沪教版高中物理选修2-1 3.2发电机与交变电流_学案1

发电机与交变电流
【学习目标】
1．认识交变电流
2．理解交变电流的产生原理，掌握交变电流的变化规律
3．掌握交变电流的表示方法，理解交流电的瞬时值，最大值
4．培养观察能力、空间想象能力以及立体图转化为平面图形的能力
【学习重点】
重点是交变电流产生分析及变化规律的推导；
【学习难点】
难点是交变电流的变化规律及应用
【学习过程】
问题一：交变电流
（1）________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流；
（2）________不随时间变化的电流称为直流；
（3）________和_______都不随时间变化的电流叫做_________电流；
练习：如图所示的的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是_______，属于正弦式交变电流的是______。
问题二：交变电流的产生
1．过程分析
特殊位置
甲
乙
丙
丁
甲
B与S的关系
磁通量
磁通量变化率
感应电动势
感应电流
4个过程中
甲→乙
乙→丙
丙→丁
丁→甲
Φ的变化
电流方向
2．结论：
（1）在线圈转动时，磁通量最大时，磁通量的变化率__________；磁通量为0时，磁通量变化率_______；感应电动势的大小由_____________________决定，与___________无关。
（2）线圈转动一周，感应电流方向改变______次
（3）中性面：_______________________________，如图有________、_________位置；中性面的相关特点：磁通量___________，磁通量的变化率____________，感应电动势e＝________，________感应电流
问题三 交变电流的变化规律
推导：从中性面计时，t时刻线圈中的感应电动势e的推导：
1.线圈转过的角度为 θ =__________
2.ab边的线速度跟磁感线方向的夹角为______________
3. ab边的线速度大小_______________
4. ab边产生的感应电动势eab =_____________________
线圈产生的电动势e =_____________________________
N匝线圈产生的电动势e =_________________________
结论：
1.交流电的电动势按正弦规律变化；
2.当θ =90°，即线圈处于_____ __位置时，电动势最大，即电动势的峰值Em =_________
3.交变电流的电动势随时间变化规律为
4.当负载为电灯等纯电阻用电器时：
①电流按正弦规律为______________________________
②电压按正弦规律变化____________________________
【达标检测】
1．正弦交变电动势的最大值出现在（ ）
A．线圈经过中性面时 B．穿过线圈的磁通量为零时
C．穿过线圈的磁通量变化最快时 D．线圈边框的速度与磁感线垂直时
2．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B＝1T，试求：
（1）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（从图示位置计时）；
（3）线圈与外电路组成闭合电路时，总电阻为100Ω，求电流的瞬时表达式及t=1/12s时的电流。