4.3三相交变电流 学案
文档属性
| 名称 | 4.3三相交变电流 学案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 143.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-12-30 17:28:52 | ||
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文档简介
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4.3三相交变电流
学案
教学目标
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、难点
重点:交变电流产生的物理过程的分析。难点:交变电流的变化规律及应用。
（一）自学新课
看课本P31，内容和做一做部分，将手摇发电机与二极管组成闭合电路。当手柄快速转动时，观察到什么现象
，这种现象说明：发电机能够产生交变电流，则
，叫做交变电流。
21世纪教育网版权所有
通过看课本自学以下问题：
1、交变电流的产生
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？
当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线
。
ab边向右、cd边向左运动时，线圈中感应电流的方向沿着
方向流动的。21教育网
当ab边向左、cd边向右运动时，线圈中感应电流的方向如何
感应电流是沿着
方向流动的。
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
，即两边都垂直切割磁感线，此时产生感应电动势
。21cnjy.com
线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小
当线圈平面跟磁感线垂直时，ab边和cd边线速度方向都跟磁感线
，即
，此时感应电动势
。2·1·c·n·j·y
基本概念：（1）中性面——
。
（2）线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但
。
（3）线圈越过中性面，线圈中I感方向要
。线圈转一周，感应电流方向改变
。www.21-cn-jy.com
2．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 【来源：21·世纪·教育·网】
eab=BL1vsinωt
=
BL1·ωsinωt
=BL1L2sinωt
此时整个线框中感应电动势多大
e=eab+ecd=BL1L2ωsinωt
若线圈有N匝时，相当于N个完全相同的电源串联，e=
，令Em=
，叫做感应电动势的峰值，e叫做感应电动势的瞬时值。
根据部分电路欧姆定律，电压的最大值Um=ImR，电压的瞬时值U=Umsinωt。
电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用
来表示，如下图所示：
3．几种常见的交变电波形
（二）课堂总结
本节课主要学习了以下几个问题：
1．矩形线圈在匀强磁场中绕
方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流。
2．从中性面开始计
时，感应电动势瞬时值的表达式为e=
，感应电动势的最大值为Em=
。21·世纪
教育网
3．中性面的特点：磁通量
，但e
。
（三）实例探究
交变电流的图象、交变电流的产生过程【例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的变化如图所示。下面说法中正确的是
（
D
）www-2-1-cnjy-com
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转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大
交变电流的变化规律
【
例2】：一交变电流电压表达式为u=20sin314tV，则这个交流电压的峰值Um=____，有效值U=____，周期T=____，频率____．画出它的图象．
分析：把已知的交流电压和标准式相对照即得．
解：已知电压u=20sin314t，
这个交流电压的u-t图像如图所示．
综合应用【例3】
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ω=200
rad/s。已知ab=0.1
m，bc=0.2
m，线圈的总电阻R=40Ω，试求：21·cn·jy·com
（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ωt变化的图象；
（4）当ωt=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？
课堂小结：
。作业：课后1-5题
深圳市二一教育股份有限公司
版权所有@21世纪教育网
4.3三相交变电流
学案
教学目标
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、难点
重点:交变电流产生的物理过程的分析。难点:交变电流的变化规律及应用。
（一）自学新课
看课本P31，内容和做一做部分，将手摇发电机与二极管组成闭合电路。当手柄快速转动时，观察到什么现象
，这种现象说明：发电机能够产生交变电流，则
，叫做交变电流。
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1、交变电流的产生
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？
当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线
。
ab边向右、cd边向左运动时，线圈中感应电流的方向沿着
方向流动的。21教育网
当ab边向左、cd边向右运动时，线圈中感应电流的方向如何
感应电流是沿着
方向流动的。
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
，即两边都垂直切割磁感线，此时产生感应电动势
。21cnjy.com
线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小
当线圈平面跟磁感线垂直时，ab边和cd边线速度方向都跟磁感线
，即
，此时感应电动势
。2·1·c·n·j·y
基本概念：（1）中性面——
。
（2）线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但
。
（3）线圈越过中性面，线圈中I感方向要
。线圈转一周，感应电流方向改变
。www.21-cn-jy.com
2．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 【来源：21·世纪·教育·网】
eab=BL1vsinωt
=
BL1·ωsinωt
=BL1L2sinωt
此时整个线框中感应电动势多大
e=eab+ecd=BL1L2ωsinωt
若线圈有N匝时，相当于N个完全相同的电源串联，e=
，令Em=
，叫做感应电动势的峰值，e叫做感应电动势的瞬时值。
根据部分电路欧姆定律，电压的最大值Um=ImR，电压的瞬时值U=Umsinωt。
电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用
来表示，如下图所示：
3．几种常见的交变电波形
（二）课堂总结
本节课主要学习了以下几个问题：
1．矩形线圈在匀强磁场中绕
方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流。
2．从中性面开始计
时，感应电动势瞬时值的表达式为e=
，感应电动势的最大值为Em=
。21·世纪
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3．中性面的特点：磁通量
，但e
。
（三）实例探究
交变电流的图象、交变电流的产生过程【例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的变化如图所示。下面说法中正确的是
（
D
）www-2-1-cnjy-com
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转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大
交变电流的变化规律
【
例2】：一交变电流电压表达式为u=20sin314tV，则这个交流电压的峰值Um=____，有效值U=____，周期T=____，频率____．画出它的图象．
分析：把已知的交流电压和标准式相对照即得．
解：已知电压u=20sin314t，
这个交流电压的u-t图像如图所示．
综合应用【例3】
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ω=200
rad/s。已知ab=0.1
m，bc=0.2
m，线圈的总电阻R=40Ω，试求：21·cn·jy·com
（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ωt变化的图象；
（4）当ωt=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？
课堂小结：
。作业：课后1-5题
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