高中物理選修32交變電流的描述

1、高中物理導(dǎo)學(xué)案 高二備課組課題2-2交變電流的描述主備人陳翠微學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。（2）理解交變電流的瞬時(shí)值和最大值。重難點(diǎn)1.交變電流的規(guī)律2.如何用函數(shù)表達(dá)式來(lái)描述交變電流自主學(xué)習(xí)一、知識(shí)回顧：（1）圓周運(yùn)動(dòng)中角速度與轉(zhuǎn)過(guò)角度的關(guān)系式是（2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式是（3）閉合電路歐姆定律表達(dá)式是（4）中性面的特點(diǎn)二、學(xué)習(xí)掌握：（1）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)時(shí)，線圈中產(chǎn)生怎樣的電流？（2）從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為？感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為？合作探究（一）用函數(shù)表達(dá)式描述交變電流：完成課本P42討論與交流結(jié)論：從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，

2、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式是理解：（1）峰值Em= ，是電動(dòng)勢(shì)的最大值若線圈有N匝，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，線圈面積是S，線圈abcd繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，用以上已知量表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值。（2）e指交變電流的瞬時(shí)值 當(dāng)從垂直于中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，表達(dá)式為: （3）感應(yīng)電流的瞬時(shí)值表達(dá)式根據(jù)閉合電路歐姆定律,感應(yīng)電流的最大值Im ，感應(yīng)電流的瞬時(shí)值i= ;電路的某一段上電壓的最大值Um= ;瞬時(shí)值u=（二）用圖像描述交變電流圖512所示為以線圈通過(guò)中性面時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的交變電流的et和i-t圖象：思考：圖像各對(duì)應(yīng)哪個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程?由圖像可以得到哪些信息？精講點(diǎn)評(píng)一、用函數(shù)表達(dá)式描述交變電流例

3、題1：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.答案：e2sin 8t 2 1二、用圖象描述交變電流例題2：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2所示下面說(shuō)法中正確的是()圖2At1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)值都為最大答案：D 三、瞬時(shí)值

4、、最大值、平均值的計(jì)算例題3：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸轉(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，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為多少？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？答案：1 V V例題4：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 答案： nBS方法總結(jié)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不等于始、末兩瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)值的平均值，必須用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算即n.當(dāng)堂驗(yàn)收1標(biāo)有“220 V,0.5 F”字樣的電容器能接入下面哪個(gè)電路中使用()A220s

5、in 100t V B220 V的照明電路中C380sin 100t V D380 V的動(dòng)力電路中 答案：A2(雙選)矩形線圈的匝數(shù)為50匝，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖2所示下列結(jié)論正確的是()圖2A在t0.1 s和t0.3 s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大B在t0.2 s和t0.4 s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)改變方向C電動(dòng)勢(shì)的最大值是157 VD在t0.4 s時(shí)，磁通量變化率最大，其值為3.14 Wb/s答案：CD課堂小結(jié)1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)時(shí)，線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流。2從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e=NBSsint，感應(yīng)電

6、動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=NBS。3會(huì)看交變電流的圖像,能從圖像中得到有用信息,能把圖像與實(shí)際情況相結(jié)合.課后鞏固1一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度4 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖12所示則交變電流的頻率為_(kāi)Hz，當(dāng)t0時(shí)，線圈平面與磁感線_，當(dāng)t0.5 s時(shí)，e為_(kāi)V.答案：2垂直02(雙選)距離足夠大的金屬板A、B間有一電子(不計(jì)重力影響)，在A、B間接有如圖2所示的正弦式電壓u，t0時(shí)電子從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則()圖2A電子做往復(fù)運(yùn)動(dòng)B在足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，電子一定要碰到某個(gè)金屬板上CtT/2時(shí)，電子速度達(dá)到最大值DtT時(shí)，電子將回到原出發(fā)點(diǎn) 答案：BC2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3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3(1)該線框產(chǎn)生的交變電流電動(dòng)勢(shì)最大值、電流最大值分別是多