高中物理 交变电流学案
高二上册物理教案设计：《交变电流》
高二上册物理教案设计：《交变电流》知识掌握的巅峰，应该在一轮复习之后，也就是在你把所有知识重新捡起来之后。
这样看来，应对高二这一变化的较优选择，是在高二还在学习新知识时，有意识地把高一内容从头捡起，自己规划进度，提前复习。
下面是本文库带来的高二上册物理教案设计：《交变电流》。
【教案一】一、知识目标1、知道三相交变电流是如何产生的.了解三相交变电流是三个相同的交流电组成的.2、了解三相交变电流的图象，知道在图象中三个交变电流在时间上依次落后1/3周期.3、知道产生三相交变电流的三个线圈中的电动势的值和周期都相同，但它们不是同时达到值（或为零）.4、了解三相四线制中相线（火线）、中性线、零线、相电压、线电压等概念.5、知道什么是星形连接、三角形连接、零线、火线、线电压及相电压.二、能力目标1、培养学生将知识进行类比、迁移的能力.2、使学生理解如何用数学工具将物理规律建立成新模型3、训练学生的空间想象能力的演绎思维能力.4、努力培养学生的实际动手操作能力.三、情感目标1、通过了解我国的电力事业的发展培养学生的爱国热情2、让学生在学习的过程中体会到三相交流电的对称美教学建议教材分析三相电流在生产和生活中有广泛的应用，学生应对它有一定的了解.但这里只对学生可能接触较多的知识做些介绍，而不涉及太多实际应用中的具体问题.三相交变电流在生产生活实际中应用广泛，所以其基本常识应让每个学生了解.教法建议11、在介绍三相交变电流的产生时，除课本中提供的插图外，教师可以再找一些图片或模型，使学生明白，三个相同的线圈同时在同一磁场中转动，产生三相交变电流，它们依次落后1/3周期.三相交变电流就是三个相同的交变电流，它们具有相同的值、周期、频率.每一个交变电流是一个单相电.2、要让学生知道，三个线圈相互独立，每一个都可以相当于一个独立的电源单独供电.由于三个线圈平面依次相差120o角.它们达到值（或零）的时间就依次相差1/3周期.用挂图配合三相电机的模型演示，效果很好.让三个线圈通过星形连接或三角形连接后对外供电，一方面比用三个交变电流单独供电大大节省了线路的材料，另一方面，可同时提供两种不同电压值的交变电流.教师应组织学生观察生活实际中的交变电流的连接方式，理解课本中所介绍的三相电的连接.【教案二】【教学目标与要求】一、知识目标1、了解力矩和力偶的概念；理解力的平移原理；2、掌握力偶性质。
《交变电流》教案
《交变电流》教案《交变电流》教案「篇一」教学目标知识目标（1）知道电流表的符号和用途．（2）知道电流表的正确读数方法．（3）知道电流表的使用规则．能力目标通过观察和实验，形成电学实验的初步技能．情感目标养成科学的态度，体验科学精神．教学建议教材分析教材介绍了一些物理课上常见的电流表，有电流计、教学演示用电流表、学生用电流表．说明电流表能够测量电流．详细介绍了电流表的读数，注意零刻度线、量程有两个、每个量程对应有最小刻度、接线柱有三个且分正负．要求学生能够根据实际情况读出电流表的示数．教材又详细介绍了电流表的使用规则，对于连接方式画出了参考图，并分析了在电路中电流表测是测量哪部分的电流．对于接线柱的连接，教材画出了参考图分析了如何连接才是正确的．选择量程问题，教材讲解了选择量程的具体方法，要注意先选用较大量程，并用试触的方法．对于不能直接连接在电源两极上，教材用图示分析了其做法的错误．教材最后提出了思考的问题，学生应的联系实际，注意想像选择不同接线柱的物理图景，分析出正确的方法．教法建议本节教学要注意观察和实验，有条件的可以边授课边学生实验探究的方式进行．学生联系实际学习，教师要提供不同的电流表让学生观察，接触实际的材料．教师还可以提供大量的电流表的资料，增长学生的见识．电流表读数的教学，要注意讲清三个接线柱对应着两个量程，要通过练习掌握电流表的读数．电流表的使用，要联系实际学习，学生可以动手连接并分析电流表这些用法的原因．分析一些电路图中电流表的使用是否正确，并如何改正．教学设计方案【重难点分析】学生使用电学测量仪器，所以电流表是本节的重点和难点，学生要会读数和使用．【教学过程设计】一．电流表教师可以提供实际资料，如各种电流计、教师演示用电流表、学生电流表，对于学生电流表可以提供多种，例如零刻度线在左边的、左面是负刻度的、一个负两个正接线柱的、一个正和两个负接线柱的电流表．本处学生要接触实际材料，切实联系科学实际．在此基础上，教师介绍电流表的符合和用途．二．电流表的示数方法1、讲清电流表的接线柱、对应的量程、每个量程所对应的最小刻度．并出示制作的表盘和指针让学生根据所连接的接线柱判断所选用的量程，根据指针的位置读出电流表的读数．可以使学生思考没给出接线柱的连接是电流的读数可能是多少，可以让学生思考某个电流值要选用什么量程，为什么．方法2、对于基础较好的班级可以用实验探究的方法，教师提供电流表，学生自行设计方法，电流表的一些问题如：电流表的三个接线柱的用途和用法；电流表的两个量程、最小刻度；电流的读数．教师可以指导学生的探究过程，注意学生在学习过程中遇到的问题，帮助学生形成正确的学习方法．三．电流表的使用方法1、教师要注意结合电路图来帮助学生学习电流表的四个使用规则，要注意引导学生想像物理过程，分析这些使用电流表方法的原因．对于电流表的连接方式，可以由电流是测电路的某点处的电流入手，把电流表接到电路的某点处应当是串联．结合电路图分析各种电流表的测量，并会判断一些电路图中电流表的作用．对于电流表接线柱的连接，讲清电流由电流表的正接线柱流进和从负接线柱流出的过程，要结合电路图分析，发现电路图中的问题．可以由学生实际连接，从电源的正极开始连线，连接电流表时连接正接线柱，又从负接线柱连线，经过电路连回电源的负极．学生感受电流表是如何在电路中连接的．对于电流表的量程，在第二个问题"电流表的读数"中已经介绍过了，这里学生比较好理解选择量程的意义，只是介绍清楚具体的实现方法，选择较大量程用导线试触的方法就可以了，可以让学生亲自实践，体会这种方法的意义，从而深入理解电流表量程的选择问题．对于电流表不能连在短路的电路中，由于没有电阻的知识，所以本处宜形成学生的观念，在电阻学习中再深入讲解，教师可以结合电路图提高学生的观察能力，分析电路中哪些有短路的现象并如何改正．方法2、对于基础较好的班级，可以用学生实验探究的方法，教师提供实验仪器，并提供一些可能用到的电路图，学生自行设计实验方案，完成教师提供的课题，教师可以参考的课题有：电流表的应当如何连到电路中；分析电路中电流表的作用；怎样才能安全使用电流表．教师要注重学生的学习过程，及时纠正学生在分析问题、设计方案、实施方案、得出结论的过程中错误，并建立学生正确的学习方法．【板书设计】一．电流表1．电流表的符号：2．电流表的作用：测量电路中的电流．二．电流表的示数1．量程：0－0.6A；0－3A2．对应的最小刻度：0.02A；0.1A三．电流表的使用1．电流表要串联在电路中2．正负接线柱的`接法要正确：电流从正接线柱流入，从负接线柱流出．3．被测电流不要超过电流表的量程：先选用较大量程，用导线试触．4．绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上．探究活动【课题】电流表的种类、原理、构造。
高中物理《3.3交变电流》导学案
高中物理《3.3交变电流》导学案3、3交变电流》导学案【学习目标】1、了解交变电流怎样产生2、了解交变电流主要特征物理量3、知道交变电流能通过电容器的原因【重点】交变电流主要特征物理量【难点】交变电流通过电容器的原因【学情调查、情境导入】知识复习法拉第电磁感应定律表达式___________N匝线圈感应电动势表达式_______区别：磁通量____ 磁通量的变化量____ 磁通量的变化率_____【自主学习、合作探究】1交流发电机：①交流发电机也是由______和______组成，无论是______转动还是_______转动，都是使得穿过线圈的____________________，在线圈中激发___________，如果线圈的两端连接用电器，形成_______，电路中就会产生电流。
②_____、______随时间做_______变化的电流叫做交变电流，简称_____(____)电流只沿一个方向流动，叫做_____（____）。
2交流的变化规律：①日常生活中的交流电，电流、电压随时间按____________的规律变化，叫做正弦式电流i=_______________u=________________公式中Im,，Um分别是电流，电压的________，叫做交流的_________。
②交变电流完成___次周期性变化所用的时间叫做交流的_____、交变电流在1s内发生_______________叫做交流的频率。
符号____单位____，我刚使用的交变电流频率是________。
3交流能够通过电容器：电容器能够“_____________，_____________”利用这一特点，如图3、3-8电容器能把混杂在直流中的_______成分滤掉。
如图3、3-9电容器把音频信号传到下一级，而不让_______通过。
4交流的有效值：Ue、Ie分别代表交流电压、电流的________，有效值和峰值的关系__________，__________,我们通常说的220V是交流电压的_____值。
高二物理《交变电流》学案
第五章交变电流第一节《交变电流》导学案教学目标:1、理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面及中性面的准确含义；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；4、掌握交变电流的变化图像及应用。
教学重点：交变电流产生的物理过程的分析。
教学难点：交变电流的变化规律及应用。
（一）引入新课一、交变电流：演示实验：将手摇发电机模型与两个发光二极管组成闭合电路。
当线框快课本P31速转动时，观察到什么现象? 这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫做。
方向不随时间变化的电流称为__ ____，大小和方向都不随时间变化的电流称为_ ．二、交变电流的产生：上图为交流发电机示意图。
假定线圈沿逆时针方向匀速转动，从甲图至丁图，考虑回答下列问题。
1、在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？2、在线圈由乙转到丙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？3、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？4、在线圈由丁转到甲的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？5、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？6、大致画出通过电流表的电流随时间的变化曲线，假设从E经过负载流向F的电流记为正方向，反之为负。
在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。
7.中性面是指在磁场中线圈与垂直的平面，此位置穿过闭合线圈的磁通量为，磁通量的变化率为，感应电动势为。
总结:（1）（甲）（丙）中性面（线圈与磁感线垂直的平面）特点: a. 磁通量Φ最大b. E＝0，磁通量的变化率ΔΦ/Δt为零c. 当线圈转至中性面时，电流方向发生改变d. 线圈转动一周电流方向改变两次（2）（乙）（丁）感应电动势的最大值面（线圈垂直中性面）特点：a. 磁通量Φ为0b. E最大，磁通量的变化率ΔΦ/Δt最大三、交变电流的变化规律:1、线圈在__ __磁场中绕___ ____ _ _的轴匀速转动时，产生交变电流，此交变电流按正弦规律变化叫做______ _____ _____电流。
3.1交变电流导学案高二下学期物理人教版选择性
第三章交变电流第1节交变电流【学习目标】1.通过实验观察交变电流的方向。
2.会分析交变电流的产生过程，会推导交变电流电动势的表达式。
3.掌握什么是正弦式交变电流，会运用正弦式交变电流的瞬时值表达式(重点)。
【知识储备】问题1：产生感应电流的条件？问题2：如何判断感应电流方向？问题3：产生感应电动势的条件？问题4：感应电动势公式？问题5：二极管的特点？【课前预习】一、交变电流1．波形图：在显示屏上显示的电压(或电流)随时间变化的图像。
2．交变电流：随时间做的电流，简称交流。
3．直流：不随时间变化的电流，如电池供给的电流、日常使用的各种充电器输出的电流等。
二、交变电流的产生和变化规律1、交变电流的产生（1）产生条件：在匀强磁场中，矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
（2）中性面：线圈在磁场中转动的过程中，线圈平面与磁场时所在的平面。
特点∶磁通量最（大或小），E感= ，I感= 。
（3）峰值面：与中性面垂直的平面∶磁通量为0，E感最大，I感最大。
峰值：表达式中的E m、U m、I m分别为电动势、电压和电流可能达到的最大值，叫作峰值。
（4）线圈每转动一周，两次经过中性面，交流电的方向改变次。
【新课引入】问题：用电压传感器先观察电池供给的电压的波形，再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。
这两种波形有什么差异？【演示实验】手摇发电机现象： 说明： 思考1：发电机为何会产生交流电？问题：线圈转动时，哪几条边在切割磁感线？交流发电机的基本构造【自主探究】定性分析在线圈由甲转到乙的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？ 在线圈由丙转到丁的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？【合作探究】定量计算匀强磁场B,线圈从中性面开始转动，角速度ω。
经过时间 t ，线圈转到如图所示位置，已知AB 和CD 的长度为L ，AD 和BC 的长度为d ，求线圈中的感应电动势的表达式: 经过时间t ，线框转过的角度θ= ；AB 和CD 的速度：v= ； 与磁感线垂直的速度：v ⊥= ； AB 边中的感应电动势e 1= ； 线圈中的感应电动势e=2e 1= ； 注意：S 表示线框的面积。
交变电流学案
【学习目标】1.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.【重点、难点】 1.交变电流产生的物理过程的分析；2.交变电流的变化规律及应用.【课堂导学】一、交变电流交变电流：和都随时间做的电流叫做交变电流，简称交流（AC）。
电压和电流随时间按变化的交流电叫正弦交变电流。
方向不随时间变化的电流称为（DC）。
二、交变电流的产生发电机的原理：线圈abcd处在磁场中，线圈的ab边和cd边连在金属滑环上；用导体做的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。
假定线圈沿逆时针方向匀速转动，考虑以下几个问题。
(1)矩形线圈转动过程中，哪些边会产生电动势？（2）请根据立体图画出平面图。
（3）线圈由甲转到乙的过程中，ab边的电流方向向哪？线圈由丙转到丁的过程中，ab边的电流方向向哪？（4）当线圈转到什么位置时没有电流，线圈转到什么位置时，电流最大？为什么？这些位置的磁通量及磁通量的变化有什么特点？（5）线圈每转一周，电流方向改变几次？电流改变方向的时刻发生在哪个位置？1．定义中性面：线圈平面与磁感线 的位置叫中性面。
图中， 处于中性面。
①线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ ，tΔΔφ= ，（B//v ），导体不切割磁感线，所以E= ，I= 。
线圈处于中性面垂直位置时，穿过线圈Φ ，tΔΔφ= ，（B ⊥v ），导体垂直切割磁感线，所以E ，I 。
②线圈越过中性面，线圈中感应电流方向要 。
线圈转一周，有 次经过中性面，所以每转一周电流方向改变两次改变 次。
2.交变电流的产生思考与讨论1：填写下列五个位置的感应电动势大小和电流方向E= E= E= E= E=：交流电的变化规律还可以用图像来表示，在直角坐标系中，横轴表示线圈平面跟中性面的夹角（或者表示线圈转动经过的时间t ），纵坐标表示感应电动势e （感应电流i ）,大致画出下列图像，规定a 到b 的方向为正。
高中物理-交变电流导学案
律如图所示 .下列结论正确的是（
CD ）
A．在 t=0.1 s 和 t=0.3 s 时，电动势最大
B．在 t=0.2 s 和 t=0.4 s 时，电动势改变方向
C．电动势的最大值是 157 V
D．在 t=0.4 s 时，磁通量变化率最大，其值为 3.14 Wb/s
3、如图所示，矩形线圈边长为 ab＝20 cm， bc＝10 cm，匝数 N
2．线圈转到什么位置时线圈中电流方向会发生改变？此位置平面又叫做什么？
3．当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中电流最大？
4．这些位置磁通量及磁通量的变化率有什么特点？ 探究三：交变电流的变化规律
如图所示，匀强磁场的磁感应强度为 B，一矩形线 圈位于匀强磁场中， 线圈 AB 边长 l1，BC 边长 l 2。现使 线圈绕垂直于磁场方向的轴 OO’以角速度 ω 匀速转动（ OO’ 与 AD 、BC 中点连线重合），试推导线圈在由图示位置转过 θ 时产生的感应电动势表达式。
为 e=0.5sin20πt (V) ，由该表达式可推出的物理量是（
）
A．匀强磁场的磁感应强度
B．线圈转动的角速度
C．线圈产生的感应电动势的最大值
D． t=0.025s 时线圈中的感应电动势的
值
探究案：
探究一：交变电流和直流
把小灯泡分别接在干电池和自制变压器两端，灯泡
都发光，用传感器器分别显示出小灯泡两端的电压随时
（余弦）规律变化的交变电流，简称
②函数和图像：
瞬时电动势 （电压、电流）：e=
，u=
，i =
。
表达式中 Em、 Um、 Im 分别是电动势、电压、电流的 几个量的
，e、u、i 则是这
高中物理 交变电流学案 新人教版选修
高中物理交变电流学案新人教版选修交变电流教案新人教版选修1-1一、知识梳理一、交流发电机1、各种发电机都是有固定不动的“定子”和能够连续转动的“转子”组成、2、大小和方向随时间做周期性变化的的电流叫做交变电流，简称交流。
3、各种电池供给的电流只沿一个方向流动，叫做直流、二、交流的变化规律1、由电网供给的交变电流的数学表达式：电流i＝Imsinwt，电压u＝Umsinwt，式中Im、Um分别是电流、电压的最大值，叫做交流的峰值。
2、交变电流的大小和方向在不断地变化，我们把交流完成一次周期性变化所用的时间叫做交流的周期，通常用T表示，它的单位是秒（s）。
3、叫做交流的频率，频率通常用f表示，它的单位是，简称，符号是、4、频率和周期的关系：或、5、我国使用的交变电流的频率是 Hz，则周期为 s、三、交流能够通过电容器1、交流电能够通过电容器，所以电容器在交流电路中能起到“ ”的作用、2、电容器能够“ 、”，这一点在电子技术中有重要应用、四、交流的有效值1、交流的有效值是根据规定的：把交流和直流分别通过相同的电阻，如果在相等的时间里它们产生的热量相等，我们就把这个直流电压、电流的数值称做交流电压、电流的有效值。
2、按正弦规律变化的交流，它的有效值和峰值之间的确定关系：、、（用Ie、Ue、Im、Um分别表示交流电压、电流的有效值和峰值）二、例题分析例1、一个电热器接在220V交流电路上，发热功率为1Kw，如果把它接在直流电路中，使其功率也是1kW，直流电路的电压必须是V；一个电容器接在交流电路上，击穿与否，取决于交流电压的瞬时值是否超过电容器的耐压，连接在220V交流电源两端的电容器要能正常工作，其耐压必须大于 V、例2、如图所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交变电流随时间变化的图像，由图可知：电流的最大值为 A；有效值为 A；交流的周期为 s；频率为 Hz三、课后练习1、频率为50Hz的正弦电流对人体的安全电压有效值不能超过36V，这个交流电压的周期 s，峰值是 V、2、频率为50Hz的交流电流，其方向每秒改变的次数和一个周期内达到最大值的次数是（）A、25次、1次B、50次、1次C、100次、2次D、200次、2次3、家庭照明用电的交变电压是220V，这“220V是指（）A、交流电电压的瞬时值B、交流电电压的最大值C、交流电电压的平均值D、交流电电压的有效值4、有一正弦交变电流的瞬时值表达式为，那么它的电流有效值是（）A、10AB、AC、314AD、50A【选做题】对电容器能通交流电流的原因，下列说法中正确的是（）A、当电容器接到交流上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流B、当电容器接到交流上时，电容器交替进行充电和放电，电路中才有交变电流C、在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动D、在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器。
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第五章交变电流第一节《交变电流》导学案教学目标:1、使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面及中性面的准确含义；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；4、掌握交变电流的变化图像及应用。
教学重点：交变电流产生的物理过程的分析。
教学难点：交变电流的变化规律及应用。
（一）引入新课一、交变电流：演示实验：将手摇发电机模型与两个发光二极管组成闭合电路。
当线框课本P31快速转动时，观察到什么现象? 这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫做。
方向不随时间变化的电流称为__ ____，大小和方向都不随时间变化的电流称为_ ．二、交变电流的产生：下图为交流发电机示意图。
假定线圈沿逆时针方向匀速转动，从甲图至丁图，考虑回答下列问题。
1、在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？2、在线圈由乙转到丙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？3、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？4、在线圈由丁转到甲的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？5、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？6、大致画出通过电流表的电流随时间的变化曲线，假设从E经过负载流向F的电流记为正方向，反之为负。
在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。
7.中性面是指在磁场中线圈与垂直的平面，此位置穿过闭合线圈的磁通量为，磁通量的变化率为，感应电动势为。
总结:（1）（甲）（丙）中性面（线圈与磁感线垂直的平面）特点: a. 磁通量Φ最大b. E＝0，磁通量的变化率ΔΦ/Δt为零c. 当线圈转至中性面时，电流方向发生改变d. 线圈转动一周电流方向改变两次（2）（乙）（丁）感应电动势的最大值面（线圈垂直中性面）特点：a. 磁通量Φ为0b. E最大，磁通量的变化率ΔΦ/Δt最大三、交变电流的变化规律:1、线圈在__ ____磁场中绕___ ____ _ ____的轴匀速转动时，产生交变电流，此交变电流按正弦规律变化叫做______ _____ _____电流。
2、正弦式交变电流的变化规律的推导(从中性面开始计时)：3.正弦式交变电流的规律:(从中性面开始计时)（1）电动势最大值：Em=（2）电动势瞬时值表达式：e= =（3）电流瞬时值表达式：i= =（4）路端电压瞬时值表达式：u= =若从中性面的垂直位置开始计时，则电动势、电流、电压的瞬时值表达式为：（5）电动势瞬时值表达式：e= =（6）电流瞬时值表达式：i= =（7）路端电压瞬时值表达式：u= =四、正弦式交变电流的变化图像:(1）若从中性面开始计时，作出e—t;i-t;u-t图像：（2）若从中性面的垂直位置开始计时，作出e—t;i-t;u-t图像：典型例题：例1、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感应电动势的图象，根据图象可知( )A．此感应电动势的瞬时表达式为e＝200sin0.02tB．此感应电动势的瞬时表达式为e＝200sin100πtC．t＝0.01 s时，穿过线圈的磁通量为零D．t＝0.02 s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大例2、有一个10匝正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为1Ω，线框绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动，如图所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T。
问：(1)该线框产生的交变电流的感应电动势最大值、电流最大值分别是多少？(2) 写出感应电动势随时间变化的表达式．(3) 线框从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大？（4）线框从图示位置转过60°时，感应电动势的平均值是多大？例3、发电机转子的匝数为100，边长为20 cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度B＝0.05 T的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以ω＝100π rad/s的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时．线圈和外电路的总电阻R＝10 Ω.线圈从计时开始，到转过60°过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？课堂针对练习：1．下图所示的4种电流随时间变化的图中，属于交变电流的有( )2．下列各图中，哪些情况线圈中能产生正弦式交流电( )3．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法中正确的是( ) A ．在中性面时，通过线圈的磁通量最大,感应电动势最大 B ．穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率也为零C ．穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率最大，感应电动势最大D ．线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次4、交流发电机在工作时的电动势为t E e M ωsin =，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为（ ） A. 2/sin t E M ω B. 2/sin 2t E M ω C. t E M ω2sin D. t E M ω2sin 25、(2011年包头高二检测)如图5－1－19所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO ′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动(ab 向纸外，cd 向纸内)．若从图所示位置开始计时，并规定电流方向沿a →b →c →d →a 为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是图5－1－20中的( )图5－1－19 图5－1－206、一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化图象如图所示，则下列说法中，正确的是( ) A ．t ＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B ．t ＝0.01 s 时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大 C ．t ＝0.02 s 时刻，线圈中有最大感应电动势 D ．t ＝0.03 s 时刻，线圈中有最大感应电流7、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．t 1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变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大8、如图所示，线圈的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝1πT，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时，求：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．(2)线圈转了130s时电动势的瞬时值多大？(3)电路中流过电阻R的电流的峰值是多少？9、 (2009年高考天津卷)如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框从中性面开始转过π2的过程中，求通过导线横截面的电荷量q.第五章 交变电流第一节《交变电流》导学案参考答案例1、B例2、(1)6.28 V 6.28 A (2) e ＝6.28sin 10πt （V ）(3) 5.44 V (4)3V解析 ：(1)交变电流电动势最大值为E m ＝nBS ω＝10×0.5×0.22×10π V ＝6.28 V ，电流的最大值为 I m ＝E m /R ＝6.281A ＝6.28 A.(2) 由于线框转动是从中性面开始计时的，所以瞬时值表达式为 e ＝E m sin ωt ＝6.28sin 10πt （V ）.(3) 线框转过60°时，感应电动势瞬时值：e ＝E m sin 60°＝5.44 V. （4）线框转过60°时，感应电动势平均值：E V V BS BS tn t n 33012.05.021*******cos 102012=⨯⨯⨯=⨯-⨯=∆-=∆∆=ππφφφ点评： ①电动势最大值E m ＝nBS ω.②当计时起点为中性面位置时表达式为e ＝E m sin ωt当计时起点为线圈平面与磁场方向平行时，表达式为e ＝E m cos ωt . ③感应电动势平均值用E tn∆∆=φ计算。
例3、解析：E ＝n ΔΦΔt 又I ＝E R 且I ＝qt，Δt ＝t .所以，通过线圈某一截面的电荷量q ＝I t ＝n ΔΦΔtR Δt ＝n ΔΦR从中性面计时，转过60°，如图所示 ΔΦ＝B ΔS ＝BS (1－cos 60°)＝12BSq ＝nBS 2R ＝100×0.05×0.2×0.220C ＝1×10－2C. 答案：1×10－2C课堂针对练习：1．CD 解析：恒定电流是强弱和方向都不随时间改变，交变电流是方向随时间改变，正弦式交变电流是按正弦规律变化的交变电流，图象中数值的正、负表示电流方向．A 选项中电流数值总为正，表示电流方向不变，是直电流．B 选项中图象虽为正弦，但由于电流总是正值，表示电流方向不变，电流大小随时间变化，也是直电流．C 、D 选项中电流强度和方向都随时间做周期性变化，是交变电流．因此，是交变电流的是C 和D ，是正弦式交变电流的只有D.2．BCD 解析：A 中线圈中的磁通量始终是零，故无感应电流产生；B 、C 、D 中都是线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，故能产生交流电，则B 、C 、D 正确．3．CD 解析：中性面和磁场垂直，磁通量最大，磁通量的变化率为零,感应电动势为零。
中性面的垂直位置，磁通量为零，磁通量的变化率最大,感应电动势最大。
线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次 4.D5、解析：选A.由题意知线圈总有一半在磁场中做切割磁感线的匀速转动，所以产生的仍然是正弦交变电流，只是最大值为全部线圈在磁场中匀速转动情况下产生的感应电动势最大值的一半，所以选项B 、C 错误．再由右手螺旋定则可以判断出A 选项符合题意．6、ABCD 解析：由题意可知Φ＝Φm sin ωt 时，其感应电动势应为e ＝E m cos ωt ，当t ＝0时，Φ＝0，线圈平面与中性面垂直，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大，线圈中有最大的感应电动势和感应电流，此类时刻还有0.01 s ，0.02 s ，0.03 s ，……所以答案为A 、B 、C 、D.]方法总结： 由E ＝ΔΦΔt可知，交变电流的电动势随线圈的磁通量的变化而变化，即由Φ的变化可推知感应电动势的变化规律(当Φ＝Φm sin ωt 时e ＝E m cos ωt ，当Φ＝Φm cos ωt 时，e ＝E m sin ωt )．7、D 解析：t 1、t 3时刻感应电动势为零，线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，A 、C 错误；t 2时刻感应电动势最大，线圈位于中性面的垂面位置，穿过线圈的磁通量为零，B 错误；由于线圈每过一次中性面时，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，e 变换方向，所以D 正确．]方法总结： 当感应电动势最大时，磁通量的变化率最大，磁通量却最小 8、答案：(1)e ＝50sin10πt V (2)25 3 V (3)5 A 解析：(1)角速度ω＝10π rad/sE m ＝NBS ω＝100×1π×0.05×10π V ＝50 V感应电动势的瞬时值e ＝E m sin ωt ＝50sin10πt V. (2)当t ＝1/30 s 时，e ＝50sin(10π×130)V ＝25 3 V(3)电流峰值I m ＝E m /(R ＋r )＝509＋1A ＝5 A.9、答案：BS R 解析：q ＝I Δt ＝E R Δt ＝ΔΦR ＝BSR.。