高中電流的教案

交變電流導(dǎo)學(xué)案。

選修3-2第五章第1節(jié)交變電流導(dǎo)學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
1、知道交變電流產(chǎn)生的原理
2、知道交變電流的變化規(guī)律及物理量間的關(guān)系
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1、交變電流
________和________隨時間做_________變化的電流叫做交變電流，簡稱交流（）
________不隨時間變化的電流稱為直流（）
大小和方向都不隨時間變化的電流叫做_________電流
2、交變電流的產(chǎn)生
（1）過程分析

特殊位置甲乙丙丁戊
B與S的關(guān)系
磁通量Φ的大小
4個過程中Φ的變化
電流方向
磁通量Φ的變化率

（2）中性面：_______________________________
磁通量___________
磁通量的變化率____________
感應(yīng)電動勢e＝________，_______感應(yīng)電流
感應(yīng)電流方向________，線圈轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流方向改變______次

課內(nèi)探究學(xué)案

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、理解交變電流的產(chǎn)生原理及變化規(guī)律；
2、理解描述交變電流幾個物理量以及它們之間的關(guān)系；
學(xué)習(xí)重難點：交變電流的產(chǎn)生原理、變化規(guī)律及物理量間的關(guān)系
二、學(xué)習(xí)過程
1、為什么矩形線框在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，線框里能產(chǎn)生交變電流？

2、交變電流的產(chǎn)生過程中的兩個特殊位置及特點是什么？
(1)中性面：與勻強磁場磁感線垂直的平面叫中性面.線圈平面處于跟中性面重合的位置時；
(a)線圈各邊都不切割磁感線，即感應(yīng)電流等于零；
(b)磁感線垂直于該時刻的線圈平面，所以磁通量最大，磁通量的變化率為零.
(c)交變電流的方向在中性面的兩側(cè)是相反的.
(2)線圈平面處于跟中性面垂直的位置時，線圈平面平行于磁感線，磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流均最大，電流方向不變.

3、交變電流的變化規(guī)律：

如圖5－1－1所示為矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的四個過程：
當(dāng)以線圈通過中性面對為計時起點時，交變電流的函數(shù)表達式：e=Emsinωt，其中Em=2NBLv=NBωS；i=Imsinωt，其中Im=Em/R。
當(dāng)以線圈通過中性面對為計時起點時，交變電流的函數(shù)表達式：e=Emsinωt，其中Em=2NBLv=NBωS；i=Imsinωt，其中Im=Em/R。
圖5－1－2所示為以線圈通過中性面時為計時起點的交變電流的e－t和i-t圖象：

三、反思總結(jié)
1.矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動（繞與磁場垂直的軸）時，線圈中產(chǎn)生正弦交變電流，從中性面開始計時，感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為：
e=NBSωsinωt=Emsinωt
e—ωt圖線是一條正弦曲線.
2.中性面特點：Φ最大，而e=0.
四、當(dāng)堂檢測
1、交流發(fā)電機在工作時電動勢為e=Emsinωt，若將發(fā)電機的轉(zhuǎn)速提高一倍，同時將電樞所圍面積減少一半，其它條件不變，則電動勢為（）
A、e=Emsin（ωt/2）B、e=2Emsin（ωt/2）
C、e=Emsin2ωtD、e=Em/2sin2ωt
答案：C
2、如圖是一個正弦交變電流的i—t圖象，根據(jù)這一圖象，該交流電的瞬時值表達式為-----------A

答案：i=5sin(5πt)
課后練習(xí)與提高

1、如圖甲中所示，一矩形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈所圍面積的磁通量Φ隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，下列論述正確的是（）
A、t1時刻線圈中感應(yīng)電動勢最大；
B、t2時刻導(dǎo)線ad的速度方向跟磁感線垂直；
C、t3時刻線圈平面與中性面重合；
D、t4、t5時刻線圈中感應(yīng)電流方向相同
答案：BC
2、如圖所示，一交流發(fā)電機的線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)N=100，線圈電阻r=3Ω，ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感應(yīng)強度B=0.5T，
電阻R=311Ω，當(dāng)線圈以n=300r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時，求：
⑴感應(yīng)電動勢的最大值；
⑵t=0時刻，線圈在圖示位置，寫出此交變電流電動勢的瞬時值表達式；
⑶此電壓表的示數(shù)是多少？

答案：(1)100πV(2)e=100πcos(10πt)V(3)U=220V

相關(guān)知識

交變電流學(xué)案課件練習(xí)

作為杰出的教學(xué)工作者，能夠保證教課的順利開展，高中教師要準備好教案，這是教師工作中的一部分。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收，幫助高中教師能夠井然有序的進行教學(xué)。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？小編為此仔細地整理了以下內(nèi)容《交變電流學(xué)案課件練習(xí)》，供大家參考，希望能幫助到有需要的朋友。

交變流電學(xué)案
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
1、理解交變電流的產(chǎn)生原理及變化規(guī)律；
2、理解描述交變電流幾個物理量以及它們之間的關(guān)系；
3、理解電感、電容器對交變電流有阻礙作用的原因？
[自主學(xué)習(xí)]
一、交變電流的產(chǎn)生
1、什么是中性面？
2、當(dāng)線圈處于中性面時，穿過線圈的磁通量，感應(yīng)電流為，而當(dāng)線圈垂直于中性面時，穿過線圈的磁通量為，感應(yīng)電流。
3、線圈每轉(zhuǎn)動一周，電流方向改變次，電流方向改變時，線圈處于什么位置？我國日常生活中使用的交變電流一秒中電流方向改變次。
二、交變電流的描述
1、寫出正弦式交變電流電動勢的最大值、瞬時值、有效值以及平均值表達式？
2、對于正弦式交變電流其有效值與最大值得關(guān)系是：，是不是對一切交變電流都是如此？

3、在我們經(jīng)常遇到的問題中，那些地方應(yīng)用有效值？那些地方應(yīng)用最大值？那些地方應(yīng)用平均值？

三、電感、電容
1、試分析電感電容器對交變電流有阻礙作用的原因？感抗與容抗與那些因素有關(guān)？有什么關(guān)系？

2、扼流圈分為低頻扼流圈和高頻扼流圈：那低頻扼流圈的作用是：，高頻扼流圈的作用是：。

[典型例題]
例1：一矩形線圈，繞垂直勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化如圖所示，下列說法中正確的是（）
A、t1時刻通過線圈的磁通量為零；
B、t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大；
C、t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大；
D、每當(dāng)e改變方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大

例2、如圖表示一交變電流的電流隨時間而變化的圖象，
此交變電流的有效值（）
A、52AB、5A
C、3.52AD、3.5A

例3：如圖，矩形線圈面積為s，匝數(shù)為N，線圈電阻為r，在磁感強度為B的勻強磁場中繞OO`軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R。求：
⑴、寫出線圈在轉(zhuǎn)動中產(chǎn)生的電動勢的最大值表達式；
⑵、如果線圈從圖示位置開始計時，寫出電動勢的瞬時表達式；
⑶、當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過900的過程中，電阻R上所產(chǎn)生的熱量；
⑷、當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過900的過程中，通過電阻R的電荷量。

[針對訓(xùn)練]
1、交流發(fā)電機在工作時電動勢為e=Emsinωt，若將發(fā)電機的轉(zhuǎn)速提高一倍，同時將電樞所圍面積減少一半，其它條件不變，則電動勢為（）
A、e=Emsin（ωt/2）B、e=2Emsin（ωt/2）
C、e=Emsin2ωtD、e=Em/2sin2ωt

2、一電熱器接在10v的電源上，產(chǎn)生的熱功率為P,把它改接到另一正弦交變電路中，要使產(chǎn)生的熱功率為原來的一半，如果忽略電阻值隨溫度的變化，則該交變電流的電壓的最大值為等于（）
A、5vB、14vC、7.1vD、10v

3、如圖是一個正弦交變電流的i—t圖象，根據(jù)這一圖象，該交流電的瞬時值表達式為
A,它的有效值為A。

4、如圖所示，A、B、C為三個相同的燈泡，a、b、c為與之串聯(lián)的三個元件，E1為直流電源，E2為交流電源。當(dāng)開關(guān)S接“1”時，A、B兩燈均正常發(fā)光，C燈不亮。S接“2”時，A燈仍正常發(fā)光，B燈變暗，C燈正常發(fā)光。由此可知，a元件應(yīng)是b元件應(yīng)是c元件應(yīng)是。

5、一個面積為S的矩形線圈在勻強磁場中以某一邊為軸做勻速轉(zhuǎn)動，磁場方向與軸垂直，線圈中感應(yīng)電動勢e與時間t的關(guān)系如圖所示，則磁感應(yīng)強度B=，在t=T/12時刻，線圈平面與磁感線的夾角等于。

6、如圖所示，表示一交流電的電流隨時間的變化圖象，
其中電流正值為正弦曲線的正半周，則該交流電的
有效值為多少？

7、如圖所示，一交流發(fā)電機的線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)N=100，線圈電阻r=3Ω，ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感應(yīng)強度B=0.5T，
電阻R=311Ω，當(dāng)線圈以n=300r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時，求：
⑴感應(yīng)電動勢的最大值；
⑵t=0時刻，線圈在圖示位置，寫出此交變電流電動勢的瞬時值表達式；
⑶此電壓表的示數(shù)是多少？

[能力訓(xùn)練]
1、如圖甲中所示，一矩形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈所圍面積的磁通量Φ隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，下列論述正確的是（）
A、t1時刻線圈中感應(yīng)電動勢最大；
B、t2時刻導(dǎo)線ad的速度方向跟磁感線垂直；
C、t3時刻線圈平面與中性面重合；
D、t4、t5時刻線圈中感應(yīng)電流方向相同

2、已知交變電流i=Imsinωt,線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動了多長時間，其瞬時值等于有效值（）
A、2π/ωB、π/2ωC、π/4ωD、π/2ω

3、如圖，[形金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌上跨接一
金屬棒ab，與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合電路，并能在導(dǎo)軌上自由滑動，在導(dǎo)軌左側(cè)與ab平行放置的導(dǎo)線cd中。通有如圖所示的交變電流。規(guī)定電流方向自c向d為正，則ab棒受到向左的安培力的時間是（）
A、0—t1B、t1—t2
C、t2—t3D、t3—t4

4、在如圖所示電路圖中，L為電感線圈，R為燈泡，電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻無窮大，交流電源的電壓u=2202sin100πtV，若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為100Hz，下列說法正確的是（）
A、電流表示數(shù)增大B、電壓表示數(shù)增大
C、燈泡變暗D、燈泡變亮

5、如圖所示，接在交流電源上的電燈泡正常發(fā)光，以下說法正確的是（）
A、把電介質(zhì)插入電容器，燈泡變亮；
B、增大電容器兩板間的距離，燈泡變亮；
C、減少電容器兩板間的正對面積，燈泡變暗；
D、使交變電流頻率減小，燈泡變暗

6、如圖所示，有一閉合的正方形線圈，匝數(shù)N=100，邊長為10cm，線圈總電阻為10Ω，線圈繞OO’軸在B=0.5T的勻強磁場中轉(zhuǎn)動，每分鐘轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)，則線圈平面從圖示位置轉(zhuǎn)過30度時，感應(yīng)電動勢的值是V。

7、一交流電壓的瞬時值表達式為U=15sin100πt，將該交流電壓加在一電阻上，產(chǎn)生的電功率為25W，那么這個電阻的阻值Ω。

8、有一交流電壓的變化規(guī)律為U=311sin314t，若將輝光電壓是220V的氖管接上此交流電壓，則在1s內(nèi)氖管發(fā)光的時間為多少？
9、一小型發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻速磁場中以恒定的角速度
ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n=100，穿過每
匝的磁通量Φ隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，發(fā)電機內(nèi)阻
r=5.0Ω，外電路電阻R=95Ω。已知感應(yīng)電動勢的最大值
Em=nωΦm。其中Φm為穿過每匝線圈磁通量的最大值。
求串聯(lián)在外電路中的交流電流表（內(nèi)阻不計）的讀數(shù)？
OO`軸以n=10r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，磁場的磁感應(yīng)強度B=0.1T，
線圈的匝數(shù)N=100匝，電阻r=1Ω。線圈兩端分別接在兩個固定
于OO`軸上且彼此絕緣的金屬滑環(huán)上，外電路接有R=9Ω的電阻
，并接有一只理想交流電壓表。求：
⑴、電壓表的讀數(shù)；
⑵、若從線圈通過中性面開始計時，轉(zhuǎn)過900過程中，通過電阻R的電荷量；
⑶、在1min內(nèi)，作用在線圈上的外力所做的功是多少？

11．將阻值為5Ω的電阻接到內(nèi)阻不計的交流電源上，電源電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖所示。下列說法正確的是()
A．電路中交變電流的頻率為0.25Hz
B．通過電阻的電流為A
C．電阻消耗的電功率為2.5W
D．用交流電壓表測得電阻兩端的電壓是5V

12．如圖甲所示電路，電阻R的阻值為50Ω，在ab間加上圖乙所示的正弦交流電，則下面說法中錯誤的是（）
A．交流電壓的有效值為100V
B．電流表示數(shù)為2A
C．產(chǎn)生該交流電的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度為3.14rad/s
D．如果產(chǎn)生該交流電的線圈轉(zhuǎn)速提高一倍，則電流表的示數(shù)也增大一倍

13．一正弦交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知（）
A．該交流電的電壓瞬時值的表達式為u＝100sin(25t)V
B．該交流電的頻率為25Hz
C．該交流電的電壓的有效值為
D．若將該交流電壓加在阻值R＝100Ω的電阻兩端,則電阻消耗的功率時50W
14A．如圖a所示，AB兩端接直流穩(wěn)壓電源，UAB＝100V，R0＝40W，滑動變阻器總電阻R＝20W，當(dāng)滑動片處于變阻器中點時，C、D兩端電壓UCD為V,通過電阻R0的電流為______A。

14B．如圖b所示，自耦變壓器輸入端A、B接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值UAB＝100V，R0＝40W，當(dāng)滑動片處于線圈中點位置時，C、D兩端電壓的有效值UCD為V，通過電阻R0的電流有效值為______A。

15．電阻R1、R2與交流電源按照圖1方式連接，R1=10Ω，R2=20Ω。合上開關(guān)S后，通過電阻R1的正弦交變電流i隨時間t變化的情況如圖2所示。則()
A．通過R1的電流有效值是1.2A
B．R1兩端的電壓有效值是6V
C．通過R2的電流最大值是1.2A
D．R2兩端的電壓最大值是6V

16．圖a為某型號電熱毯的電路圖，將電熱絲接在u＝156sin120πtV的電源上，電熱毯被加熱到一定溫度后，由于P的作用使輸入的正弦交流電僅有半個周期能夠通過，即電壓變?yōu)閳Db所示波形，從而進入保溫狀態(tài)，則此時交流電壓表的讀數(shù)是()
A．156VB．110VC．78VD．55V

17．兩個相同的燈L1和L2，接到如圖所示的電路中，燈L1與電容器串聯(lián)，燈L2與電感線圈串聯(lián)，當(dāng)a、b處接電壓最大值Um、頻率f為的正弦交流電源時，兩燈都發(fā)光，且亮度相同。更換一個新的正弦交流電源后，燈L1的亮度高于燈L2的亮度，新電源的電壓最大值和頻率可能是（）
A．最大值仍為Um，而頻率大于f
B．最大值仍為Um，而頻率小于f
C．最大值大于Um，而頻率仍為f
D．最大值小于Um，而頻率仍為f

18、如圖2所示電路中，如果交流電的電壓不變而頻率降低，則三盞電燈的亮度變化情況是（）
A、三盞電燈的亮度都不變；
B、L1的亮度變亮，L2的亮度變暗，L3的亮度不變；
C、L2的亮度變亮，L1的亮度變暗，L3的亮度不變；
D、L1的亮度變亮，L3的亮度變暗，L2的亮度不變。

19．“二分頻”音箱內(nèi)有高頻、低頻兩個揚聲器。音箱要將擴音機送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低兩個頻段分離出來，送往相應(yīng)的揚聲器。圖為音箱的簡化電路圖，高低頻混合電流由a、b端輸入，L是線圈，C是電容器。則下列判斷中正確的是()
A．甲揚聲器是低頻揚聲器
B．C的作用是阻礙低頻電流通過乙揚聲器
C．L的作用是阻礙低頻電流通過甲揚聲器
D．乙揚聲器中的電流的最大值一定比甲中的大

20.如圖14-14所示，邊長為L的正方形線圈abcd的匝數(shù)為n，線圈電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點和cd的中點的連線OO′恰好位于勻強磁場的邊界上，磁感應(yīng)強度為B，現(xiàn)在線圈以O(shè)O′為軸，以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，求：
⑴閉合電路中電流瞬時值的表達式
⑵線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量
⑶線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中通過R的電荷量
⑷電阻R上的最大電壓

21．用單位長度電阻為r0=0.05Ω/m的導(dǎo)線繞制一個n=100匝、邊長a=0.20m的正方形線圈，線圈兩端與阻值R=16Ω的電阻連接構(gòu)成閉合回路，如圖甲所示。線圈處在均勻磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強度B的大小隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示。求：
（1）在0～1.0×10-2s時間內(nèi)，通過電阻R的電荷量；
（2）1min內(nèi)電流通過電阻R所產(chǎn)生的熱量；
（3）線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值。
交流電學(xué)案答案
自主學(xué)習(xí)：
一、交變電流的產(chǎn)生
1：線圈平面與磁場垂直時的平面叫做中性面
2：最大，零，零，最大。
3：2，中性面，100。
二、交變電流的描述
1：最大值：,
瞬時值：從線圈轉(zhuǎn)至中性面開始計時（從轉(zhuǎn)至平行磁感線開始計時
），
有效值：
平均值：
2：不是
3：有效值：通常所說的交變電流的電流、電壓；交流電表讀數(shù)；交流電器的額定電壓、額定電流，保險絲的電流等都是指有效值，求解交流電產(chǎn)生的熱量問題時用有效值。
最大值：電容器的耐壓值是最大值
平均值：若計算通過電路某一截面的電量,需用電流的平均值
三、電感、電容
1:
2：通直流，阻交流，
通低頻，阻高頻。

典型例題：例1：D例2：B
針對訓(xùn)練：1：C，2：D，，4：a電阻，b電感線圈，c電容
5:ACD，

能力訓(xùn)練：1：BC，2：C，3：AC，4：BC，5：ACD，
7：4.5Ω，8：0.5s，9：，10：；0.01C；，11:C，12：C，13：BD，14：80V、2A，15：BD，16：C，17：A，18：B，19：AB，
20：

高二物理怎樣產(chǎn)生交變電流導(dǎo)學(xué)案

作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者，在教學(xué)時能夠胸有成竹，作為高中教師就要早早地準備好適合的教案課件。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動起來，幫助高中教師有計劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫呢？為此，小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《高二物理怎樣產(chǎn)生交變電流導(dǎo)學(xué)案》，僅供參考，大家一起來看看吧。

§2.１怎樣產(chǎn)生交變電流導(dǎo)學(xué)案
寶雞石油中學(xué)牛虹
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
（1）、知道什么是直流,什么是交流.（2）、掌握交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律.
（3）、掌握正弦式交變電流的產(chǎn)生原理.
【復(fù)習(xí)鞏固】
1、導(dǎo)體切割磁感線時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小的表達式為:E=_______.
2、運用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的一般步驟是：
（1）、明確研究的閉合回路中________的方向；
（2）、明確穿過閉合回路的磁通量是________還是________;
（3）、由楞次定律判斷出__________的方向；
（4）、由安培定則判斷出__________的方向。
3、右手定則
伸開右手，使拇指與其余四指______，并且都與_____在一個平面內(nèi)。讓磁感線從_______進入，并使________指向?qū)w運動的方向，這時_______所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。
【自主學(xué)習(xí)】
一.交變電流
1．定義：和隨時間作周期性變化的電流，叫做交變電流，簡稱交流，用符號表示；的電流，叫做直流，用符號表示。
2、特點：隨時間周期性變化是交變電流的最重要的特征．
二、中性面
1．定義：與磁感線的平面叫做中性面．
2．中性面特點：（1）穿過線圈的磁通量Φ最；（2）磁通量的變化率最；（3）電動勢e及電流I均為；
三.正弦式電流
1．定義：隨時間按規(guī)律變化的電流叫做正弦式交變電流，簡稱正弦式電流．
說明：在我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活中使用的交變電流都是式交變電流，但并非只有按正弦規(guī)律變化的電流才叫交變電流．
2.正弦式電流的規(guī)律：假定線圈從跟磁感線垂直的平面（也叫中性面）開始轉(zhuǎn)動，則產(chǎn)生的交變電流的瞬時值表達式為i＝Imsinωt；電動勢瞬時值的表達式為e＝；電壓瞬時值表達式為u＝
【預(yù)習(xí)自測】
1、如圖中為交變電流，而____就不是交變電流,正弦式交變電流的圖象是

2、一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈通過中性面時()
A．線圈平面與磁感線方向平行B．線圈平面與磁感線方向垂直
C．通過線圈的磁通量達到最大值D．通過線圈的磁通量為零
【自主探究】
一:交變流電的產(chǎn)生
1、將課本圖2-8是交流發(fā)電機的示意圖可用下圖5-1-1，閱讀課本42-43頁對交流發(fā)電機的介紹，并結(jié)合課本圖2-8,小組先交流討論以下四個問題：
①、在線圈由a轉(zhuǎn)到b的過程中，ab邊中電流向哪個方向流動？
②、在線圈由c轉(zhuǎn)到d的過程中，ab邊中電流向哪個方向流動？
③、當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到什么位置時線圈中沒有電流，轉(zhuǎn)到什么位置時線圈中的電流最大？
④、為了詳細的理清課本中這四個圖的電流大小及方向的變化情況，完成下表的填寫：
課本圖a—bbb—ccc—ddd—aa
電流方向
磁通量及變化
2、你根據(jù)上表中的信息，能回答下列問題嗎？
a、線圈在什么位置時，磁通量最大？此時線圈中的電流也是最大嗎？
b、線圈在什么位置時，磁通量最??？此時線圈中的電流也是最小嗎？
c、電流方向在什么位置時方向發(fā)生變化？
總結(jié)規(guī)律：中性面
(1).定義:
(2).特點:

針對訓(xùn)練
1、關(guān)于中性面，下列說法正確的是（）
A、中性面就是穿過線圈的磁通量為零的面
B、線圈經(jīng)過中性面時，感應(yīng)電流為零，感應(yīng)電動勢為零
C、線圈經(jīng)過中性面，電流方向一定發(fā)生變化
D、線圈每轉(zhuǎn)一周經(jīng)過中性面一次，所以線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流方向就改變一次。
二:交變電流的變化規(guī)律
你能將上面a、b、c、d四個立體圖轉(zhuǎn)化成平面圖(正視圖)嗎？

推導(dǎo)：如果設(shè)ab邊長為L1，ad邊長為L2，線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω，AB邊到轉(zhuǎn)軸O的距離為L2/2,從上圖a的位置開始計時,你能否根據(jù)以上條件，推導(dǎo)出線圈在轉(zhuǎn)動過程中，感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達式？

同類變式：若從上圖b的位置經(jīng)過時間t，推導(dǎo)出線圈在轉(zhuǎn)動過程中，感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達式？

【總結(jié)規(guī)律】1、產(chǎn)生正弦交流電的條件是:當(dāng)線圈在磁場中繞于磁場方向的軸做轉(zhuǎn)動時，線圈中就產(chǎn)生正弦式電流．
2、假設(shè)線圈有N匝，Lab＝Lcd＝L1，Lad＝Lbc＝L2．以ω的角速度繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，則任一時刻t線圈中的感應(yīng)電動勢為:
(1)假定線圈從跟磁感線垂直的平面（即中性面）開始轉(zhuǎn)動，則產(chǎn)生的電動勢瞬時值的表達式為e＝交變電流的瞬時值表達式為i＝
電壓瞬時值表達式為u＝
(2)假定線圈從跟磁感線平行的平面開始轉(zhuǎn)動，則產(chǎn)生的電動勢瞬時值的表達式為e＝
交變電流的瞬時值表達式為i＝電壓瞬時值表達式為u＝
強調(diào)：產(chǎn)生正弦式交變電流的條件推廣：轉(zhuǎn)軸只要垂直于磁場就可以了，并不一定在線圈上；線圈的形狀也可以是各種形狀。
【針對訓(xùn)練】
2.有一10匝正方形線框，邊長為20cm，線框總電阻為1Ω，線框繞OO′軸以10πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，如圖垂直于線框平面向里的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為0.5T．問：
(1)該線框產(chǎn)生的交變電流電動勢最大值、電流最大值分別是多少？
(2)寫出感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達式．
(3)線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60°時，感應(yīng)電動勢的瞬時值是多大？

【課后訓(xùn)練】
1．如圖所示，表示交變電流的圖象是
2.如下圖所示，能夠產(chǎn)生交變電流的情況是()

3．如圖所示，一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO′以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動，從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，則在0～π2ω這段時間內(nèi)()
A．線圈中的感應(yīng)電流一直在減小
B．線圈中的感應(yīng)電流先增大后減小
C．穿過線圈的磁通量一直在減小
D．穿過線圈的磁通量的變化率一直在減小
4．矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的中心軸勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的交流電動勢為e=Emsinωt伏，當(dāng)線圈的匝數(shù)增加一倍，轉(zhuǎn)速也增大一倍，其他條件不變時，則交流電動勢為：
Ａ．e=Ｂ．e=Ｃ．e=Ｄ．e=
5．如圖所示的100匝線圈，ab=cd=0.2m，ad=bc=0.1m，磁感應(yīng)強度Ｂ=0.1T，角速度5rad/s，則線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為Ｖ，從中性面開始轉(zhuǎn)動的產(chǎn)交流電動勢瞬時值為e＝Ｖ。

高二物理交變電流復(fù)習(xí)學(xué)案

變電流的產(chǎn)生：線圈在勻強磁場中繞_______于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)

生按_______規(guī)律變化的電流。線圈轉(zhuǎn)至中性面時，穿過線圈的磁通量______

，而感應(yīng)電動勢________。

2．表征交變電流的物理量：周期T，頻率f，關(guān)系_________；峰值：Em、I

m、Um；有效值：E、I、U

3．正弦交變電流的變化規(guī)律：

瞬時值表達：e=______________，i=______________，u=____________

峰值：Em=__________；

正弦交變電流有效值與峰值的關(guān)系：E=__________，I=____________，U=_____________

4．電感電容對交變電流的影

5.1交變電流學(xué)案（人教版選修3-2）

一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時都會提前最好準備，作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動起來，有效的提高課堂的教學(xué)效率。那么一篇好的教案要怎么才能寫好呢？下面是小編為大家整理的“5.1交變電流學(xué)案（人教版選修3-2）”，歡迎大家與身邊的朋友分享吧！

5.1交變電流學(xué)案（人教版選修3-2）

1．大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫做__________，方向不隨時間變化的電流稱為______，大小和方向都不隨時間變化的電流稱為__________．
2．線圈在______磁場中繞____________的軸勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生交變電流，此交變電流按正弦規(guī)律變化叫做________________電流，其電動勢的瞬時值表達式為e＝__________，其中Em＝________.
3．下列各圖中，哪些情況線圈中能產(chǎn)生交流電()
4．下圖所示的4種電流隨時間變化的圖中，屬于交變電流的有()
5．矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，下列說法中正確的是()
A．在中性面時，通過線圈的磁通量最大
B．在中性面時，感應(yīng)電動勢最大
C．穿過線圈的磁通量為零時，感應(yīng)電動勢也為零
D．穿過線圈的磁通量為零時，磁通量的變化率也為零
【概念規(guī)律練】
知識點一交變電流的產(chǎn)生
1．如圖1所示為演示交變電流產(chǎn)生的裝置圖，關(guān)于這個實驗，正確的說法是()
圖1
A．線圈每轉(zhuǎn)動一周，指針左右擺動兩次
B．圖示位置為中性面，線圈中無感應(yīng)電流
C．圖示位置ab邊的感應(yīng)電流方向為a→b
D．線圈平面與磁場方向平行時，磁通量變化率為零
2．處在勻強磁場中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動，磁場方向平行于紙面并與ab垂直。在t=0時刻，線圈平面與紙面重合(如圖2所示)，線圈的cd邊離開紙面向外運動。若規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，則能反映線圈中感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖線是()
知識點二交變電流的變化規(guī)律
3．閉合線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為240r/min，若線圈平面轉(zhuǎn)至與磁場方向平行時的電動勢為2V，則從中性面開始計時，所產(chǎn)生的交流電動勢的表達式為e＝________V，電動勢的峰值為________V，從中性面起經(jīng)148s，交流電動勢的大小為________V.
4．有一個10匝正方形線框，邊長為20cm，線框總電阻為1Ω，線框繞OO′軸以10πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，如圖3所示，垂直于線框平面向里的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為0.5T．問：
圖3
(1)該線框產(chǎn)生的交變電流電動勢最大值、電流最大值分別是多少？
(2)線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60°時，感應(yīng)電動勢的瞬時值是多大？
(3)寫出感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達式．
【方法技巧練】
一、瞬時值、平均值的計算方法
5．矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸轉(zhuǎn)動，線圈共100匝，轉(zhuǎn)速為10πr/min，在轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的磁通量的最大值為0.03Wb，則線圈平面轉(zhuǎn)到與磁感線平行時，感應(yīng)電動勢為多少？當(dāng)線圈平面與中性面夾角為π3時，感應(yīng)電動勢為多少？

6．如圖4所示，匝數(shù)為n，面積為S的矩形線圈在勻強磁場B中勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，求線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢．
圖4

二、交變電流圖象的應(yīng)用
7．矩形線圈，繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動．線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化如圖5所示．下面說法中正確的是()
圖5
A．t1時刻通過線圈的磁通量為零
B．t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大
C．t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大
D．每當(dāng)e變換方向時，通過線圈的磁通量絕對值都為最大
8．一矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時間的變化圖象如圖6所示，則下列說法中，正確的是()
圖6
A．t＝0時刻，線圈平面與中性面垂直
B．t＝0.01s時刻，穿過線圈平面的磁通量的變化率最大
C．t＝0.02s時刻，線圈中有最大感應(yīng)電動勢
D．t＝0.03s時刻，線圈中有最大感應(yīng)電流
參考答案
課前預(yù)習(xí)練
1．交變電流直流恒定電流
2．勻強垂直于磁感線正弦式交變EmsinωtnBSω
3．BCD[A中線圈中的磁通量始終是零，故無感應(yīng)電流產(chǎn)生；B、C、D中都是線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，故能產(chǎn)生交流電，則B、C、D正確．]
4．CD[恒定電流是強弱和方向都不隨時間改變，交變電流是強弱和方向都隨時間改變，正弦式交變電流是按正弦規(guī)律變化的交變電流，圖象中數(shù)值的正、負表示電流方向．A選項中電流數(shù)值總為正，表示電流方向不變，是恒定電流．B選項中圖象雖為正弦，但由于電流總是正值，表示電流方向不變，電流大小隨時間變化，也是恒定電流．C、D選項中電流強度和方向都隨時間做周期性變化，是交變電流．因此，是交變電流的只有C和D，是正弦式交變電流的只有D.]
5．A[中性面和磁場垂直，磁通量最大，磁通量的變化率為零．]
課堂探究練
1．C[線圈在磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，在電路中產(chǎn)生呈周期性變化的交變電流，線圈經(jīng)過中性面時電流改變方向，線圈每轉(zhuǎn)動一周，有兩次通過中性面，電流方向改變兩次，指針左右擺動一次，故A錯；線圈處于圖示位置時，ab邊向右運動，由右手定則，ab邊的感應(yīng)電流方向為a→b，故C對；線圈平面與磁場方向平行時，ab、cd邊垂直切割磁感線，線圈產(chǎn)生的電動勢最大，也可以這樣認為，線圈平面與磁場方向平行時，磁通量為零，但磁通量的變化率最大，B、D錯誤。]
點評①線圈平面垂直于磁感線時，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)過中性面時，電流方向就發(fā)生改變．線圈繞軸轉(zhuǎn)一周經(jīng)過中性面兩次，因此感應(yīng)電流方向改變兩次．
②線圈經(jīng)過中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零(即各邊都不切割)，所以感應(yīng)電動勢為零．
2．C[線圈在磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，可以產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交流電．對于圖示起始時刻，線圈的cd邊離開紙面向紙外運動，速度方向和磁場方向垂直，產(chǎn)生的電動勢的瞬時值最大；用右手定則判斷出電流方向為逆時針方向，與規(guī)定的正方向相同．所以C對．]
點評線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，可以產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交流電．其中“線圈”無特殊要求，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”，只要求此軸垂直于磁場方向，沒有其他限制條件．
3．2sin8πt21
解析當(dāng)線圈平面與磁場平行時(S//B)，感應(yīng)電動勢最大，即Em＝2V，ω＝2πn＝2π×24060＝8πrad/s，則從中性面開始計時，瞬時值表達式：e＝Emsinωt＝2sin8πtV，當(dāng)t＝148s時，e＝2sin(8π×148)V＝1V.
點評當(dāng)閉合線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，且從中性面開始計時時產(chǎn)生正弦式交流電電動勢的表達式e＝Emsinωt，Em為最大值即當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時的瞬時值，ω為轉(zhuǎn)動角速度．
4．(1)6.28V6.28A(2)5.44V
(3)e＝6.28sin10πtV
解析(1)交變電流電動勢最大值為
Em＝nBSω＝10×0.5×0.22×10πV＝6.28V，
電流的最大值為
Im＝Em/R＝6.281A＝6.28A.
(2)線框轉(zhuǎn)過60°時，感應(yīng)電動勢e＝Emsin60°＝5.44V.
(3)由于線框轉(zhuǎn)動是從中性面開始計時的，所以瞬時值表達式為
e＝Emsinωt＝6.28sin10πtV.
點評①電動勢最大值Em＝nBSω.
②當(dāng)計時起點為中性面位置時表達式為e＝Emsinωt
當(dāng)計時起點為線圈平面與磁場方向平行時，表達式為e＝Emcosωt.
5．1V32V
解析由題意知：Φm＝0.03Wb
ω＝2πn＝2π×10π×160rad/s＝13rad/s.
線圈轉(zhuǎn)至與磁感線平行時，感應(yīng)電動勢最大，故
Em＝NBSω＝NΦmω＝100×0.03×13V＝1V
瞬時值表達式e＝Emsinωt＝sint3V
當(dāng)θ＝ωt＝π3時，e＝sinπ3V＝32V.
方法總結(jié)①要記住兩個特殊位置感應(yīng)電動勢的瞬時值，即中性面位置e＝0；線圈平面與磁感線平行的位置e＝Em＝nBSω.
②確定線圈從哪個位置開始計時的，從而確定電動勢的瞬時值表達式是正弦形式還是余弦形式．
6.2πnBSω
解析由楞次定律可判斷線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°時間內(nèi)，線圈中的平均感應(yīng)電動勢E≠0.磁通量是沒有方向的標(biāo)量，但卻有正負．如果我們規(guī)定磁感線從線圈的一側(cè)穿入另一側(cè)，穿出磁通量為正，那么從另一側(cè)穿入這一側(cè)穿出時，磁通量就為負了．設(shè)線圈轉(zhuǎn)過180°時，穿過它的磁通量Φ′＝BS，那么圖示位置時穿過它的磁通量Φ＝－BS.由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝nΔΦΔt＝nΦ′－Φ12T＝nBS－－BS12×2πω＝2πnBSω.
方法總結(jié)平均感應(yīng)電動勢不等于始、末兩瞬時電動勢值的平均值，必須用法拉第電磁感應(yīng)定律計算即E＝nΔΦΔt.
7．D[t1、t3時刻感應(yīng)電動勢為零，線圈位于中性面位置，所以穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，A、C錯誤；t2時刻感應(yīng)電動勢最大，線圈位于中性面的垂面位置，穿過線圈的磁通量為零，B錯誤；由于線圈每過一次中性面時，穿過線圈的磁通量的絕對值最大，e變換方向，所以D正確．]
方法總結(jié)當(dāng)感應(yīng)電動勢最大時，磁通量的變化率最大，磁通量卻最?。?br> 8．ABCD[由題意可知Φ＝Φmsinωt時，其感應(yīng)電動勢應(yīng)為e＝Emcosωt，當(dāng)t＝0時，Φ＝0，線圈平面與中性面垂直，穿過線圈平面的磁通量的變化率最大，線圈中有最大的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，此類時刻還有0.01s，0.02s，0.03s，……所以答案為A、B、C、D.]
方法總結(jié)由E＝ΔΦΔt可知，交變電流的電動勢隨線圈的磁通量的變化而變化，即由Φ的變化可推知感應(yīng)電動勢的變化規(guī)律(當(dāng)Φ＝Φmsinωt時e＝Emcosωt，當(dāng)Φ＝Φmcosωt時，e＝Emsinωt)．