資源簡介

交變電流學案
【學習目標】
1、理解交變電流產生的原理
2、理解交變電流的變化規律及物理量間的關系
【重點難點】
交變電流的產生原理、變化規律及物理量間的關系
[預習案]1先通讀教材，完成助讀，熟記并理解基本知識，再完成檢測；2獨立完成，用時20分鐘
一、教材助讀
1、交變電流
________和________隨時間做_________變化的電流叫做交變電流，簡稱交流（ ）
________不隨時間變化的電流稱為直流（ ）
大小和方向都不隨時間變化的電流叫做_________電流
2、交變電流的產生
（1）過程分析
特殊位置 甲 乙 丙 丁 戊
B與S的關系
磁通量Φ的大小
4個過程中 Φ的變化
電流方向
磁通量Φ的變化率
（2）中性面：_______________________________
磁通量___________
磁通量的變化率____________
感應電動勢e＝________，_______感應電流
感應電流方向________，線圈轉動一周，感應電流方向改變______次
二、預習自測
1、如圖所示，表示交變電流的圖象是( )
2、一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，當線圈通過中性面時(　 　)
A．線圈平面與磁感線方向平行
B．通過線圈的磁通量達到最大值
C．通過線圈的磁通量變化率達到最大值
D．線圈中的電動勢達到最大值
3、交流發電機在工作時電動勢為e= Emsinωt ，若將發電機的轉速提高一倍，同時將電樞所圍面積減少一半，其它條件不變，則電動勢為（ ）
A、e= Emsin（ωt/2） B、e= 2Emsin（ωt/2） C、e= Emsin2ωt D、e= Em/2sin2ωt
[探究案] ---- 合作學習：討論、展示、點評、大膽質疑、共同探究（分組實驗）
探究點一 探究交變電流的產生
問題1 交變電流有什么特點？
問題2 根據下圖總結交變電流的產生過程中的兩個特殊位置及特點是什么？
(1)中性面：
(2)線圈平面處于跟中性面垂直的位置時：
針對訓練
1、如圖所示，下列四種情況均表示閉合線圈在勻強磁場中繞軸勻速轉動，在下列情況下線圈中不能產生交流電的是（ ）（從左側看線圈繞OO′順時針轉動）
2、如圖所示，一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸OO′以恒定的角速度ω轉動，從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，則在0～這段時間內(　 　)
A．線圈中的感應電流一直在減小
B．線圈中的感應電流先增大后減小
C．穿過線圈的磁通量一直在減小
D．穿過線圈的磁通量的變化率一直在減小
探究點二 交變電流的變化規律
問題3 設線圈平面從中性面開始轉動，角速度是ω。經過時間t，線圈轉過的角度是ωt，ab邊的線速度v的方向跟磁感線方向間的夾角也等于ωt，如右圖所示。設ab邊長為L1，bc邊長L2，磁感應強度為B，這時ab邊產生的感應電動勢多大
此時整個線框中感應電動勢多大 若線圈有N匝時，感應電動勢又是多大
若從線圈與磁感線平行時開始計時，試寫出線圈中的感應電動勢的表達式？你能畫出以上兩種情況下的e-t圖及Φ-t圖嗎？
針對訓練：
3、如圖一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內的固定軸轉動，線圈中的感應電動勢ε隨時間t的變化如圖所示,下面說法中正確的是( )
A、t1時刻通過線圈的磁通量為零
B、t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大
C、t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大
D、每當e變換方向時，通過線圈的磁通量絕對值都為最大。
4、如圖所示，一單匝閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸勻速轉動，轉動過程中線框中產生的感應電動勢的瞬時值為e＝0.5sin 20t V，由該表達式可推知以下哪些物理量(　　)
A．勻強磁場的磁感應強度 B．線框的面積
C．穿過線框的磁通量的最大值 D．線框轉動的角速度
課本習題：3、4、5
[歸納總結]
[反饋測評]
1.如圖所示，矩形線圈abcd在勻強磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉動，當線圈平面轉到與磁場方向平行時(　　)
A．線圈繞P1或P2轉動時電流的方向相同，都是a→d→c→b→a
B．線圈繞P1轉動時的電動勢小于繞P2轉動時的電動勢
C．線圈繞P1轉動時的電流等于繞P2轉動時的電流
D．線圈繞P1轉動時dc邊受到的安培力大于繞P2轉動時dc邊受到的安培力
2.線框在勻強磁場中繞OO′軸勻速轉動(由上向下看是逆時針方向)，當轉到如圖所示位置時，磁通量和感應電動勢大小的變化情況是(　　)
A．磁通量和感應電動勢都在變大
B．磁通量和感應電動勢都在變小
C．磁通量在變小，感應電動勢在變大
D．磁通量在變大，感應電動勢在變小
3.如圖甲中所示，一矩形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，線圈所圍面積的磁通量Φ隨時間t變化的規律如圖乙所示，下列論述正確的是（ ）
A、t1時刻線圈中感應電動勢最大；
B、t2時刻導線ad的速度方向跟磁感線垂直；
C、t3時刻線圈平面與中性面重合；
D、t4 、t5時刻線圈中感應電流方向相同
4．如圖甲所示，“匚”形金屬框導軌水平放置．導軌上跨接一金屬棒ab，與導軌構成閉合回路，并能在導軌上自由滑動，在導軌左側與ab平行放置的導線cd中通以如圖乙所示的交變電流，規定電流方向自c向d為正，則ab棒受到向左的安培力的作用時間是(　　)
A．0→t1　　　　　　　　 B．t1→t2
C．t2→t3 D．t3→t4
5.有一10匝正方形線框，邊長為20 cm，線框總電阻為1 Ω，線框繞OO′軸以10π rad/s的角速度勻速轉動，如圖所示，垂直于線框平面向里的勻強磁場的磁感應強度為0.5 T．問：
(1)該線框產生的交變電流電動勢最大值、電流最大值分別是多少？
(2)線框從圖示位置轉過60°時，感應電動勢的瞬時值是多大？(3)寫出感應電動勢隨時間變化的表達式．
參考答案
一、預習自測
1、CD 2、B 3、C
二、針對訓練
1、A 2、AD 3、D 4、CD
三、反饋測評
1、AC 2、D 3、BC 4、AC 5、（1）0.2V 0.2A (2 )0.173V (3 ) e＝0.2sin10πt

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