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高中物理选修3-2 导学案 2012.3

[针对训练]

1.在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图所示。现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一初速向磁铁滑去。各物块在向磁铁运动的过程中 ：

(A)都做匀速运动 (B)甲、乙做加速运动 (C)甲、乙做减速运动 (D)乙、丙做匀速运动

2．磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上；而不用塑料做骨架是因为： (A)塑料材料的坚硬程度达不到要求

（B）塑料是绝缘的，对线圈的绝缘产生不良影响

(C)铝框是导体，在铝框和指针一块摆动过程中会产生涡流，使指针很快停止摆动 (D)铝框的质量比塑料框的质量大

3． 如图所示，在水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑弧形轨道，一导体圆环自轨道右侧的P点无初速度滑下，下列判断正确的是：

(A) 圆环中将有感应电流产生 (B) 圆环能滑到轨道左侧与P点等高处 (C) 圆环最终停到轨道最低点 (D) 圆环将会在轨道上永远滑动下去

4．变压器、电动机的线圈都是绕在铁芯上的，当线圈中通过变化的电流时，在铁芯中会产生 使铁芯发热，造成能量的浪费。

5．一些电风扇的调速器、日光灯的镇流器是把线圈绕在铁芯上制成的，当电风扇、日光灯工作时，线圈中通过交变电流，从而产生交变的磁场，变化的磁场通过铁芯；就在铁芯中产生 ，使铁芯的温度升高。所以，电风扇、日光灯工作一段时间后，调速器、镇流器会发热。

6．用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外绕有线圈，线圈中通有高频电流，产生的变化磁场使炉内的金属中产生 ；从而使金属的温度升高来冶炼高质量的合金。

7．对于金属壳地雷或有较大金属零件的地雷，可以使用一种探雷器来探测，这种探雷器有一个线圈，线圈中通过变化的电流会产生变化的磁场，使埋在地下的金属壳地雷或金属零件产生 。

8．电动机的线圈中通有电流时，磁场对线圈有安培力的作用，线圈就会转动起来，即电

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高中物理选修3-2 导学案 2012.3 动机就会转动，这种作用叫做 。

参考答案:

自主学习 1.涡流 2.电磁阻尼 3.电磁驱动

针对训练 1.C 2.C 3.AC 4. 7

．涡流 8。电磁驱动

涡流 5.涡流 6.22

涡流 高中物理选修3-2 导学案 2012.3

§5.1 交变电流 电感电容对交变电流的作用

[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； 3、理解电感、电容器对交变电流有阻碍作用的原因？

[自主学习]

一、交变电流的产生 1、什么是中性面？

2、当线圈处于中性面时，穿过线圈的磁通量 ，感应电流为 ，而当线圈垂直于中性面时，穿过线圈的磁通量为 ，感应电流 。

3、线圈每转动一周，电流方向改变 次，电流方向改变时，线圈处于什么位置？我国日常生活中使用的交变电流一秒中电流方向改变 次。 二、交变电流的描述

1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？

2、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是： ，是不是对一切交变电流都是如此？

3、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？

三、电感、电容

1、试分析电感电容器对交变电流有阻碍作用的原因？感抗与容抗与那些因素有关？有什么关系？

2、扼流圈分为低频扼流圈和高频扼流圈：那低频扼流圈的作用是： ，高频扼流圈的作用是： 。

[典型例题]

e Em 例1：一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈

0 t t 1t3 t4 t 2中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下列说法中正确的是：

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高中物理选修3-2 导学案 2012.3 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改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 例2、如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值：

A、5 2 A B、5A C、3.5 2 A D、3.5A

例3：如图，矩形线圈面积为s，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感强度为B的匀强磁场中绕

ψ OO`轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。求： O a d ⑴、写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式； ⑵、如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式； ⑶、当线圈由图示位置转过900的过程中，电阻R上所产生的热量； ⑷、当线圈由图示位置转过900的过程中，通过电阻R的电荷量。

O` R

b c B i/A 4 2

0 0.01 0.02 0.03 0.04 t -3 2 [针对训练]

1、交流发电机在工作时电动势为e= Emsinωt ，若将发电机的转速提高一倍，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（ωt/2） B、e= 2Emsin（ωt/2） C、e= Emsin2ωt D、e= Em/2sin2ωt

2、一电热器接在10v的电源上，产生的热功率为P,把它改接到另一正弦交变电路中，要使产

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高中物理选修3-2 导学案 2012.3 生的热功率为原来的一半，如果忽略电阻值随温度的变化，则该交变电流的电压的最大值为等于（ ）

A、5v B、14v C、7.1v D、10v

i/2 0.2 00t/S 3、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0 -时值表达式为 A,它的有效值为 A。

4、如图所示，A、B、C为三个相同的灯泡，a、b、c为与之串联的三个元件，E1为直流电源，E2为交流电源。当开关S接“1”时，A、B两灯均正常

a b S 1 2 c 发光，C灯不亮。S接“2”时，A灯仍正常发光，B灯变暗，C灯正常

EE~ 发光。由此可知，a元件应是 b元件应是 c元件应是 。

5、一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做 匀速转动，磁场方向与轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t 的关系如图所示，则磁感应强度B= ，在t=T/12时刻 ，线圈平面与磁感线的夹角等于 。

6、如图所示，表示一交流电的电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该交流电的有效值为多少？

i/A 10 0.1 0.2 0.3 A B C 0 -10 0.4 t/s 7、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，

b 当线圈以n=300r/min的转速匀速转动时，求： ⑴、感应电动势的最大值；

⑵、t=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？

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O ψ c B d a O` V R