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1、选修 3-2 第五章交变电流第一节交变电流学习目标：1、知道什么是交变电流 2、理解交变电流产生的原理 3、知道交变电流的变化规律 4、全力投入，勤于思考，培养科学的态度和正确的价值观。重点：理解交变电流产生的原理，认识交变电流的特点及规律难点：理解交变电流产生的原理预习案使用说明与学法指导：1、先通读教材，勾画出本节内容的基本概念（交流、直流、中性面、峰值等） ，再完成教材助读设置的问题，依据发现的问题，然后再读教材或查阅资料，解决问题。2、独立完成，限时 20 分钟。一、 知识准备：1、 第四章所学的楞次定律，法拉第电磁感应定律2、 教材 18 页第 5 题二、 教材助读：（一） 交变电流
2、1、 交流与直流的区别2、 交流能变成直流吗？（二） 交变电流的产生3、 交流发电机的基本结构是怎样的？发电的原理是什么？4、 什么是中性面？线圈经过中性面时穿过的磁通量怎样，瞬时感应电动势为多少？5、 按照书上图 5.1-3，认真考虑书上提出的问题6、 试着画出产生的电流随时间变化的曲线。（三） 交变电流的变化规律7、 正弦式电流的电动势随时间变化的规律是怎样的？8、 试做书上 34 页第 4 题预习自测：1如图所示，下列四种情况均表示闭合线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，在下列情况下线圈中不能产生交流电的是（ ） （从左侧看线圈绕 OO 顺时针转动）2正弦交变电动势的最小值出现在（ ）A线圈经
3、过中性面时 B穿过线圈的磁通量为零时C穿过线圈的磁通量变化最快时 D线圈边框的速度与磁感线垂直时3如图所示，线框在匀强磁场中绕 OO轴匀速转动（由上向下看是逆时针方向） ，当转OOBOOBOOBOOBA DCB到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是（ ）A磁通量和感应电动势都在变大B磁通量和感应电动势都在变小C磁通量在变小，感应电动势在变大D磁通量在变大，感应电动势在变小学习建议：自测题体现一定的基础性，又有一定的思维含量，只有“细心才对，思考才会” 。我的疑惑？请你将预习中未能解决的问题和有疑惑的问题写下来，待课堂上与老师和同学探究解决。探究案一、 学始于疑我思考，我收获1、从墙面
4、插座孔中获得电流与手电筒中的电流有什么不同吗？2、交变电流是怎样产生的呢？学习建议：请同学们用 5 分钟时间认真思考这些问题，并结合预习中自己的疑问开始下面的探究学习。二、质疑探究：探究点一：交变电流问题 1：什么是交流？问题 2：什么是直流？探究点二：交变电流的产生（重点）问题 1：交流发电机是由哪些部分组成的？（实际的交流发电机比这个要复杂）问题 2：什么是中性面？线圈经过中性面时有何特点？问题 3：按照书上图 5.1-3， ；回答以下问题：1） 、线圈在磁场中转动，哪些边在切割磁感线？2） 、在线圈由甲转到乙的过程中，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
5、边中电流向哪个方向流动？OOB304） 、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？5） 、试想一下，线圈从甲到乙，从乙到丙，从丙到丁，电流如何变化？6） 、线圈每经过中性面一次，交流电方向改变 ，线圈每转动一周（交流电的一个周期） ，两次经过中性面，交流电的方向改变 7） 、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，在坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。探究点三：交变电流的变化规律问题 1：发电机线圈中产生的感应电动势也是按照正弦规律变化的，它可以写做：e=Emsinte电动势的 Em它达到的 发电机线圈转动的 问题 2：在磁感应强度 B 的匀强磁场
6、中，矩形线圈逆时针绕中轴匀速转动，角速度为 ，图中标 a 的小圆圈表示线圈 ab边的横截面，标 d 的小圆圈表示线圈 cd 边的横截面，ab 、cd长度为 L1，ad 、bc 长度为 L2，设线圈平面从中性面开始转动。则经时间 t1、线圈与中性面的夹角是多少？2、ab 边的速度多大？3、ab 边速度方向与磁场方向夹角多大？4、ab 边产生的感应电动势多大？5、线圈中感应电动势多大？引导学生分析：1、线圈的角速度是 ，经过时间 t，它与中性面的夹角是（ ）2、ab 边绕中轴做匀速圆周运动，角速度是 ，转动半径（ ）所以ab 边的速度是（ ）3、ab 边速度方向与磁场方向夹角与线圈从中性面转过的角
7、度相同。3、ab 边产生的感应电动势 e1=（ ）4、线圈中感应电动势 e=2 e1=（ ）问题 3：什么是正弦式电流？当负载为纯电阻时，负载两端的电压 u，流过的电流 i，按正弦规律变化的表达式是怎样的？归纳总结：交流电产生的原理是什么？针对训练：一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为 Em=400V，线圈匀速转动的角速度为 =314rad/s，试写出电动势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为 2000，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表达式。(假定发电机线圈平面位于中性面时开始计时）三、我的知识网络图：四、当堂检测：1、发电机产生的按正弦规律变
8、化的电动势最大值为 311V，其线圈共 100 匝，在匀强磁场中匀速转动的角速度为 100rad/s，从线圈经过中性面计时：（1）写出电动势的瞬时表达式；（2）此发电机与外电路组成闭合电路时，总电阻为 100，求 t=1/600 s 时的电流2、P34 第 3 题：3、P34 第 5 题：我的收获：（反思静悟，体验成功）训练案巩固拓展1、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 e 随时间 t 的变化规律如图所示，下列说法中正确的是（ ）At 1时刻通过线圈的磁通量为零B 2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大Ct 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D每当
9、e 转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大2一正弦交流电的电动势 e220sin100tV，若将它加在阻值为 100 的电阻两端（电源内阻不计） ，则下列说法正确的是（ ）A电流的瞬时值为 i2.2sin100 tAB电流的最大值为 2.2AC流过电阻的电流是恒定的D流过电阻的电流是变化的，但不按正弦规律变化3处在匀强磁场中的矩形线圈 abcd，以恒定的角速度绕 ab 边转动，磁场方向平行于纸面并与 ab 垂直。在 t=0 时刻，线圈平面与纸面重合（如图） ，线圈的 cd 边离开纸面向外运动。若规定由 abcda 方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流 I 随时间 t 变化的图线是（
10、 ）创新探究4如图所示的 100 匝矩形线框绕 OO轴匀速转动，角速度为 100rad/s，线圈面积为0.1m2，磁感应强度 B1T，从线圈经过中性面计时，试求：（1）写出电动势的瞬时表达式及 t=1/300s 时的电动势；（2）当线圈平面跟 B 的夹角为 60时，线圈产生的电动势的瞬时值。5一矩形线圈，面积是 0.05m2，共 100 匝，线圈电阻为 2，外接电阻为 R=8，线圈在磁感应强度为 T 的匀强磁场中以 300r/min 的转速绕垂直于磁感1B线的轴匀速转动，如图所示，若从中性面开始计时，求：（1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式。（2）线圈从开始计时经 1/30s 时，线圈中电流的瞬时值。（3）外电路电阻 R 两端电压的瞬时值表达式。OOcdbaBBab cdt0IAt0IBt0ICt0ID
