高中物理 5.1交變電流導學案新人教版選修.doc

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1、5.1交變電流【學習目標】1．理解交變電流的產(chǎn)生原理，掌握交變電流的變化規(guī)律．2．知道正弦式電流的圖象．3．知道交流發(fā)電機的構(gòu)造和分類．重點：交變電流的變化規(guī)律難點：交變電流的產(chǎn)生原理【自主預習】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．說明：隨時間周期性變化是交變電流的最重要的特征．如圖中均為交變電流，而就不是交變電流．2．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電流．說明：①在我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活中使用的交變電流都是正弦式電流，但并非只有按正弦規(guī)律變化的電流才叫交變電流．②正弦式交變電流的圖象是曲線（2）正弦式電流產(chǎn)生：當線圈在磁場中

2、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．（3）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＝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；（4）線圈經(jīng)此位置電流方向改變．說明：除中性面之外，在交流電產(chǎn)生過程中還有一個特殊位置，那就是與磁感線平行的平面（或叫與中性面垂直的平面）．該平面的特點：（1）穿過線圈的磁通量最（Φ＝0）；（2）磁通量的變化

3、率最；【典型例題】一、中性面的概念解讀【例1】一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，當線圈通過中性面時(　　)A．線圈平面與磁感線方向平行B．通過線圈的磁通量達到最大值C．通過線圈的磁通量變化率達到最大值D．線圈中的電動勢達到最大值二、磁通量與交變電流的產(chǎn)生【例2】某線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，穿過它的磁通量Φ隨時間的變化規(guī)律可用圖表示，則(　　)A．t1和t2時刻，穿過線圈磁通量的變化率最大B．t2時刻，穿過線圈的磁通量變化率為零C．t3時刻，線圈中的感應(yīng)電動勢為零D．t4時刻，線圈中的感應(yīng)電動勢達最大值三、交變電流圖象的應(yīng)用【例3】大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫做交變

4、電流．下列幾個圖中哪個是正弦式交流電，哪個是方波，說法正確的是(　　)A．a(chǎn)是正弦式交流電，c是方波B．b是正弦式交流電，d是方波C．a(chǎn)是正弦式交流電，b是方波D．d是正弦式交流電，b是方波四、交變電流的產(chǎn)生【例4】使線圈在勻強磁場中做勻速轉(zhuǎn)動而切割磁感線所產(chǎn)生的交變電流是正弦交變電流，如圖1所示線圈從中性面O1O2位置開始轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度為ω，經(jīng)過時間t轉(zhuǎn)動到圖中實線位置．試分析圖中實線位置處感應(yīng)電動勢的大?。菊n后練習】1.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

5、．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零2．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小一半，其他條件不變，則其電動勢變?yōu)?　　)A．e′＝Emsin　　　　　　B．e′＝2EmsinC．e′＝Emsin2ωtD．e′＝sin2ωt3．一束帶電粒子沿著通有交流電的螺線管的軸線射入管內(nèi)，則粒子在管內(nèi)的運動狀態(tài)是(　　)A．往復運動B．勻速直線運動C．勻加速直線運動D．勻速圓周運動4.如圖4所示，矩形線圈abcd在勻強磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸P1和P2以相同的角速度勻

6、速轉(zhuǎn)動，當線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時(　　)A．線圈繞P1或P2轉(zhuǎn)動時電流的方向相同，都是a→d→c→b→aB．線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電動勢小于繞P2轉(zhuǎn)動時的電動勢C．線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動時的電流D．線圈繞P1轉(zhuǎn)動時dc邊受到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動時dc邊受到的安培力5．如圖5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～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6.如圖6所

7、示，一單匝閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動過程中線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值為e＝0.5sin20tV，由該表達式可推知以下哪些物理量(　　)A．勻強磁場的磁感應(yīng)強度B．線框的面積C．穿過線框的磁通量的最大值D．線框轉(zhuǎn)動的角速度7.線框在勻強磁場中繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(由上向下看是逆時針方向)，當轉(zhuǎn)到如圖所示位置時，磁通量和感應(yīng)電動勢大小的變化情況是(　　)A．磁通量和感應(yīng)電動勢都在變大B．磁通量和感應(yīng)電動勢都在變小C．磁通量在變小，感應(yīng)電動勢在變大D．磁通量在變大，感應(yīng)電動勢在變小8．如圖8甲所示，“