选修3-2第二章交变电流第二节交变电流的描述

课 题：选修3-2第二章交变电流第二节交变电流的描述
学习目标: （1）掌握交变电流的变化规律及表示方法。（2）理解交变电流的瞬时值和最大值.
导学过程
一、预习
1、知识回顾：
（1）圆周运动中角速度与转过角度的关系式是
（2）感应电动势的计算公式是
（3）闭合电路欧姆定律表达式是
（4）中性面的特点
2、预习课本P42-P44，思考以下问题：
（1）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生怎样的电流？
（2）从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为？感应电动势的最大值为？
二、新课导学
（一）用函数表达式描述交变电流
完成课本P42讨论与交流
结论：从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式是
理解：（1）峰值Em= ，是电动势的最大值
若线圈有N匝，磁感应强度为B，线圈转动的角速度为ω，线圈面积是S，线圈abcd绕中心轴匀速转动，用以上已知量表示感应电动势的最大值。
（2）e指交变电流的瞬时值
当从垂直于中性面位置开始计时，表达式为
（3）感应电流的瞬时值表达式
根据闭合电路欧姆定律,感应电流的最大值Im ，感应电流的瞬时值i=
电路的某一段上电压的最大值Um= ，瞬时值u=
（二）用图像描述交变电流
1、交变电流的变化规律：
图5－1－2所示为以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的e－t和i-t图象：
思考：图像各对应哪个转动过程 由图像可以得到哪些信息？
（三）课堂巩固
1．下面哪些因素影响交流发电机产生的电动势的最大值 （ ）
A．磁感强度 B．线圈匝数 C．线圈面积
D．线圈转速 E．线圈初始位置
2．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图2，则在时刻 （ ）
A．t1，t3线圈通过中性面 B．t2，t4线圈中磁通量最大
C．t1，t3线圈中磁通量变化率最大 D．t2，t4线圈平面与中性面垂直
3.一矩形线圈，面积为s，匝数为N，在场强为B的匀强磁场中绕着轴oo’做匀速转动，角速度为ω，磁场方向与转轴垂直，当线圈转到中性面位置开始计时，求：
（1）线圈中感应电动势的最大值？
写出线圈中感应电动势随时间变化的表达式？
（2）若线圈中的电阻为R，则线圈中的电流的最大值为多少？写出线圈中的电流瞬时表达式。
(四)课堂小结
1．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场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=NBSωsinωt，感应电动势的最大值为Em=NBSω。
3．会看交变电流的图像,能从图像中得到有用信息,能把图像与实际情况相结合.
(五)课后作业
1、如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′ 匀速转动，沿着OO′ 观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时（ ）
A.线圈中感应电流的方向为abcd B.线圈中的感应电流为nBl2ω/R
C.穿过线圈的磁通量为0 D.穿过线圈磁通量的变化率为Bl2ω
2、交流发电机在工作时的电动势为e＝Emsinωt，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为（ ）
A.Emsinωt/2 B.2Emsinωt/2 C.Emsin2ωt D.2Emsin2ωt
3、如图5-1-11所示，矩形线圈100匝，ab=30cm，ad=20cm，匀强磁场磁感应强度B=0.8T，绕轴OO’从图示位置开始匀速转动，角速度ω=100πrad/s，试求：
（1）穿过线圈的磁通量最大值φm= 线圈转到什么位置时取得此值？
（2）线圈产生的感应电动势最大值Em= 线圈转到什么位置时取得此值？
（3）写出感应电动势e随时间变化的表达式，并作出图象。
(4)若线圈的总电阻为100Ω，试写出线圈的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？
PAGE