3.1 交变电流 学案 -2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

交变电流学案 【学习目标】 1、理解交变电流产生的原理 2、理解交变电流的变化规律及物理量间的关系 【重点难点】 交变电流的产生原理、变化规律及物理量间的关系 [预习案]1先通读教材，完成助读，熟记并理解基本知识，再完成检测；2独立完成，用时20分钟 一、教材助读 1、交变电流 ________和________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流（ ） ________不随时间变化的电流称为直流（ ） 大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流 2、交变电流的产生 （1）过程分析a(b) d(c) B a(b) d(c) B a(b) d(c) B d(c) a(b) B a(b) d(c) B 甲 戊 丁 丙 乙 [来源:学7优5高0考g网k] 特殊位置 甲 乙 丙 丁 戊 B与S的关系 磁通量Φ的大小 4个过程中 Φ的变化 [来源:学7优5高0考g网k] [来源:GkStK.Com][来源:学7优5高0考g网kGkStK] [来源:GkStK.Com] 电流方向 磁通量Φ的变化率 （2）中性面：_______________________________ 磁通量___________ 磁通量的变化率____________特点 感应电动势e＝________，_______感应电流 感应电流方向________，线圈转动一周，感应电流方向改变______次 二、预习自测 1、如图所示，表示交变电流的图象是( ) 2、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时(　 　) A．线圈平面与磁感线方向平行 B．通过线圈的磁通量达到最大值 C．通过线圈的磁通量变化率达到最大值 D．线圈中的电动势达到最大值 3、交流发电机在工作时电动势为e= Emsinωt ，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为（ ） A、e= Emsin（ωt/2） B、e= 2Emsin（ωt/2） C、e= Emsin2ωt D、e= Em/2sin2ωt [探究案] ---- 合作学习：讨论、展示、点评、大胆质疑、共同探究（分组实验） 探究点一 探究交变电流的产生 问题1 交变电流有什么特点？ 问题2 根据下图总结交变电流的产生过程中的两个特殊位置及特点是什么？ (1)中性面： (2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时： 针对训练 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） O′ O B ω O′ O B ω O′ O B ω O′ O B ω A D C B [2、如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0～这段时间内(　 　)[] A．线圈中的感应电流一直在减小 B．线圈中的感应电流先增大后减小 C．穿过线圈的磁通量一直在减小 D．穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小 探究点二 交变电流的变化规律 问题3 设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω。经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt，如右图所示。设ab边长为L1，bc边长L2，磁感应强度为B，这时ab边产生的感应电动势多大? 此时整个线框中感应电动势多大? 若线圈有N匝时，感应电动势又是多大? 若从线圈与磁感线平行时开始计时，试写出线圈中的感应电动势的表达式？你能画出以上两种情况下的e-t图及Φ-t图吗？ 针对训练： 3、如图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ε随时间t的变化如图所示,下面说法中正确的是( ) A、t1时刻通过线圈的磁通量为零 B、t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C、t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D、每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大。 4、如图所示，一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值为e＝0.5sin 20t V，由该表达式可推知以下哪些物理量(　　) A．匀强磁场的磁感应强度 B．线框的面积 C．穿过线框的磁通量的最大值 D．线框转动的角速度 课本习题：3、4、5 [归纳总结] [反馈测评] 1.如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和