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1、2019-2020年高中物理 5.1 交变电流导学案 新人教版选修3-2 (I)【学习目标】1、 知道交流电直流电的概念及波形图。2、 知道交变电流的变化规律及表示方法。3、 会分析线圈转动一周过程中电动势和电流方向的变化。【复习巩固】1、感应电流产生的条件是什么？2、判断感应电流的方向如何判断？3、感应电动势的大小如何计算？思考：如右图的所示，导体线框可绕虚线轴匀速转动，此时刻，哪几根导体切割磁感线？哪几根导体能产生感应电动势？感应电流的方向如何判断？ 【学习过程】 （一）交变电流交变电流： 和 随时间周期性变化的电流叫 。直 流： 不随时间变化的电流称为直流。恒定电流： 和 都不随时间而改
2、变的电流叫恒定电流。例1、下图中_是直流电？_是交变电流？ 图 1思考：交变电流和直流有什么区别？归纳总结：只要_改变的电流就是交变电流.（二）交变电流的产生剖面图：、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？、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？、为了详细的理清课本中这四个图的电流大小及方向的变化情况，完成下表的填写：课本图甲乙乙乙丙丙丙丁丁丁甲甲电流方向磁通量及变化你根据上表中的信息，能回答下列问题吗？a、磁通量最大时，线圈在什么位置？此时线圈中的电流也是最大吗？b、电流方向在什么位置时方向
3、发生变化？总结规律：中性面(1).定义:(2).特点:（三）交变电流的变化规律1推导在磁感应强度B的匀强磁场中，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t，Badvv图 4线圈与中性面的夹角是多少？ab边速度方向与磁场方向夹角多大？ ab边的速度是多少？ab边产生的感应电动势多大？ 线圈中感应电动势多大？若线圈的匝数为N匝呢？2规律（1）令EM= ，感应电动势的瞬时值 。若线圈为N匝，EM= ，。（2）若电路为纯电阻，外电阻为R，线圈内阻为r，则瞬时电流为：i=_， 。（3）
4、若外电阻为R，线圈内阻为r，路端电压的瞬时值为：u=_， 。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 规律变化的，这种交变电流叫 ，简称 。3. 思考：（1）如果从线圈与磁场平行的位置开始计时，写出感应电动势的表达式？（2）如果从与中性面成角的位置开始计时，感应电动势的表达式又是怎样？4. 几种常见的交变电流波形例2如图所示为矩形线圈产生交变电流的示意图，若已知N 匝线圈的面积为s，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈绕00轴旋转的角速度为，则从图示位置开始计时线圈产生的瞬时感应电动势的表达式( )Ae=NBSsin t Be=NBSsin2 tCe= NBScos t D. e=NBScos2 t 课堂练习：1 如图，矩形线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动，当转到图示位置时 ( )A线圈中感应电流的方向为adcbB穿过线圈的磁通量为0C穿过线圈的感应电流为0D穿过线圈的磁通量的变化率为0 2如图所示的100匝矩形线框绕OO轴匀速转动，角速度为4rad/s，ab=cd=0.2m，ad=bc=0.1m，线圈总电阻为R=1，磁感应强度B1T，试求： （1）线圈中产生的感应电动势的最大值、感应电流的最大值分别是多少？ （2）线圈从图示位置转过30时感应电动势的瞬时值是多大？OOcdbaB （3）从图示时刻开始计时，写出感应电动势的瞬时表达式。
