人教版高中物理选修三第五章交变电流导学案.docVIP

5.1 交变电流 学 案 [学习目标] 1、理解交变电流的产生原理及变化规律； 2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系； 3、理解电感、电容器对交变电流有阻碍作用的原因？ [自主学习] 一、交变电流的产生 1、什么是中性面？ 2、当线圈处于中性面时，穿过线圈的磁通量 ，感应电流为 ，而当线圈垂直于中性面时，穿过线圈的磁通量为 ，感应电流 。 3、线圈每转动一周，电流方向改变 次，电流方向改变时，线圈处于什么位置？我国日常生活中使用的交变电流一秒中电流方向改变 次。 二、交变电流的描述 1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？ 2、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是： ，是不是对一切交变电流都是如此？ 3、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？ 三、电感、电容 1、试分析电感电容器对交变电流有阻碍作用的原因？感抗与容抗与那些因素有关？有什么关系？ 2、扼流圈分为低频扼流圈和高频扼流圈：那低频扼流圈的作用是： ，高频扼流圈的作用是： 。 [典型例题] 例1：一矩形线圈，绕垂直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，下列说法中正确的是（ ） 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改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 例2、如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象， 此交变电流的有效值（ ） A、5 2 A B、5A C、3.5 2 A D、3.5A 例3：如图，矩形线圈面积为s，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO`轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。求： ⑴、写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式； ⑵、如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式； ⑶、当线圈由图示位置转过900的过程中，电阻R上所产生的热量； ⑷、当线圈由图示位置转过900的过程中，通过电阻R的电荷量。 [针对训练] 1、交流发电机在工作时电动势为e= Emsinωt ，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为（ ） A、e= Emsin（ωt/2） B、e= 2Emsin（ωt/2） C、e= Emsin2ωt D、e= Em/2sin2ωt 2、一电热器接在10v的电源上，产生的热功率为P,把它改接到另一正弦交变电路中，要使产生的热功率为原来的一半，如果忽略电阻值随温度的变化，则该交变电流的电压的最大值为等于（ ） A、5v B、14v C、7.1v D、10v 3、如图是一个正弦交变电流的i—t图象，根据这一图象，该交流电的瞬时值表达式为 A,它的有效值为 A。 4、如图所示，A、B、C为三个相同的灯泡，a、b、c为与之串联的三个元件，E1为直流电源，E2为交流电源。当开关S接“1”时，A、B两灯均正常发光，C灯不亮。S接“2”时，A灯仍正常发光，B灯变暗，C灯正常发光。由此可知，a元件应是 b元件应是 c元件应是 。 5、一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场方向与轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，则磁感应强度B= ，在t=T/12时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于 。 6、如图所示，表示一交流电的电流随时间的变化图象， 其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该交流电的 有效值为多少？ 7、如图所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数N=100，线圈电阻r=3Ω，ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感应强度B=0.5T， 电阻R=311Ω，当线圈以n=300r/min的转速匀速转动时，求： ⑴感应电动势的最大值； ⑵t=0时刻，线圈在图示位置，写出此交变电流电动势的瞬时值表达式； ⑶此电压表的示数是多少？ [能力训练] 1、如图甲中所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示，下列论述正确的是（ ） A、t1时刻线圈中感应电动势最大； B、t2时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直； C