高中物理选修1、1《交变电流》教案_高中教案
一、 预习目标
1、知道交变电流产生的原理
2、知道交变电流的变化规律及物理量间的关系
二、预习内容
1、交变电流
________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、交变电流的产生
过程分析
特殊位置 甲 乙 丙 丁 戊
B与S的关系
磁通量Φ的大小
4个过程中 Φ的变化
电流方向
磁通量Φ的变化率
中性面:_______________________________
磁通量___________
磁通量的变化率____________
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
课内探究学案
一、学习目标
1、理解交变电流的产生原理及变化规律;
2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系;
学习重难点:交变电流的产生原理、变化规律及物理量间的关系
二、学习过程
1、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?
2、交变电流的产生过程中的两个特殊位置及特点是什么?
中性面:与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.线圈平面处于跟中性面重合的位置时;
线圈各边都不切割磁感线,即感应电流等于零;
磁感线垂直于该时刻的线圈平面,所以磁通量最大,磁通量的变化率为零.
交变电流的方向在中性面的两侧是相反的.
线圈平面处于跟中性面垂直的位置时,线圈平面平行于磁感线,磁通量为零,磁通量的变化率最大,感应电动势、感应电流均最大,电流方向不变.
3、交变电流的变化规律:
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。
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:
关于欣赏的作文 三、反思总结
1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时,线圈中产生正弦交变电流,从中性面开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为:
e=NBSωsinωt= Emsinωt
e—ωt图线是一条正弦曲线.
2.中性面特点:Φ最大,而e=0.
四、当堂检测
1、交流发电机在工作时电动势为e= Emsinωt ,若将发电机的小报插图转速提高一倍,同时将电枢所围面积减少一半,其它条件不变,则电动势为
A、e= Emsin B、e= 2Emsin
C、e= Emsin2ωt D、e= Em/2sin2ωt
答案:C
2、如图是一个正弦交变电流的i—t图象,根据这一图象,该交流电的瞬时值表达式为-----------A
答案:i=5sin
课后练习与提高
1、如图甲中所示,一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线圈所围面积的磁通量Φ随时间t变爸爸叫我肉妈妈化的规律如图乙所示,下列论述正确的是
A、t1时刻线圈中感应电动势最大;
B、t2时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直;
C、t3时刻线圈平面与中性面重合;
D、t4 、t5时刻线圈中感应电流方向相同
答案:B C
2、如图所示,一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动,线圈匝数N=100,线圈电阻r=3Ω,ab=cd=0.5m,bc=ad=0.4m,磁感应强度B=0.5T,
电阻R=311Ω,当线圈以n团圆饭=300r/min的转速匀速转动时,求:
⑴感应电动势的最大值;
⑵t=0时刻,线圈在图示位置,写出此交变电流电动势的瞬时值表达式;
⑶此电压表的示数是多少?
答案:100πV e=100πcosV U=220V
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