动态变化分析和电能输送中的能量守恒 【教学进程】 一、交变电流的描述 1、交变电流的特点 学生总结：交流电的图像分布在t轴两侧，直流电的图像分布在t轴的同侧。 【课堂预设】 此知识点的形象性很强，学生掌握起来比较容易。通过填写导学案，学生自主回顾这部分知识点即可。 2、交变电流的产生

学生总结：从中性面位置开始，t E e m ωsin =，其中：E m =ωnBS =ωφm n 。 在中性面位置：磁通量 最大 ，感应电动势 0 ，磁通量的变化率 0 ； 在垂直中性面位置：磁通量 0 ，感应电动势 最大 ，磁通量的变化率 最大 。 周期T = 0.25s ，频率f = 4Hz ，角速度ω= 8π rad/s ，磁通量 的最大值Фm = 5/2π wb 。（单匝） 【课堂预设】 两个重要位置：中性面位置和与中性面垂直的位置。这两个位置都有什么样的重要特征？学生对这些知识点可能有些混淆。尤其是处理图像题缺乏章法。通过填写导学案，教师设计巧妙的问题，以课堂提问的方式引导学生思考。 {难点突破} 处理图像题：首先要从图像中找到尽量多的信息，如极值、周期T 、图像的斜率、图像与坐标轴的交点等。根据这些信息，再利用上一些基本关系式，如T=f -1、ω=2πf 等，就能够解决未知问题。 课堂巩固见【能力提升】第2题。 3、交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值 【课堂预设】 这四个值在应用起来非常容易混淆，学生不知道该用哪个值进行解决问题。通过课堂讲授的方式，对学生理解知识起到拨云见日的效果。 {难点突破} 问题的关键在于学生对这四个值的概念的理解还不够深入，加强对物理概念的讲解。另外，要探讨一下这四个值的联系和区别。例如： （1）瞬时值 交变电流在某一时刻的电流、电压值。如，t=t 1时刻，正弦交流电1sin t I i m ω= （2）峰值 交变电流的最大值。例如，电容器的耐压值一定要小于交流电的峰值。注意：用电器上标注的电压都是交变电流的有效值，但电容器除外。 （3）有效值 本质上就是一个恒定电流。替代作用，要求： ++==212 Q Q Q RT I T

交变电流的产生及其描述

1 考点规范练32 交变电流的产生及其描述 一?单项选择题 1.矩形线圈的面积为S ,匝数为n ,在磁感应强度为B 的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω匀速转动?当转到线圈平面与磁场垂直的图示位置时 ( ) A.线圈中的电动势为nBS ω B.线圈中的电动势为0 C.穿过线圈的磁通量为0 D.穿过线圈的磁通量变化率最大 答案:B 解析:图示时刻线框的四边都不切割磁感线,不产生感应电动势,即线圈中的电动势为0,故选项A 错误,选项B 正确;图示时刻线框与磁场垂直,磁通量最大,为Φ=BS ,故选项C 错误;图示位置线圈中的电动势为0,根据法拉第电磁感应定律E=n 可知穿过线圈的磁通量变化率为0,故选项D 错误? 2.(2015·江淮十校联考)如图所示,一交变电流随时间变化的图象,则此交变电流的有效值为( ) A. A B.2 A C. A D.3 A ?导学号34220361? 答案:C 解析:设此交变电流的有效值为I ,周期为T ,电阻为R ,则I 2RT= R · R · ,解得I= A,故 C 正确? 3.(2015·云南昆明三中?玉溪一中统考)将阻值为100 Ω的电阻丝绕成一个110匝的闭合矩形线圈,让其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的感应电动势如图乙所示?则下列说法正确的是( ) A.t=0时刻线圈应转到图甲所示的位置 B.该线圈的转速为100π r/s C.穿过线圈的磁通量的最大值为 Wb D.线圈转一周所产生的电热为9.68 J 答案:D 解析:t=0时刻线圈中感应电动势为零,线圈应转到中性面位置,即与题图甲所示的位置垂直,选项A 错误;由题图乙可知,周期为0.02 s,该线圈的角速度为ω= =100π rad/s,转速为 n= = 50 r/s,选项B 错误;

第一节《交变电流》教案

5．1 交变电流 教学目标 （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 通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性 教学重点、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。 教学方法 演示法、分析法、归纳法。 教具 手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、示教用大的电流表 课型 新授课 课时计划 1课时 教学过程 （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 1·22 L ωsin ωt =21BL 1L 2sin ωt 此时整个线框中感应电动势多大? e =e ab +e cd =BL 1L 2ωsin ωt 若线圈有N 匝时，相当于N 个完全相同的电源串联，e =NBL 1L 2ωsin ωt ，令E m =NBL 1L 2ω，叫做感应电动势的峰值，e 叫做感应电动势的瞬时值。 根据部分电路欧姆定律，电压的最大值U m =I m R ，电压的瞬时值U =U m sin ωt 。 电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示，如下图所示： 3．几种常见的交变电波形