1、课题 2.1 交变电流 班级: 学号:_ _ _ _ 姓名_ _ 【目标诠释-我来认识】 【导学菜单-我来预习】 一、交变电流: 1、演示实验(课本 P32 页观察思考): (1)如课本 P32 页图 2-1-1,匀速转动手摇发电机手柄观察小灯泡亮度变化? (2)现象: (3)结论: 2、交变电流的概念: 3、恒定电流概念: 4、正弦交变电流的概念: 说明: 随时间周期性变化是交变电流的最重要的特征如图中 均为交 变电流,而 _就不是交变电流 二、正弦交变电流的产生和表述 (一)理论探究 1、为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流? 2、当 abcd 线圈在磁场中绕 OO轴转
2、动时,哪些边切割磁感线? 3、当 ab 边向右、cd 边向左运动时,线圈中感应电流的方向 4、当 ab 边向左、cd 边向右运动时,线圈中感应电流的方向 5、线圈平面与磁感线平行时,ab 边与 cd 边线速度方向都跟磁感线方向 ,即两边 都 切割磁感线,此时产生感应电动势 。 6、线圈转到 位置时,产生的感应电动势最小;为什么 7、中性面概念: 中性面特点:(1)穿过线圈的磁通量 最 ;(2)磁通量的变化率最 ;(3) 电动势 及电流 i 均为 ;(4)线圈经此位置电流方向 改变 (此空填“发 生”或“不发生” ) 说明:除中性面之外,在交流电产生过程中还有一个特殊位置,那就是与磁感线平行的平
3、 面(或叫与中性面垂直的平面) 该平面的特点:(1)穿过线圈的磁通量最 ( 0) ; (2)磁通量的变化率最 ; (二)交变电流的变化规律 设线圈平面从中性面开始转动,角速度是 。经过时间 t,线圈转过的角度是 t,ab 边的线速度 v 的方向跟磁感线方向间的夹角也等于 t,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? 推导: 表达式: 学习目标:1使学生理解交变电流的产生原理,知道什么是中性面。 2掌握交变电流的变化规律及表示方法。 3理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。 【教学重点】交变电流产生的物理过程的分析。
4、【教学难点】交变电流的变化规律及应用。 正弦交变电流的图象: 请讨论交流 P34 页讨论交流当线圈从(a)(b)(c)(d)过程中,线圈中电流的 大小和方向变化情况。 【感悟平台-我来探究】 例 1.(B)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势 -t 图象如图所示,则在时刻 At 1,t 3 线圈通过中性面 Bt 2,t 4 线圈中磁通量最大 Ct 1,t 3 线圈中磁通量变化率最大 Dt 2,t 4 线圈平面与中性面垂直 例 2、 (B) 如图所示的 100 匝矩形线框绕 OO轴匀速转动,转速为 120r/min。ab=cd=0.2m,ad=bc=0.1m,磁感应强度 B1T,试求: (1
5、)线圈中产生的感应电动势的最大值是多少?(2)感应电动势的瞬时表达式; 【困惑扫描-我来质疑】 疑难问题及困惑点: 【建立网络-我来归纳】 归纳: 本节要点: 【过关窗口-我来练习】 如图所示,匀强磁场的磁感应强度 B=2 T,匝数 n=6 的矩形线圈 abcd 绕 中心轴 OO匀速转动,角速度 =200 rad/s。已知 ab=0.1 m,bc=0.2 m,线圈的总电阻 R=40,试求: (1)感应电动势的最大值,感应电流的最大值; (2)设时间 t=0 时线圈平面与磁感线垂直,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式; (3)画出感应电流的瞬时值 i 随 t 变化的图象; (4)当 t=30时,穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大? (5)线圈从图示位置转过 的过程中,感应电动势的平均值是多大?2