江蘇省邗江區(qū)瓜洲中學(xué)高二物理 2.1 認(rèn)識(shí)交變電流、2.2 交變電流的描述學(xué)案 粵教版

1、2.1 認(rèn)識(shí)交變電流、2.2 交變電流的描述 學(xué)案1強(qiáng)弱和方向都不隨時(shí)間改變的電流叫做_電流，簡(jiǎn)稱(chēng)_；強(qiáng)弱和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流叫做_電流，簡(jiǎn)稱(chēng)交流2交變電流是由_發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的當(dāng)線圈在_磁場(chǎng)中繞_的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生交變電流線圈平面跟磁感線_時(shí)，線圈所處的這個(gè)位置叫做中性面，線圈平面每經(jīng)過(guò)一次中性面，線圈中感應(yīng)電流的方向就_3交流發(fā)電機(jī)的線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的變化規(guī)律為_(kāi)若把線圈和電阻R連成閉合電路，設(shè)總電阻為R，則電路中電流的瞬時(shí)值i_，電阻R上的電壓瞬時(shí)值u_.4家庭電路中的交變電流是_電流，它是一種最_、最_的交變電流5(雙選)下圖所示的4種電流隨時(shí)間變化的圖中，

2、屬于交變電流的有()6下列各圖中，哪些情況線圈中不能產(chǎn)生交流電()7矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()A在中性面時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量最大B在中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C穿過(guò)線圈的磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零D穿過(guò)線圈的磁通量為零時(shí)，磁通量的變化率也為零【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生1一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈通過(guò)中性面時(shí)()A線圈平面與磁感線方向平行B通過(guò)線圈的磁通量達(dá)到最大值C通過(guò)線圈的磁通量變化率達(dá)到最大值D線圈中的電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值2如圖1所示為演示交變電流產(chǎn)生的裝置圖，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，正確的說(shuō)法是()圖1A線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，指針左右擺動(dòng)

3、兩次B圖示位置為中性面，線圈中無(wú)感應(yīng)電流C圖示位置ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍bD線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁通量變化率為零知識(shí)點(diǎn)二用函數(shù)表達(dá)式描述交變電流3閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為240 r/min，若線圈平面轉(zhuǎn)至與磁場(chǎng)方向平行時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為2 V，則從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，所產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e_ V，電動(dòng)勢(shì)的峰值為_(kāi) V，從中性面起經(jīng) s，交流電動(dòng)勢(shì)的大小為_(kāi) V.4有一個(gè)10匝正方形線框，邊長(zhǎng)為20 cm，線框總電阻為1 ，線框繞OO軸以10 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2所示，垂直于線框平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 T問(wèn)：圖2(1)該線框產(chǎn)生的交變電流電動(dòng)勢(shì)最大

4、值、電流最大值分別是多少？(2)線框從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值是多大？(3)寫(xiě)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式知識(shí)點(diǎn)三用圖象描述交變電流5處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向平行于紙面并與ab垂直。在t=0時(shí)刻，線圈平面與紙面重合(如圖2所示)，線圈的cd邊離開(kāi)紙面向外運(yùn)動(dòng)。若規(guī)定由abcda方向的感應(yīng)電流為正，則能反映線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線是 ()6矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如圖4所示下面說(shuō)法中正確的是()圖4At1時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量為零Bt2時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值

5、最大Ct3時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大D每當(dāng)e變換方向時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量絕對(duì)值都為最大【方法技巧練】瞬時(shí)值、平均值的計(jì)算方法7矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱(chēng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈共100匝，轉(zhuǎn)速為 r/min，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量的最大值為0.03 Wb，則線圈平面轉(zhuǎn)到與磁感線平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？當(dāng)線圈平面與中性面夾角為時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？8如圖5所示，匝數(shù)為n，面積為S的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為，求線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)圖5參考答案6AA中線圈中的磁通量始終是零，故無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生；B、C、D中都是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感

6、線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，故能產(chǎn)生交流電7A中性面和磁場(chǎng)方向垂直，通過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零課堂探究練1B中性面是穿過(guò)線圈的磁通量最大的位置，也是磁通量變化率為零的位置，在該位置上穿過(guò)線圈的磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，無(wú)感應(yīng)電流點(diǎn)評(píng)磁通量大不代表磁通量的變化率大，線圈通過(guò)中性面時(shí)不切割磁感線，表明此時(shí)磁通量不變點(diǎn)評(píng)(1)線圈平面垂直于磁感線時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流為零，這一位置叫中性面線圈平面經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流方向就發(fā)生改變線圈繞軸轉(zhuǎn)一周經(jīng)過(guò)中性面兩次，因此感應(yīng)電流方向改變兩次(2)線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零(即各邊都不切割)，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零32sin 8

7、t21點(diǎn)評(píng)當(dāng)閉合線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)產(chǎn)生正弦式交流電，電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式eEmsin t，Em為最大值即線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)的瞬時(shí)值，為轉(zhuǎn)動(dòng)角速度4(1)6.28 V6.28 A(2)5.44 V(3)e6.28sin 10t V解析(1)交變電流電動(dòng)勢(shì)的最大值為EmnBS100.50.2210 V6.28 V，電流的最大值為ImEm/R A6.28 A.(2)線框轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eEmsin 605.44 V.(3)由于線框轉(zhuǎn)動(dòng)是從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)的，所以電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為eEmsin t6.28sin 10t V.點(diǎn)評(píng)(1)電動(dòng)勢(shì)最大值EmnBS.(2

8、)當(dāng)計(jì)時(shí)起點(diǎn)為中性面位置時(shí)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為eEmsin t當(dāng)計(jì)時(shí)起點(diǎn)為線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為eEmcos t.5C線圈在磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交流電對(duì)于圖示起始時(shí)刻，線圈的cd邊離開(kāi)紙面向紙外運(yùn)動(dòng)，速度方向和磁場(chǎng)方向垂直，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值最大；用右手定則判斷出電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍c規(guī)定的正方向相同所以C對(duì)點(diǎn)評(píng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交流電其中“線圈”無(wú)特殊要求，即矩形線圈、圓形線圈等其他形狀都可，“繞某一軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)”，只要求此軸垂直于磁場(chǎng)方向，沒(méi)有其他限制條件方法總結(jié)(1)要記住兩個(gè)特殊位置感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值，即中性面位置e0；線圈平面與磁感線平行的位置eEmnBS.(2)確定線圈從哪個(gè)位置開(kāi)始計(jì)時(shí)的，從而確定電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式是正弦形式還是余弦形式8. nBS解析由楞次定律可判斷線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí)間內(nèi)，線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E0.磁通量是沒(méi)有方向的標(biāo)量，但卻有正負(fù)如果我們規(guī)定磁感線從線圈的一側(cè)穿入另一側(cè)，穿出