第五章第一节交变电流导学案

教学目标：

1．会观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流、直流的概念

2．分析线圈转动1周中电动势和电流方向的变化，能对交变电流的产生有比较清楚的了解，具有运用基本原理解决新情境下问题的能力。 3．知道交变电流的变化规律即表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理意义。 教学重点：

交变电流的产生及表达式的推导 教学难点：

交变电流的产生及推导

学生自主学习：

1．交变电流的产生和变化规律

________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．中性面：_______________________________ 磁通量___________

特点磁通量的变化率____________

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

3.正弦式电流的产生和变化规律 （1）. 产生： 考虑下面几个问题：

1.图5.1-3中在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向那个方向流动？ 2.在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向那个方向流动？

3.线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大?

4.大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E经负载流向F的电流为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。 （2）. 变化规律： 根据图回答下面几个问题： ①．线圈与中性面的夹角是多少？ ②．ab边速度多大？

③．ab边速度方向与磁场方向夹角多大？ ④．ab边产生感应电动势多大？ ⑤．线圈中感应电动势多大？

（1） 函数形式：N匝面积为S的线圈绕垂直磁场平行线圈平面的轴以角速度

转动，

从中性面开始计时，则电压e NBS sin t，（ m=NBS ）

e msin t， 电流i

eR m

R

sin t Imsin t 电压u=Ir=Im Rsinwt 从与中性垂直位置开始计时：（ 写出对应的表达式） （2）图象： 正弦式图像： 锯齿形扫描电压波形： 矩形脉冲波形：

例1 矩形线圈abcd的边长ab=cd=40cm,bc=da=30cm,共有200匝，以300r/min的转速在磁感强度为0.2T的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴OO′匀速转动,在t=0时刻处于图所示位置.此线圈产生的感应电动势最大值Em= Ｖ，有效值为E＝____Ｖ，再转过 °出现第一次中性面。

例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；