《交变电流》学案
《交变电流》学案 复习引入(提出问题,引发思考): 1、浏览直流电应用的幻灯片。 2、问:日常生产、生活用电也全是直流电吗? 3、浏览日常(身边的)用电的幻灯片。 4、提出思考问题:什么是交流电? 二.演示实验(观察思考): 1. 手摇发电机模型与小灯泡接成闭合电路,匀速转动手柄,观察小灯泡亮度如何变化?这 说明了什么? 2. 将电机与零刻度居中的电流表接成回路,缓慢、匀速转动手柄,观察电流表的指针如何 摆动?这又说明了什么? 3. (1)交变电流的定义:大小和方向都随时间 的电流。 (2)交直流电的本质区别是。 4.判断以下电流和时间关系图象哪些属于直流(),哪些属于交流()。 前面由手摇发电机匀速转动产生的电流一种最简单、最基本的交变电流,因其电流 随时间按正弦函数规律变化,故称为正弦交变电流,简称正弦交流电。 正弦交流电是怎样产生的?有什么特点呢? (一).线圈中将产生怎样的感应电动势? 尝试推导:线圈中将产生怎样的感应电动势?设线圈平面从垂直于磁场方 向开始绕中轴开始匀速转动,角速度是④.经过时间t, AB、CD宽Li, AD、 t=0 BC长L2,磁感应强度是B. 1. 此时线圈与t=0时刻时所在位置的夹角是多少? 3. AB边速度方向与磁场方向夹角是多大? 2. AB边的速度多大? 4.AB边垂直切割磁感线的速度是多少? 5. AB边中的感应电动势多大? CD边呢? 6. 线圈中的感应电动势多大? *t=0时,9=0,此时的感应电动势e=0,线框所在平面称为 面,即与磁感线 垂直的平面 *设s为线圈abed的面积,贝IJ S=LL, n为发电机实际匝数,贝“=,并令 E = nBSco 则 e= » m *如果把线圈的两端与外电路电阻相连,组成闭合电路。 *正弦交流电的产生条件:线圈平面在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。 7. 利用示波器(观察电压随时间变化规律图) (二)讨论交流:在下面几个过程中 线圈沿逆时针方向转动 1. 何时磁通量最大?何时磁通量最小? 2. 何时电动势(电流)最大?何时电动势(电流)最小? 3. 线圈中的电流大小和方向如何变化?(以电流abed流向为正方向) Im d T/42T/43T/4T 0 n/2n3n/22n 四. 联系实际(生产、生活中的交流发电机): 五. 课堂小结: 1、交变电流:大小和方向都随时间作周期性变化的电流。 2、中性面:与磁场方向垂直的面。线圈经过中性面时,感应电动势为零。 3、交变电流的变化规律: (1)方向变化规律线圈平面每经过中性面一次,感应电流的方向就改变一次;线圈 转动一周,感应电流的方向改变两次。 (2)大小变化规律按正弦规律变化(t=0时,线圈在中性面位置): e=Erasin«tE,»=NBS 3叫电动势的最大值 i=Imsin stIm是电流的最大值 u-Umsin是外电路电压的最大值 六.例题:如图,单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。设线圈ab边长为20cm, ad边长 位置;(2)t=0.01s时感应电动势为多大。 为10cm,磁感应强度B=0.01T,线圈的转速n=50r/s,求:(1)电动势的最大值及对应的线圈 七.课堂练习: 1. (1)线圈与磁感线垂直时:①感应电动势,磁通量. ②是电流方向 的位置。 (2)当线圈与磁感线平行时:感应电动势,磁通量. 2.交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=EmSin«t,如果转子的转速n提高一倍, 其它条件不变,则电动势的变化规律将变化为() A. e=EmSin2 «tB. e=2EmSin2 o t C. e=2EmSin4otD. e=2EmSinco t 八.课堂检测: 1. 关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,以下说法中正确的是() A. 线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向不变; B. 线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次; C. 线圈平面每经过中性面一次,感应电动势和感应电流的方向都要改变一次; D. 线圈转动一周,感应电动势和感应电流方向都要改变一次。 2. 影响产生感应电动势大小的因素可能是() A.线圈的面积B.线圈的转速 C.磁场强弱D.线圈电阻 3. 家用电是正弦交流电,其电压U随时间t变化是“ = 311sinl00m,下面说法正 确的是() A. 家用电的电压恒定为31IV B. 家用电的电压的最大值是311V C. t=0. 01s时电压的瞬时值是0 D. 家用电的电压大小在0到311V间周期性变化