高中物理人教版 (新课标)选修31 交变电流学案

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修31 交变电流学案，共6页。学案主要包含了课程导学，范例精析等内容，欢迎下载使用。

课题
5.1交变电流
学习目标
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。
学习重难点
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。
学法指导
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。
预习评价
交变电流
(1)定义： 和 随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流，用符号 表示； 的电流，叫做直流，用符号 表示。
(2)特点： 随时间周期性变化是交变电流的最重要的特征．
中性面
(1)定义：与磁感线 的平面叫做中性面．
(2)中性面特点：
穿过线圈的磁通量Φ最 ；磁通量的变化率最 ；电动势e及电流I均为
正弦式电流
(1)定义：随时间按 规律变化的电流叫做正弦式交变电流，简称正弦式电流．
说明：在我国工农业生产及生活中使用的交变电流都是 式交变电流，但并非只有按正弦规律变化的电流才叫交变电流．
(2)正弦式电流的规律：假定线圈从跟磁感线垂直的平面（也叫中性面）开始转动，则产生的交变电流的瞬时值表达式为i＝Imsinωt；电动势瞬时值的表达式为e＝ ；电压瞬时值表达式为u＝

课堂学习流程设计
【课程导学】
【范例精析】
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的变化如图所示。下面说法中正确的是 （ ）
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转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大
在匀强磁场中有一矩形线圈，从中性面开始绕垂直于磁感线的轴以角速度ω匀速转动时，产生的交变电动势可以表示为e=Emsinωt。现在把线圈的转速增为原来的2倍，试分析并写出现在的交变电动势的峰值、交变电动势的瞬时值表达式，画出与其相对应的交变电动势随时间变化的图象。
达标检测
A类
如图所示，表示交变电流的图象是( )
如下图所示，能够产生交变电流的情况是( )
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OO′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0～π2ω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一直在减小
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动时产生的交流电动势为e=Emsinωt伏，当线圈的匝数增加一倍，转速也增大一倍，其他条件不变时，则交流电动势为：
Ａ．e= Ｂ．e=
Ｃ．e= Ｄ．e=
如图所示的100匝线圈，ab=cd=0.2m，ad=bc=0.1m，磁感应强度Ｂ=0.1T，角速度5rad/s，则线圈产生的感应电动势最大值为 Ｖ，从中性面开始转动的产交流电动势瞬时值为e＝ Ｖ。
B类
下列表示交变电流的有（ ）
如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的交变电动势的图像，根据图象可知( )
A.此交变电动势的瞬时值表达式为e=200sin(0.02t)V.
B.此交变电动势的瞬时值表达式为e=200sin(100πt)V.
C.t=0.01s时，穿过线圈的磁通量为零.
D.t=0.02s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大
在匀强磁场中的矩形线圈从性面开始匀速转动，穿过线圈平面的磁通量与时间t的图像可能是( )
某交变电流发电机正常工作时产生的电动势e=Emsint.若线圈匝数减为原来的一半，而转速增为原来的2倍，其他条件不变，则产生的电动势的表达式为( )
A.e=Emsint B.e=2Emsint
C.e=2Emsin2t D.e=Emsin2t
一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度100πrad/s。
（1）写出感应电动势的瞬时值表达式。
（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的 总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？
（3）线圈从中性面转过180度的过程中，电动势的最大值、平均值分别是多少？
（4）转动过程中磁通量的变化率最大值是多少？
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的对称轴转动，线圈共100匝，转速为，在转动过程中穿过线圈磁通量的最大值为0.03Wb，则:(1) 当线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势为多少？(2)当线圈平面与中性面夹角为时，感应电动势为多少？
如图所示，一匝数10的矩形闭合线圈放置在匀强磁场中，绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度匀速转动，线圈面积为50cm2，线圈电阻为5Ω，线圈中的感应电动势如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．电动势随时间变化的规律为，是正弦式交变电流
B．线圈旋转的角速度为5rad/s
C．线圈在1min内产生的电热为300J
D．若将线圈的转速提高1倍，则电动势随时间变化的规律为
学习反思
布置作业