内容发布更新时间 : 2024/12/22 0:39:31星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

高二物理选修3-2第五章交变电流导学案第一节交变电流导学案

【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及表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理意义。 【教学重点】

运用电磁感应的基本知识，配合相应的演示实验，分析交变电流的产生过程，认识交变电流的特点。 【教学难点】

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、瞬时值的物理意义

【自主学习】

知识复习

1．感应电流产生的条件是：

2．利用 定律可判断感应电流的方向，对于闭合电路一部分导体做切割磁感线的运动情况，判断感应电流的方向，利用 判断更方便

3．一般情况下，利用公式E= 计算感应电动势，如果导体做切割磁感线运动，则可用E=_____来计算。

知识点一：交变电流

演示实验：用电压传感器（或电流传感器）演示电压、电流的波形图

1．交变电流：_________和_________都随时间做周期性变化的电流。简称交流。 2．直流：_________不随时间变化的电流。

3．大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流。

例1：如图所示的的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是_______，属于正弦式交变电流的是______。

知识点二：交变电流的产生

如图所示，交流发电机的示意图。线圈的ab边连在一个金属滑环上，cd边连在另一个滑环上。导体做的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。 1．假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如图从甲至丁。考虑下面几个问题：

（1）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，乙图所示电流为正，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。

将立体图转化为平面图：

2．结论：

（1）在线圈转动时，磁通量最大时，磁通量的变化率______；磁通量为0时，磁通量变化率_____。 （2）中性面：线圈平面与磁场方向 的位置

特点：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_____，感应电流 ，导体不切割磁感线；线圈经过中性面时，内部的感应电流方向要__________，线圈转动一周， 次经过中性面，电流方向改变 次。 （3）垂直中性面：线圈平面与磁场方向 的位置

特点：线圈位于垂直中性面时，穿过线圈的磁通量_____，磁通量的变化率____，感应电动势____，感应电流 ，导体垂直切割磁感线；线圈经过垂直中性面时，内部的感应电流方向__________ 。 （4）线圈转在垂直中性面位置时，感应电动势最大，其最大值为

E=NBSω，N为线圈的匝数，B为磁感应强度，S为线圈的面积，ω为线圈转动的角速度。此表达式与线圈的形状和转轴的位置无关。

例2：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

知识点三：交变电流的变化规律

设在场强为B的匀强磁场中，矩形线圈边长为L，逆时针绕中轴匀速转动，角速度为ω，从中性面开始计时，经过时间t。 1．思考：

（1）转过的角度为__________， （2）线圈转动的线速度__________，

（3）ab边中的感应电动势为__________，

（4）同理，cd边切割磁感线的感应电动势为__________，

（5）整个线圈的电动势为__________，若线圈为N匝，则电动势为 （6）感应电动势的最大值为 。 2．结论：

（1）若从中性位置开始计时

①感应电动势e的瞬时值的表达式： ②感应电流i的瞬时值的表达式： ③负载电压u的瞬时值的表达式：

（2）画出正弦交变电流的e，i图像，指出各个时刻对应的位置

（3）若从垂直中性面位置开始计时 ①感应电动势e的瞬时值的表达式： ②感应电流i的瞬时值的表达式： ③负载电压u的瞬时值的表达式：

（4）画出余弦交变电流的e，i图像，指出各个时刻对应的位置

【达标训练】

1．线圈在匀强磁场中转动时产生交流电，则下列说法中正确的是（ ） A．当线圈位于中性面时，线圈中感应电动势最大

B．当穿过线圈的磁通量为零时，线圈中感应电动势也是零

C．线圈在磁场中每转一周，产生的感应电动势和感应电流的方向改变一次 D．每当线圈越过中性面时，感应电动势和感应电流的方向就改变一次

2．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时（ ） A．线圈平面与磁感线方向垂直 B．通过线圈的磁通量达到最大值

C．通过线圈的磁通量变化率达到最大值 D．线圈中的电动势为零