[名校联盟]北京市第一五四中学高一物理学案：交流电

学习目标 1.了解交流电是怎样产生的. 2.理解交流电的变化规律 重点、难点 1.重点分析交流电产生的物理过程.使同学了解线圈在磁场中旋转一周的时间内,电流的大小及方向是怎样变化的. 2.分析交流电的大小及方向时,线圈运动方向(v)与磁感强度B.之间的角度关系,是得出交流电变化规律的关键,应注意. 学习过程: · 预习导学 如何产生感应电流?如何计算感应电流及感应电动势的大小? 如何产生连续的感应电流? · 互助探究 探究1、交变电流的产生 观察演示: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. 定义:我们把这种电流的 做 性变化的电流,叫交变流电. 思考:我们发电所得到的交流电, 有没有可能是锯齿波形 ? 方波波形 ?有没有可能是,这样的波形? 探究2、这种交变电流是怎样产生的呢? (将手摇发电机的线圈简化为这样的模型)分析交变电流的变化规律 投影显示:矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程. 甲 乙 丙 丁 (1)起始位置如甲图:线圈平面 于磁感线,ab、cd边此时 速度方向与磁感线 ,线圈中(有、没有)感应电动势,(有、没有)感应电流.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 ,磁通量最 ,感应电动势最 ,感应电流为 . 线圈平面与磁感线夹角(垂直、平行) ab(cd)边此时的速度方向与磁感线夹角(垂直、平行) 感应电动势大小情况 感应电流大小情况 感应电流的方向 (用abcd的顺序表示) 甲图 从甲到乙位置的过程中: 乙图 从乙到丙图位置过程中: 丙图 [来源:Zxxk.Com] 从丙到丁图位置过程中: 丁图 从丁图位置再转过 的过程中: 从丁图位置再转过 此时位置与四过程中 图位置相同 (2)感应电流在线圈每次通过 位置时,电流方向发生改变,一个旋转周期,电流方向改变 次; 位置感应电动势为零, 位置感应电动势最大。 探究3、在场强为 的匀强磁场中,矩形线圈ab边长为 ,bc边长为d,逆时针绕垂直于磁场的中轴以角速度 匀速转动,从中性面开始计时,经过时间 .线圈中的感应电动势的如何变化呢? 结论:在匀强磁场中,匀速转动的线圈中产生的感应电动势是按 规律变化的.即感应电动势的大小和方向是 性变化的. 当线圈跟外电路组成闭合回路时,设整个回路的电阻为 ,则电路的感应电流的瞬时值表达式为: 这种