交变电流教学设计

导学案

5.1交变电流

【要点导学】

一、交变电流的定义

直流电

交变电流

二、正弦式交流电的产生及规律

线圈中的电流方向

过程甲→乙乙→丙丙→丁丁→戊

电流方

向

【反馈练习】

1.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流, 以下说法中正确的是:（）

A、线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变

B、线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次

C、线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次

D、线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次

2.一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，穿过线圈平面的磁通量Φ与产生的感应电动势e的大小关系正确的是（）

A．Φ最大，e最大．

B．Φ最小，e最小．

C．Φ最大，e最小．

D．Φ最小，e最大．

1.中性面的特点

2.

3.表达式

（1）推导（画出侧视图）

（2）结论

条件

思考：转轴垂直匀强磁场，从线圈平行于磁场时开始计时，电动势变化表达式？

【反馈练习】

3.交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=Emsinωt ，如果线圈的角速度ω提高1倍，其它条件不变，则电动势的变化规律将变化为（）

A、e=Emsinωt

B、e=2Emsinωt

C、e=2Emsin2ωt

D、e=2Emsin4ωt

四、交变电流的图像：

五、交变电流的种类：

4、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随时间的变化规律如图所示，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变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大

5.P书本34页第五题

6、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100πrad/s。

（1）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？

（2）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？

1、闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电瞬时值的表达式为i =0.2sin100πt ，从t ＝0到第一次出现通过线圈的磁通量变化率最大值的时间为（ ）

A.1/50 s

B.1/100 s

C.1/200 s D1/400 s

2．线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为e=102sin20πt 伏，则下列说法中正确的是（ ） A ．t=0时，线圈平面垂直于转轴； B.t=0时，穿过线圈的磁通量最大； C ．t=0时，导线切割磁感线的有效速度最大；D.t=0.4秒时，e 有最大值102伏

3、如图（甲）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。若从图示位置开始计时，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像是下图（乙）中的哪一个？ （ ）

4、一个交变电流发电机产生的电动势为e=200sin100πtV ，如果把线圈和一个阻值为100Ω的电阻组成闭合回路，线圈的电阻可略去不计，那么，流过电阻的电流瞬时表达式为i= A ，电阻两端电压瞬时表达式u= V 。

5、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B =2 T ，匝数n =6的矩形线圈abcd 绕中心轴OO ′匀速转动，角速度ω=200 rad/s 。已知ab =0.1 m ，bc =0.2 m ，线圈的总电阻R=40Ω，试求：

（1）感应电动势的最大值，感应电流的最大值；

（2）设时间t =0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （3）画出感应电流的瞬时值i 随ωt 变化的图象；

（4）当ωt =30°时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？

（5）线圈从图示位置转过2

π

的过程中，感应电动势的平均值是多大？通过线圈某一横截面的电量q ？