高二下学期物理人教版选修3-2 第5章第1节交变电流教案
5.1 交变电流教学设计
一、基本信息
课名 5.1 交变电流
学科（版本）人教版高中物理选修3－2 章节第五章第一节学时一课时年级高二
二、教材分析
物理教材我们选用的是人教版，人教版物理选修3-2是针对理科班设计的物理必修课，课本重视物理知识板块的完整性和物理规律的内在联系，用多种演示实验和现实应用实例尽量充分揭示物理规律的内涵，应该说这对理科班学生深入理解物理规律，完整掌握物理知识板块都做好了充分铺垫。教材注重知识的前后联系和推理演化，注重学生的自主学习和探究性学习，非常适合理科班学生提高思维能力，形成学科素养。这节《交变电流》是教材电磁板块第五章第一节内容，是电磁理论在现实生活应用的典范。
电能是我们生活每时每刻都离不开的最重要的能量来源，交变电流是电能的利用和远距离传输的基础。这节《交变电流》主要介绍交变电流的特性，产生原理和表达式。课本通过手摇发电机的发电，增强学生对交变电流方向不断变化的理解；通过交流发电机的示意图引导学生探究交变电流的产生过程，同时利用分层设问的形式，锻炼了学生利用第四章电磁感应原理自行解决新情景物理问题的能力。课本给出了正弦式交流电的表达式，并对峰值，瞬时值等概念做了强调。最后课本以课外阅读的形式，对交流发电机做了深入介绍。课本沿着从感性到理性，从定性到定量的思路，试着引导学生通过自学和探究最终对交变电流建立起完整清晰的印象。
三、学习者分析
从生活中来，到生活中去，交变电流其实对学生来说不陌生，家庭电路中的交流电每天都接触，学生有一定的认识基础。通过生活中的用电引入，从学生熟悉的事物入手，这样，既符合他们的认知规律，又使他们有亲切感，感觉物理就在身边，激发兴趣。
通过一年多的物理学习，宏志班的学生基本掌握了学习物理的技巧和能力，本班学生物理知识基础扎实，导学案能够积极主动的完成。这节《交变电流》是继电磁感应学习之后，第一次利用所学知识理论，解决实际问题的尝试。通过这节知识的学习，他们会学到一些新的物理概念，并深化和扩展原有知识的内涵。这是一次锻炼过程也是一次提高过程，相信他们中的一些同学已经通过预习触摸到了交变电流的实质。这对我们教师而言，如何引导学生通过自己的努力，自然完成其知识的更新和能力的提高就显得非常重要。
四、教学目标
课题引入
（四张图片引思考）1’
集中学生注
意力，使学
生带着疑问
进入课堂，
增加学习兴
趣。讲述交流电在生活中的重要性，提
出问题。
观看图片，思
考PPT课件上
提出的问题。
PPT课
件展示
图片、展
示问题。
课件定
格在图
片上，集
中学生
的注意
力。
微课讲解
3’学生理解交
流电的定义
和交流电产
生的原理。
1、手摇式交流发电机的构造。
2、交变电流的定义。
3、交变电流产生的原理。
学生观看微
视频，理解交
流电的定义；
初步认识交
变电流产生
的原理。
播放微
课：交流
发电机
的发电
原理动
态图
归纳、小结2’理解交变电
流与直流电
的区别
1、三类电流的定义及区别；
2、交流电产生的原理和条件。
小结提能：交流电的方向会发生改
变，而直流电的方向不会改变。
师生互动
显示
PPT课
件。
眼见为实切身感受2’
学生切身感
受交变电流
的大小、方
向不断变
化。
1、演示手摇式发电机与小灯泡连接
时，小灯泡一闪一闪地发光；
2、演示手摇式发电机与大电流表连
接时，指针左右偏转。
学生认真观
察实验现象
切身体验，
分组讨论探究问题6’
理性分析交
变电流产生
的过程，知
道中性面的
概念。
应用电磁感应理论，分析交变电流
的产生过程。
1、学生以书
本模拟磁极、
以自制金属
圈模拟线圈
切割磁感线，
分组讨论，完
成课本中的
问题。
2、师生互动
解决问题。
微课讲解，定性分析3’
理解交变电
流的变化规
律。
定性分析线圈转动过程中交变电流
的大小、方向变化的规律。
1、观看微课
的同时，用右
手定则判断
电流的方向，
确定电流方
向改变的位
置及变化规
律。
2、从线圈在
不同位置时，
速度分解图
中切割磁感
线的分速度
的大小变化，
定性分析电
动势的变化
规律。
播放微
课：线圈
切割磁
感线的
动态变
化规律。
归纳、小结3’理解和掌握
线圈位于两
个特殊位置
时交变电流
的变化规
律。
1、中性面的概念。
2、中性面处，v∥B，Φ最大，e
为0，i为0.
3、垂直于中性面处, v⊥B,
Φ为0， e最大，i最大．
4、线圈每经过中性面一次，电流方
向改变一次，转动一周，电流方向
改变两次。
师生互动，共
同归纳、小
结，请一位同
学独立判断
电流的方向。
显示
PPT课
件。
推导：任意位置处交
变电动势的表达式，并板书。6’
学生通过推
导，理解和
掌握交变电
流的变化规
律及表达式
中各字母的
含义。知道
瞬时值、峰
值的概念。
如图所示，线圈从中性面开始计时：
设ab=cd=L1, ad=bc=L2,共有N匝线
圈,则t时刻，tω
θ=
电动势的瞬时值为：
t
v
BL
eω
sin
2
1
=，2/
2
L
vω
=，
t
BS
t
L
BL
eω
ω
ω
ωsin
sin
2
1
=
=，
师生互动，共
同推导，利用
数学知识理
解峰值和瞬
时值的意义。
N 匝线圈, t NBS e ωωsin =。 设
ωNBS E m =,则：
t E e m ωsin =，其中， E m 为电动
势的峰值，e 为t 时刻电动势的瞬时值。
集体讨论拓展、延伸
4’
熟悉正弦交流电的变化规律，利用数学知识描绘正弦交流电的图象。
1、正弦交流电的定义。
2、(1)e ＝NBSωsin ωt ＝E m sin ωt. (2)i ＝e R ＋r ＝Em
R ＋r
sin ωt ＝I m sin ωt.
(3)u ＝iR ＝I m Rsin ωt ＝U m sin ωt. 3、交流电的图象：
4、若从平行于中性面开始计时，则变化规律为余弦规律。
师生互动，共同推导、讨论。
展示规律，描绘电动势动态图象。
实例分析 8’
例1.
示例意图：学生从图象上学会识别交流电。
例2.
示例意图：学生运用规律，分析实例，提高分析问题的能力，强化两个特殊位置的规律。
例 1.下列表示交变电流的有（ ）
例 2. 矩形线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动时，下列说法正确的是 ( )
A.当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大
B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
C.每当线框经过中性面时，感应电
例1.学生思考回答，集体完成。
例2.相互讨论后，集体完成
PPT 课件展示题目
例3.
示例意图：学生运用规律，分析和解决图象问题，提高应用能力。
例4.
示例意图：学生运用物理规律和数学知识，分析和解决实际问题，提高应用能力。动势或感应电流方向就改变一次
D.线框经过中性面时，各边切割磁
感线的速度为零
例 3. 线圈在匀强磁场中绕垂直于
磁场的转轴匀速转动，产生的交变
电流的图象如图所示，由图可知
( )
A.在A和C 时刻线圈处于中性面
位置B.在B和D时刻穿过线圈的
磁通量为零
C.从A～D线圈转过的角度为2π
D.若从O～D历时0.02 s，则在1 s
内交变电流的方向改变100次。
例 4.如图，有一个正方形线圈的
匝数为10匝，边长为20 cm，线圈
总电阻为1 Ω，线圈绕OO′轴以10π
rad/s的角速度匀速转动，匀强磁场
的磁感应强度为0.5 T．求：
(1)该线圈产生的交变
电流的电动势峰值、
电流的峰值分别是多
少？
(2)若从中性面开始计时，写出感应
电动势随时间变化的表达式。
例3.相互讨
论解决，请一
位同学分析
回答问题，师
生共同评价。
例4.学生独
立完成，请一
位同学在黑
板上展示，师
生共同评价。
微课展示1’从能量守恒
的角度，理
解电能的来
源。
实际水轮机的发电、传输过程。观看微课播放微
课
小结课堂内容1’
梳理和归纳
课堂知识。
1.知道交变电流的定义；
2.知道中性面的概念；
3.知道交流电是怎样产生的；
4.掌握交流电的变化规律及图象；
5.会运用正弦交流电的瞬时表达式
和图象解决相关问题。
师生互动，共
同归纳。
课堂练习5’巩固课堂内
容。
完成导学案上的练习题。学生练习
布置作业巩固课堂内
容。
完成导学案上的习题。学生课后完
成
十、课后反思：
《交变电流》这节课是电磁感应原理的具体应用，涉及到发电机的发电原理，尤其是应用法拉第电磁感应定律推导正弦式交变电流的表达式，这个过程对大多数同学来说显得非常困难，所以在推导讲解过程中尽可能的细致，这也是锻炼提升学生思维能力的好机会。讲课中有一些新的物理概念需要强调深入理解和应用，如中性面，峰值，瞬时值等。
5.2 描述交变电流的物理量 优秀教案优秀教学设计 高中物理选修3-2：交变电流
5.2描述交变电流的物理量 教学目标 知识与技能 （1）理解什么是交变电流的最大值和有效值，知道它们之间的关系。 （2）理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。 过程与方法 能应用数学工具描述和分析处理物理问题。 情感、态度与价值观： 让学生了解多种电器铭牌，介绍现代科技的突飞猛进，激发学生的学习热情。 教学重点 交变电流有效值概念 教学难点 交流电有效值概念及计算 教学过程 一、课堂导入 复习巩固 交变电流的产生 交变电流的变化规律 方向变化规律：线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。 大小变化规律 从中性面开始计时：t E t NBS e m ωωωsin sin == 从垂直于中性面开始计时：t E t NBS e m ωωωcos cos == 今天我们来学习描述交变电流的物理量。 二、重点讲解 1．周期和频率 在手摇交流发电机中，线圈转动一周，电压、电流都完成一次周期性变化。 周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用T 表示，单位是s 。
频率：交变电流在1s 内完成周期性变化的次数，用f 表示，单位是Hz 。 关系： T f 1 = 线圈转动的角速度ω与频率f 的关系：f πω2= 我国工农业生产和生活用的交变电流：周期是0．02s ，频率是50Hz 。在每秒钟内，电流的方向变化100次。 2．峰值和有效值： 峰值：交变电流的最大值（m I 和m U ）是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值。 可以用来表示交变电流的电流强弱或电压高低。 有效值：根据电流的热效应来规定： 使交流和恒定电流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同时间内产生的热量相等，就把这一恒定电流的数值叫做这个交流的有效值。 有效值与峰值的关系： 对于正弦式交变电流： m m I I I 707.02 == m m U U U 707.02 == 非正弦式交变电流的有效值，需按有效值的定义计算。 交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；交流电压表和交流电流表的示数是有效值；交变电流的数值在无特别说明时都是有效值（如照明电压220V 和动力用电380V ）。 计算交流电通过导体产生的热量、热功率及保险丝的熔断电流时为有效值； 电容器的耐压值要高于交变电压的最大值。 三、问题探究 有效值与平均值有什么区别？ 有效值是根据电流的热效应规定的； 平均值是交变电流的物理量（u i e 、、）对时间的平均值，t n E ??=φ ，求得平均电动势就可求得平均电流I 和平均电压U 。 在计算交变电流通过导体产生热量、热功率时只能用交变电流的有效值，不能用平均值； 在计算通过导体的电荷量时，只能用交变电流的平均值，而不能用有效值。 例、如图所示的是表示一交变电流通过阻值为10Ω的电阻R 时随时间变化的图象，则
高二下学期物理人教版选修3-2 第5章第1节交变电流教案
5.1 交变电流教学设计 一、基本信息 课名 5.1 交变电流 学科（版本）人教版高中物理选修3－2 章节第五章第一节学时一课时年级高二 二、教材分析 物理教材我们选用的是人教版，人教版物理选修3-2是针对理科班设计的物理必修课，课本重视物理知识板块的完整性和物理规律的内在联系，用多种演示实验和现实应用实例尽量充分揭示物理规律的内涵，应该说这对理科班学生深入理解物理规律，完整掌握物理知识板块都做好了充分铺垫。教材注重知识的前后联系和推理演化，注重学生的自主学习和探究性学习，非常适合理科班学生提高思维能力，形成学科素养。这节《交变电流》是教材电磁板块第五章第一节内容，是电磁理论在现实生活应用的典范。 电能是我们生活每时每刻都离不开的最重要的能量来源，交变电流是电能的利用和远距离传输的基础。这节《交变电流》主要介绍交变电流的特性，产生原理和表达式。课本通过手摇发电机的发电，增强学生对交变电流方向不断变化的理解；通过交流发电机的示意图引导学生探究交变电流的产生过程，同时利用分层设问的形式，锻炼了学生利用第四章电磁感应原理自行解决新情景物理问题的能力。课本给出了正弦式交流电的表达式，并对峰值，瞬时值等概念做了强调。最后课本以课外阅读的形式，对交流发电机做了深入介绍。课本沿着从感性到理性，从定性到定量的思路，试着引导学生通过自学和探究最终对交变电流建立起完整清晰的印象。 三、学习者分析 从生活中来，到生活中去，交变电流其实对学生来说不陌生，家庭电路中的交流电每天都接触，学生有一定的认识基础。通过生活中的用电引入，从学生熟悉的事物入手，这样，既符合他们的认知规律，又使他们有亲切感，感觉物理就在身边，激发兴趣。 通过一年多的物理学习，宏志班的学生基本掌握了学习物理的技巧和能力，本班学生物理知识基础扎实，导学案能够积极主动的完成。这节《交变电流》是继电磁感应学习之后，第一次利用所学知识理论，解决实际问题的尝试。通过这节知识的学习，他们会学到一些新的物理概念，并深化和扩展原有知识的内涵。这是一次锻炼过程也是一次提高过程，相信他们中的一些同学已经通过预习触摸到了交变电流的实质。这对我们教师而言，如何引导学生通过自己的努力，自然完成其知识的更新和能力的提高就显得非常重要。 四、教学目标
人教版选修3-2第五章 交变电流 第1节 交变电流的产生和描述(复习教案设计设计)含答案
第1节交变电流的产生与描述（复习学案） 【学习目标】 1、知道什么是交变电流，知道正弦式交变电流是如何产生的 2、掌握中性面和峰值面的特点，知道Φ最大时，E为零；Φ为零时，E最大。 3、能区分正弦式交变电流的四值，并进行相关计算 4、会计算非正弦式交变电流的有效值 【自主复习】 一、交变电流、交变电流的图象 1．交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。最常见的交变电流是正弦式交变电流。2．正弦交流电的产生及其变化规律： (1)产生：如图所示,在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，可产生正弦式交变电流。 (2)两个特殊位置： 中性面：与磁场方向垂直的平面。 特点：①线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零。 ②线圈转动一周，两次经过中性面，每经过中性面一次，电流方向就改变一次。 峰值面：中性面的垂面，与磁场方向平行的平面； 特点：线圈位于峰值面时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势为最大。 (3)变化规律(线圈在中性面位置开始计时)： ①磁通量φ随时间变化的规律：Ф= Фm cosωt。 ②电动势e随时间变化的规律:e=_E m sinωt _。 ③电压u随时间变化的规律:u=_ U m sinωt _。 ④电流i随时间变化的规律:i=_ I m sinωt _, 。 其中E m=_nBSω_，I m=E m R+r 二、描述交变电流的物理量 1．周期和频率： 。 (1)周期T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转动一周) 所需的时间，单位是秒(s)。公式：T=2π ω (2)频率f：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz)。 (3)周期和频率的关系：T=_1/f_或f=_1/T_。
高中物理 5.1 交变电流教案 新人教版选修3-2
第一节 交变电流 教学目标： 1．理解交变电流的产生原理 2．掌握交变电流的变化规律及表示方法 3．理解交流电的瞬时值，最大值及中性面的概念 4．培养观察能力、空间想象能力以及立体图转化为平面图形的能力 教学重点：交变电流产生的物理过程分析 教学难点：交变电流的变化规律及应用 教学方法：启发 引导 讲授 教学用具：发动机模型 教学过程： （一）引入新课 （二）新课教学 1.交变电流 恒定电流：大小和方向都不随时间而改变的电流。 交变电流：方向随时间周期性变化的电流。与直流电相比，交流电有许多优点，如：可以利用变压器升高或降低电压，利于长途传输；可以驱动结构简单，运 行可靠的感应电动机。 2.交变电流的产生 演示实验：手摇发电机使小灯泡发亮 课件观察交变电流的产生。
结论： （1）．线圈转动过程中电流的大小做周期性变化，中性面位置（B ⊥S ）最小，与中性面垂直的位置（B ∥S ）最大。 （2）．线圈每经中性面一次，感应电流方向改变一次，线圈转动一周，感应电流方向改变两次。 3.交变电流的变化规律 设线圈从中性面以角速度ω开始转动，经时间t ，线圈转过θ=ωt ，此时V 与B 夹角也为θ，令ab=dc=L ，ad=bc=L ′，则线圈面积S=LL ′。此时，ab 与dc 边产生的电动势大小均为BLVSin ωt ，整个线圈中产生的瞬时电动势大小为：e=2BLVSin ωt ，又V=2L ω'，有： 22 L e BL sin t B Ssin t ωωωω'=?= 令E m =B ωS 有：sin m e E t ω=sin m e E t ω=（E m 为最大值） 若电路总电阻为R ，则瞬时电流为： m sin I sin m E e i t t R R ωω=== 同理可得电路的某段电压的瞬时值。 sin m u U t ω= 结论：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电流是按正弦规律变化的，这种交变电流叫正弦交流电。 4.交变电流的图象 （1）．正弦交流电图象（可用示波器观察到）
高中物理选修3-2教学设计1：5.2描述交变电流的物理量教案
2描述交变电流的物理量 一、教学分析 分析本节内容在物理学科体系中的地位、与前后内容的内在联系、课标要求，分析学生的知识和能力状态及对教学的要求或采取的应对措施。 1．教学任务分析 本节内容是在学习交变电流的产生原理基础上，进一步探讨交变电流的定量描述问题，以利用这些物理量描述交变电流的变化规律。是研究交变电流变化规律的基础和前提，带有工具性，是本章的重点内容之一。 本节内容的课标要求为“能用函数表达式和图像描述交变电流，测算其峰值和有效值。”通过学习本节内容，学生应该能从数学角度进一步认识交变电流的周期性，通过有效值的分析和计算再一次体会等效代替法在物理学科的应用。要考试说明中的相产知识点有两个“交变电流、交变电流的图像”和“正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值”。均为I级要求。 2．教学对象分析： 在学习圆周运动知识时，学生对周期性变化规律已经有了初步的认识，应充分利用已有的知识基础，建立起交变电流的周期、频率、角频率（线圈转动的角速度）与匀速圆周运动相关物理量的联系。 交变电流的“四值”的物理意义是学生容易混淆的地方，“四值”的应用更容易张冠李戴。应让学生通过定义细致区分其物理意义上的差别，通过实例辨析其适用范围。 3．教学目标设计： （1）知道交变电流的周期、频率的含义，以及它们相互音质关系。知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。 （2）运用等效代替法计算某些交变电流的有效值。提高运用类比、迁移的科学方法分析新问题的意识和能力。 （3）会应用正弦式交变电流的有效值公式进行有关计算。 （4）区分交变电流的峰值、瞬时值、有效值和平均值的物理意义，知道上述“四值”的应用范围。 4．教学策略设计： （1）教学重点及分析：
人教版高二物理选修3《描述交变电流的物理量》教案及教学反思
人教版高二物理选修3《描述交变电流的物理 量》教案及教学反思 教学目标 1.了解交变电流的特点； 2.掌握交变电流的有效值、平均值、最大值和最小值的计 算方法； 3.理解电压、电流的相位关系和相位差的意义； 4.掌握正弦交变电动势、正弦交变电流的表示方法。 教学内容 1.交变电流的基本特点 (1)周期性：交变电流的电流大小及方向随时间而周期性变化。 (2)无方向性：交变电流的电流方向不固定，交替变化。 (3)不等效性：高频交流电经人体会产生危害。 2.交变电量的平均值、有效值、最大值和最小值的计算 (1)平均值：交流正弦电压、电流的平均值为0； (2)有效值：交流正弦电压、电流的有效值为其产生热 效应相等的直流电压或电流的大小； (3)最大值：交流正弦电压、电流的最大值即为其振幅； (4)最小值：交流正弦电压、电流的最小值即为其振幅 的相反数。 3.电压、电流的相位关系和相位差
(1)相位：指描述交流正弦波的起始位置。不同正弦波 的相位差可以表明它们电压或电流的相对延迟或超前。 (2)相位差：两个正弦电流或电压的相位差是指两者之 间相对的相位差。 4.正弦交变电动势、正弦交变电流的表示 (1)正弦交变电动势表示 $U=U_{m}sin(2\\pi ft+\\varphi )$ 式中，U为电动势的瞬时值，U 为电动势的峰值或最大值， m f为电动势的频率，即周期数每秒的单位。 (2)正弦交变电流表示 $I=I_{m}sin(2\\pi ft+\\varphi )$ 为电流的峰值或最大值，f 式中，I为电流的瞬时值，I m 为电流的频率，即周期数每秒的单位。 教学方法 1.示范法 在讲解理论的过程中，给学生对应的物理现象进行演示， 以生动激越的形式让学生掌握交变电路的运作原理。 2.题解法 以题目为载体，提高学生对交变电流的认知，让学生感受 到物理的魅力，加深学生对交变电流相关概念的记忆。 3.互动法 通过师生互动来加深对交变电路的认知，增强学生对物理 学习的兴趣。
高中物理5.1《交变电流》教案(新人教版选修3-2)
5.1 交变电流的产生 【教学目的】 l、交变电流的产生即变化规律。 2、会用公式和图像表示交变电流。 3、培养学生观察实验能力和思维能力。 【教学准备】 交流发电机模型、演示电流表、 【教学过程】 （一）、知识回顾 教师：如何产生感应电流？ 请运用电磁感应的知识，设计一个发电机模型。 学生设计：让矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。 （二）、新课教学： 1、交变电流的产生 [演示1]：出示手摇发电机模型，并连接演示电流表 当线圈在磁场中转动时，电流表的指针随着线圈的转动而摆动，线圈每转动一 周指针左右摆动一次。 表明：电流强度的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电。 2、交变电流的变化规律 [演示2]：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程 分析：线圈bc、da始终在平行磁感线方向转动，因而不产生感应电动势，只起导线作用。（1）线圈平面垂直于磁感线（a图），ab、cd边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流。 教师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面。
中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零。 （2）当线圈平面逆时针转过900 时（b 图），即线圈平面与磁感线平行时，ab 、cd 边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最大，线圈中的感应电流也最大。 （3）再转过900时（c 图），线圈又处于中性面位置，线圈中没有感应电动势。 （4）当线圈再转过900时，处于图d 位置，ab 、cd 边的瞬时速度方向，跟线圈经过图（b ）位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在（图b ）位置相反。 （5）再转过900线圈处于起始位置（e 图），与a 图位置相同，线圈中没有感应电动势。 小结：线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。 提出问题：线圈中的感应电动势的大小如何变化呢？ 在场强为B 的匀强磁场中，矩形线圈边长为L ，逆时针绕中轴匀速转动，角速度为ω，从中性面开始计时，经过时间t 。 线圈转动的线速度为v=ωL/2，转过的角度为θ=ωt ， 此时ab 边线速度v 以磁感线的夹角也等于ωt ，这时ab 边中的感应电动势为e ab 同理，cd 边切割磁感线的感应电动势为e cd ： 就整个线圈来看，因ab 、cd 边产生的感应电势方向相同，是串联，所以 当线圈平面跟磁感线平行时，即ωt=π/2，这时感应电动势最大值εm =BS ω 感应电动势的瞬时表达式为e= εm sin ωt t Bl t l Bl BLV e cd ωωωω sin 2 1sin 22===t BS t Bl e ωωωωsin sin 2==t Bl t l Bl BLV e ab ωωωωsin 2 1sin 22===
最新人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》知识导学
1 交变电流 问题探究 把两个发光颜色不同的发光二极管并联,注意使两者正负极的方向不同,然后连接到教学用发电机的两端(图5-1-1).转动手柄,两个磁极之间的线圈随着转动.观察发光二极管的发光情况. 实验现象说明了什么? 图5-1-1 解答提示：两个二极管交替发光. 实验说明了手摇发电机产生了大小、方向周期性变化的电流即交变电流. 自学导引 1.交变电流 (1)定义：__________都随时间做周期性变化的电流. (2)产生：在匀强磁场中,绕__________的轴匀速转动的线圈里产生的是正弦交变电流. (3)中性面：线圈平面垂直于磁感线时,线圈中的感应电流为零,这一位置叫中性面.线圈平面经过中性面时,电流方向就__________.线圈绕轴转一周经过中性面__________次,因此感应电流方向改变两次. 解答：(1)大小和方向 (2)垂直于磁场方向 （3）改变 两 2.交变电流的变化规律 函数形式：N 匝、面积为S 的线圈以角速度ω转动,从中性面开始计时,则e=__________.用E m 表示峰值NBS ω,则e=__________.电流i=__________=I m sin ωt.若线圈从磁感线与线圈平面平行的位置开始计时,上面表达式变为：e=__________,i=__________. 解答：NBS ωsin ωt E m sin ωt R E m sin ωt E m cos ωt R E m cos ωt 3.交变电流的图象 (1)物理意义：描述交变电流(电动势e 、电流i 、电压u)随时间t(或角度ωt)变化的规律. (2)常见图象：如图5-1-2所示. 图5-1-2 疑难剖析
高中物理新课标版人教版选修3-2优秀教案)交变电流}
教学设计(二) 整体设计 教学目的 1．交变电流的产生及变化规律。 2．会用公式和图象表示交变电流。 3．培养学生观察实验能力和思维能力。 重点、难点、疑点及解决办法 1．重点：交变电流产生的物理过程分析及中性面的特点。 2．难点：交变电流产生的物理过程分析。 3．疑点：当线圈处于中性面时磁通量最大，而感应电动势为零。当线圈平行磁感线时，通过线圈的磁通量为零，而感应电动势最大。即Φmin＝0，Em有最大值；Φmax＝BS。Emin ＝0的理解。 4．解决办法 (1)通过对矩形线圈在匀强磁场中匀速转动一周的实物演示，立体图结合侧视图的分析、特殊位置结合任一位置分析使学生了解交变电流的大小和方向是如何变化的。 (2)通过侧视图分析线圈运动方向与磁场方向B之间的关系，利用导体切割磁感线方法来处理，使问题容易理解。 教学准备 手摇发电机模型、演示电流计、导线若干、微机、实物投影。 教学过程 [事件1] 创设情景，导入新课。 1831年法拉第发现了电磁感应现象，为人类进入电气化时代打开了大门，今天我们使用的电灯、微波炉等家用电器的交流电是怎样产生并且送到我们的家庭中来的呢？这就是这章要学习的内容，先看第一节：交流电的产生。 知识回顾 教师：如何产生感应电流？ 请运用电磁感应的知识，设计一个发电机模型。 教师巡视教室一圈，将学生典型的两种画法用幻灯片展现。请学生回答电路中为什么会有感应电流？ 学生回答，①电路闭合，②磁通量变化。 引导学生答出甲图由面积增大引起磁通量增加。乙图是由线圈平面与磁感线的夹角变化引起磁通量变化。 [事件2] 交变电流的产生。 拿出手摇发电机模型，介绍主要部件，(对照乙图)将发电机接演示用电流计缓慢转动线框一周，让学生观察电流计指针偏转情况(重复两次)。
备战高考物理选修32第五章交变电流电能的输送(含解析)
2019备战高考物理选修3-2-第五章交变电流-电能的输送（含解析） 一、单选题 1.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R ，通过输电导线的电流为I ，输电线末端的电压为U2，下面选项不能表示输电导线上损耗的功率的是( ) A. B. C. I2R D. I(U1－U2) 2.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰开灯时电灯比深夜时要显得暗，这说明在用电高峰期（） A. 每个用电器的功率减小了，所以降压变压器的输出功率也减小了 B. 总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小 C. 总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大 D. 干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流 3.关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是（） A. 由功率，应降低输电电压，增大导线电阻 B. 由,应采用低电压小电流输电 C. 由，应减小导线电阻或减小输电电流 D. 上述说法均不对 4.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时（） A. 总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低 B. 总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小 C. 总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大 D. 总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，每盏灯两端的电压较低 5.远距离输电时，如果输送的电功率一定，输电电压升高到原来的n倍，则输电线路上的功率损失将是原来的（） A. B. C. D. 6.中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其中客观原因是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，为了减少远距离输电的损耗而降低电费价格，可采取的措施有（） A. 提高输送功率 B. 增大输送电流 C. 提高输电电压 D. 增大输电导 线电阻 7.利用超导材料零电阻的性质可实现无损耗输电.现有一直流电路,输电线的总电阻为0.4 Ω, 它提供给用电器的电功率为40 kW、电压为800 V.如果用临界温度以下的超导电缆替代原来
2019-2020年高中物理 5.1交变电流导学案 新人教版选修3-2
2019-2020年高中物理 5.1交变电流导学案新人教版选修3-2 【要点导学】 交变电流的产生.变化规律和基本物理量： 1．交变电流：______和____都随时间做周期性变化的电流为交变电流. 2、交变电流的产生： 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时产生正弦交变电流.若线圈绕平行于磁感线的轴转动，则不产生感应电动势. 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，将经过两个特殊位置，其特点分别是： (1)中性面：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.线圈平面处于跟中性面重合的位置时； (a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电流等于零； (b)磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零. (c)交变电流的方向在中性面的两侧是相反的. (2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变. 3、交变电流的变化规律： 当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=E m sinωt，其中E m=2NBL v=NBωS；i=I m sinωt，其中I m=E m/R。 当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=E m sinωt，其中E m=2NBL v=NBωS；i=I m sinωt，其中I m=E m/R。 例1、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间：（） A.线圈平面与磁感线平行； B.通过线圈的磁通量最大； C.线圈中的感应电动势最大； D.线圈中感应电动势的方向突变。 例2、一矩形线圈，面积为s，匝数为N，在场强为B的匀强磁场中绕着轴oo’做匀速转动角速度为ω，磁场方向与转轴垂直，当线圈转到中性面位置开始计时，求： （1）线圈中感应电动势的最大值？写出线圈中感应电动势随时间变化的表达式？ （2）若线圈中的电阻为R，则线圈中的电流的最大值为多少？写出线圈中的电流瞬时表达式。解析： 变式训练：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速度是100πrad/s。（1）写出感应电动势的瞬时值表达式 （2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路中的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120时电流强度的瞬时值为多少？ 练习 1、图5-1-4所示各的电流中不是交流电的是：（）
3.1 交变电流 教学设计 -2023年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
3.1《交变电流》教学设计 一、教学目标 物理观念 1.理解交变电流的产生原理，知道中性面和峰值面。 2.理解交变电流的瞬时值和最大值含义。 科学思维 1.掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。 2.培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。 3.培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。 科学探究 经历与理论推导交变电流瞬时值表达式的过程，理解瞬时值与峰值之间的关系 科学态度与社会责任 1.感受交变电流在生活、生产中的广泛运用，激发学生学习的热情． 3.体会数学函数与图象在物理知识上广泛运用，感受运用数学知识在推导物理规律过程中所带来的愉悦感 二、教学重点 运用电磁感应的基本知识，分析交变电流的产生过程，掌握交变电流的产生及变化规律。 三、教学难点 理解正弦式交流电的图像及表达式，交变电流的产生过程及其规律与特点。 四、教学准备 手摇发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、演示电流表、自制线圈等。 五、教学过程 新课导入 通过上一章的学习，我们知道当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，在闭合回路中会产生感应电流，而磁通量变化的方式不同，产生的感应电流也不同，感应电流可以是恒定的，可以是变化的，也可以是周期性变化的。本节我们将研究一种十分重要的周期性变化的电流——正弦交变电流． 从本节课开始，我们开始学习交变电流。 新课教学 ［板书］§5—１交变电流 （一）直流电流和交变电流 ［演示实验］ 实验1：用干电池给电流表供电，观察指针的偏转情况。 实验2：用手摇交流发电机给电流表供电，观察指针的偏转情况。 实验3：用示波器显示交流电的波形图和直流电的波形图。
5.2 描述交变电流的物理量 优秀教案优秀教学设计 高中物理选修3-2：交变电流 (9)
5.2描述交变电流的物理量 一、教材分析 本节教学要让学生知道，上节用图像对交变电流的描述是全面的、细致的。由于交变电流的电压、电流等的大小和方向都随时间做周期性变化，就需要一些特殊的物理量来描述它在变化中的不同方面的特征。这就是本节要提到的描述交变电流的物理量。 二、教学目标 1．知识目标： （1）理解交变电流的周期、频率含义，掌握它们相互间关系，知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小． （2）理解交变电流的最大值和有效值的意义，知道它们之间的关系，会应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算． （3）能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值 2．能力目标： （1）培养学生阅读、理解及自学能力． （2）使学生理解如何建立新的物理概念而培养学生处理解决新问题能力． （3）培养学生应用数学工具处理解决物理问题的能力． 3．情感、态度和价值观目标： （1）由用电器铭牌，可介绍我国近几年的经济腾飞，激发学生爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神． （2）让学生体会对称美． 三、教学重点难点 重点：交流电的有效值、最大值、频率、周期的理解 难点：1、交变电流有效值概念既是重点又是难点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义。 2、交变电流瞬时值确定使学生感到困难，通过例题分析使学生学会借助数学工具处理解决物理问题的能力。 四、学情分析 学生是教学过程中的主体，这个时候的学生已经知道了交变电流的一些特点和一些描述物理量，但是大多数学生的抽象思维和空间想象能力还比较低，对物理现象和知识的理
解、判断、分析、和推理常常表现出一定的主观性、片面性、和表面性，这就要求在教学过程中合理安排、指导和引导学生突出重点、突破难点，提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。 五、教学方法 1、启发式综合教学法 2、学案导学：见后面的学案 六、课前准备 1．学生的学习准备：结合学案预习本节内容。 2．教师的教学准备：教具的准备（投影仪、交流发电机模型、演示电流表），学案的准备 七、课时安排：1课时 八、教学过程 1、预习检查 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 2、情景导入，展示目标 教师提出问题：下面各个图的不同。 大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电．如图所示（b ）、（c ）、（e ）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流．如图（b ）所示．而（a ）、(d)为直流，其中（a ）为恒定电流． 通过看图，要想知道不同类型电流不同方面的特点，需要知道描述交流电的物理量，从而引入本节内容。 3、合作探究，精讲点拨 探究一：表征交变电流大小物理量 指导学生阅读教材，通过小组讨论明确该问题。 ①瞬时值：对应某一时刻的交流的值，用小写字母表示，，，． ②峰值：即最大的瞬时值用大写字母表示，,，． e i u m E m I m U
2018-2019学年人教版选修3-2电感和电容对交变电流的影响第1课时教案
人教版高中物理选修3-2 第5章第3节电感和电容对交变电流的影响 【知识与技能】 1、理解为什么电感对交变电流有阻碍作用． 2、知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关． 3、知道交变电流能通过电容器．知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用． 4、知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关． 【过程与方法】 使学生理解如何建立新的物理模型而培养学生处理解决新问题能力． 【情感态度与价值观】 1、通过电感和电容对交流电的阻碍作用体会事物的相对性与可变性． 2、让学生充分体会通路与断路之间的辩证统一性． 3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度． 【教学重难点】 1、交流与直流的区别 2、感抗的概念及影响感抗大小的因素 3、容抗的概念及影响容抗大小的因素 【教学过程】 ★重难点一、电感线圈对交变电流的作用★ 如图所示，把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上(实验中取直流电源的电压与交流电压的有效值相等)．实验现象：接通直流电源时，灯泡亮些；接通交流电源时，灯泡暗些． (1)产生上述现象说明了什么？该现象是什么原因造成的？ (2)实验表明：调换线圈的自感系数越大、交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用越大，即灯泡越暗．为什么线圈的感抗跟线圈的自感系数和交流电的频率有关呢？ 提示：(1)实验表明电感对交变电流有阻碍作用．交流电通过电感线圈时，电流时刻在改变，电感线圈中必然产生自感电动势，阻碍电流的变化，使灯泡变暗．
(2)感抗是由自感现象引起的，线圈的自感系数L越大，自感作用就越大．因而感抗越大；交流电的频率f 越高，电流的变化率越大，自感作用也越大，因而感抗也越大． ★电感线圈对交变电流的作用 1．电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质 交变电流通过线圈时，由于电流时刻都在变化，所以自感现象就不断地发生，而自感电动势总是要阻碍电流的变化，这就是线圈的电感对交变电流的阻碍作用。因此，感抗的产生是由线圈的自感现象引起的。直流电通过线圈时，电流的大小、方向都不变，线圈中不产生自感电动势，也就没有感抗。 2．感抗 电感线圈对电流的阻碍作用。感抗用“X L”表示，X L＝2πfL。其中f是交流电的频率，L是线圈的自感系数。3．感抗与电感的关系 电感线圈对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示，线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，产生的自感电动势就越大，感抗就越大，对交变电流的阻碍作用也就越大，反之就越小。 4．两类扼流圈 (1)低频扼流圈 ①构造：闭合铁芯、绕在铁芯上的线圈； ②特点：匝数多、自感系数L大、电阻很小。它对低频交流电流会产生很大的阻碍作用，而对直流电流的阻碍作用则较小，故低频扼流圈的作用为“阻交流、通直流”。 (2)高频扼流圈 ①构造：它的线圈有的是绕在圆柱形的铁氧体芯上； ②特点：匝数少，自感系数L小。它只对频率很高的交流电流产生很大的阻碍作用，而对低频交流电流的阻碍作用较小，故高频扼流圈的作用为“阻高频、通低频”。 【总结提升】 电感器在电路中的作用 (1)通直流、阻交流 直流电(恒定)的电流不变化，不能引起自感现象，所以电感线圈能通直流电；交变电流随时间变化，电感线圈中必产生自感电动势以阻碍电流变化，所以电感线圈对交变电流有阻碍作用，这种线圈的自感系数应很大。 (2)通低频、阻高频 对于不同频率的交变电流来说，同一线圈自感系数一定，频率较低的交变电流通过它时，电流变化慢，产生的自感电动势小，感抗小；高频交变电流通过它时，电流变化快，产生的自感电动势大，感抗大，这种线圈的自感系数较小。 【典型例题】(多选)如下图所示电路中，A、B为两相同的小灯泡，L为直流电阻为零的电感线圈，下列说法正确的是()
交变电流教案
选修3-2 §5.1《交变电流》 教学目标 知识与技能： （1）使学生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。 过程与方法： （1）掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。 （2）培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。（3）培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。 情感、态度与价值观： 培养学生理论联系实际的思想 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 教学过程： 新课导入： 今天我们开始学习交变电流，交变电流是电磁感应现象的进一步延伸。 新课教学： （一）探究手摇交流发电机输出电流的特点： 实验一：用手摇交流发电机对小灯泡供电 现象：小灯泡一闪一闪地发光 结论：电流的大小是周期变化的 实验二：用手摇交流发电机对并联的反向的发光二极管供电 现象：两个发光二极管轮流发光 结论：电流的方向是周期变化的 小结：手摇交流发电机的输出电流的大小和方向都随时间 做周期性的变化。 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流（AC）
方向不随时间变化的电流称为直流（DC） 大小、方向均不随时间变化的电流叫恒定电流。 （二）探究交变电流的产生原理： 交流发电机的构造： 哪些边切割磁感线？（ab和cd） 问题讨论： （1）在转动过程中，哪个位置线圈中没有电流，哪个位置线圈中没有电流，哪个位置线圈中电流最大？ 物理学中把线圈平面垂直与磁感线的位置成为中性面。 2、你能判断出线圈从中性面开始逆时针转动一周中，线框中电流方向的规律吗？ 线圈平面与磁 感线垂直时， 没有感应电流 线圈平面与 磁感线平行 时电流最大a b c d k L A B a b c d K L A B 无电流 电流方向：d-a-b-c-d
高二物理选修32_第五章交变电流知识点总结
高二物理选修32_第五章交变电流知识点总结第五章交变电流 5.1 交变电流 一、直流电(DC) 电流方向不随时间而改变 交变电流(AC) 大小和方向都随时间做周期性变化的电流交流发电机模型的原理简图 二、交变电流的产生 中性面线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面 (1)线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零 (2)线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次 三、交变电流的变化规律 以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势(ab和cd边切割磁感线) e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值(峰值)(
四、交流电的图像 1 五、交变电流的种类 课堂练习
2 5.2《描述交变电流的物理量》复习回顾 (一)交变电流:大小和方向随时间做周期性变化的电流;简称交流。 其中按正弦规律变化的交流电叫正弦交流电。 (二)正弦交流电的产生及变化规律 1、产生:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生正弦交流电。 2、中性面:跟磁场方向垂直的平面叫做中性面。 这一位置穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。 3、规律: 瞬时值表达式:从中性面开始计时
一、周期和频率 物理意义:表示交流电变化的快慢 1、周期:交变电流完成一次周期性变化所需的时间。 2、频率:交变电流一秒内完成周期性变化的次数。 角频率:线圈在磁场中转动的角速度 二、峰值和有效值 3.有效值定义:E、U、I 根据电流的热效应来规定，让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内 3 它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。 4.正弦交流电的有效值与最大值的关系:
人教版选修3-2 第五章 交变电流 知识点、方法及题型总结
高中物理选修3-2 第10讲交变电流 题型1（交变电流的概念） 交变电流 （1）定义 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 （2）图像：如图(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流。其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电，如图(a)所示。 1、下列四个电流的图像中，不属于交变电流的是（D） 2、下列图像中，属于交流电的有（BCD） 3、对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图像，下列说法中正确的是（B） A. 电流大小、方向都变化，是交流电 B. 电流大小变化，方向不变，是直流电 C. 电流大小变化，方向不变，是交流电能 D. 电流最大值为0.2A，周期为0.02s 4、关于交变电流和直流电的说法中，正确的是（D） A. 如果电流大小随时间做周期性变化，则一定是交变电流 B. 直流电的大小和方向一定不变 C. 交变电流一定是按正弦规律变化的 D. 交变电流的最大特征就是电流的方向随时间做周期性的变化 5、我国照明用的正弦式交流电的频率为Hz，电压为220V，电压的峰值为V。 答案：50； 6、对于如图所示的电流I随时间t作周期性变化的图像，下列说法中正确的是（A） A. 电流大小变化，方向不变，是直流电 B. 电流大小、方向都变化，是交流电 C. 电流最大值为0.2A，周期为0.01s D. 电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电 7、下列说法正确的是（B） A. 欣赏NBA篮球运动员科比带球过人的技术动作时，可以把科比作为质点处理
B. 从匀速水平飞行的飞机上自由落下一个物体。坐在飞机上的人，看到物体是竖直下落的。他选择的参考系是飞机 C. 中国电网中的交流电频率是50Hz，日本电网中的交流电频率是60Hz。打点计时器使用电网交流电。中国对日本出口的打点计时器，对中国国内不适用 D. 加速度越大，物体位置变化越快 题型2（交变电流的产生） 1、正弦交变电流的产生 当闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀速转动时，闭合线圈中就有交流电产生。如图所示。 设矩形线圈abcd以角速度绕轴、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针方向转动。此时，线圈都不切割磁感线，线圈中感应电动势等于零。经过时间t线圈转过角，这时ab边的线速度v方向跟磁感线方向夹角等于， 设ab边的长度为l，bd边的长度为，线圈中感应电动势为。 当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，线圈转过时间，，ab边和cd边都垂直切割磁感线，，线圈 中感应电动势最大，用。则。 由上式知，在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的。 根据闭合电路欧姆定律：，令，则。 路端电压，令，则 如果线圈从如图所示位置开始转动，电路中感应电动势、感应电流和路端电压将按余弦规律变化 u= 2、中性面 当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线。线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做中性面。应注意：①中性面在垂直于磁场位置。 ②线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大。 ③线圈平面通过中性面时感应电动势为零。 ④线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次。 1、如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交流电动势（V）。下列说法正确的是（B） A. 交流电的频率为100Hz
2018-2019学年高二物理人教版选修3-2讲义：第五章 第1节 交变电流 Word版含答案
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一、交变电流及其产生┄┄┄┄┄┄┄┄① 1．交变电流 (1）交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，简称交流。 （2)直流:方向不随时间变化的电流.大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。(3）两种电流的图象 恒定电流（如图甲所示），交变电流（如图乙所示)。 2．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)过程分析(如图所示)： （3)中性面:线圈在磁场中转动的过程中，线圈平面与磁场垂直时所在的平面.
［说明] 中性面、中性面的垂面位置的特性及转动过程中各量的变化 1．方向周期性变化，大小不变的电流也是交变电流(√) 2．产生交变电流的方法只有两种，旋转电枢式和旋转磁极式(×) 3．在匀强磁场中线圈绕垂直磁场方向的转轴匀速转动通过中性面时，感应电流为零，但感应电流为零时,不一定在中性面位置（×)， 二、交变电流的变化规律┄┄┄┄┄┄┄┄② 1．从两个特殊位置开始计时瞬时值的表达式 2
（1）物理意义:描述交变电流（电动势e、电流i、电压u）随时间t（或角度ωt)变化的规律。 （2)正弦式交变电流的图象 3．几种不同类型的交变电流 在实际应用中，交变电流有不同的变化规律，常见的有以下几种，如图所示。 ［注意］ （1）物理学中,正弦交变电流与余弦交变电流统称为正弦式交变电流，简称正弦式电流. (2)因e∝错误!，故Φ。t图象与e。t图象互余。 (3）确定正弦式交变电流的瞬时值表达式需要解决三个问题：①交变电流的最大值;②产生交变电流的线圈转动的角速度；③线圈的计时位置。 （4)线圈转动一周两次经过中性面，因此一个周期内交变电流方向改变两次。 ②［判一判] 1．在匀强磁场中线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中，某些特殊时段，可能感应电动势和磁通量同时变大（×) 2．表达式为e＝E m sin ωt的交变电流为正弦式交变电流，表达式为e＝E m cos ωt的交变电流也是正弦式交变电流(√) 3．线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中产生了正弦交变电流，峰值越大，则瞬时值也越大（×） 4．交变电流的图象均为正弦函数图象或余弦函数图象（×）