1、班级： 姓名： 学号： 【自学目标】 1、掌握用函数表达式描述交变电流，用图像法描述交变电流；2、通过对线圈在磁场中转动产生感应电动势的讨论与交流，了解物理学的研究方法。【自学重难点】 重点： 用函数表达式描述和图像法描述交变电流，能够理解交变电流的瞬时值和最大值。 难点：交变电流的函数表达式。一、知识回顾1、交变电流产生的方法：线圈在_ _磁场中绕_ _于磁感线的轴_ _转动2、线圈平面与磁感线垂直的位置叫 面；线圈平面与磁感线平行的位置叫 面。3、当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量_，线圈中的电流_，且线圈平面经过中性面时，_就发生改变，故线圈转动一周电流方向改变_4、线圈转动过程中，
2、产生的感应电动势的最大值和最小值分别在 、 位置。练习：（单选）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二、探究学习 （认真阅读课本P42P43，并完成下列内容）1、探究用函数表达式描述交变电流问题设计：矩形单匝线圈abcd的边长abcdL，adbcL，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度逆时针匀速转动。（1）、从中性面开始，线圈以角速度，以
3、ad，bc的中点连线为轴逆时针旋转经t时间线圈与中性面的夹角为多少？（2）、此时a b边线速度V的方向跟磁感线方向间的夹角为多少？ （3）、此时a b边线速度V平行于磁感线的分速度V水和垂直磁感线分速度V竖各是多少？（4）、ab和cd金属棒切割磁感线产生的电动势各为多大？ab边中的感应电动势eab = BLV竖 = ；同理cd边中的感应电动势：ecd = 。（5）、两金属棒作为等效电源是串联还是并联的？并根据你的判断求出整个线圈的的感应电动势e。（6）、令Em2BLv 则感应电动势e= 。式中的e随时间而 ，不同时刻就有 的数值，叫做电动势的 ；Em 表示电动势达到的 ，叫做电动势的 。（7）
4、、当线圈跟外电路组成闭合回路时，设整个回路的电阻为R，则电路的感应电流的瞬时值：i= = = 。Im = Em / R 叫做电流的 。（8）设外电路的电阻为R，则瞬时电压：u=i R= = 。Um = Im R叫做电压的峰值。总结：交变电流的变化规律：a、正弦式交变电流：按_规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流，其电动势瞬时值表达式为e_.b、当正弦式交变电流的负载为灯泡等用电器时，负载两端的电压u、流过的电流i也按_变化，即u_，i_.电动势e、电流i和电压u都是按正弦规律变化的。思考题：由于本题中线速度V是未知量，而角速度，ab边的长度L是已知量，请根据角速度与线速度的关系，用角速度表示线
5、速度V，并写出感应电动势e另外一个表达式。2、探究用图像描述交变电流 a b c d ea图中e , i , ；b图中e , i , ，电流方向 ；c图中e , i , ；d图中e , i , ，电流方向 ；e图中e , i , ；三、基础训练1、（单选）所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列描述正确的是()A、电流的大小变化，方向也变化，是交变电流B、电流的大小变化，方向不变，不是交变电流C、电流的大小不变，方向不变，是直流电D、电流的大小不变，方向变化，是交变电流2、（双选）交流发电机的线圈转至线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是( ) A、 磁场方向和线圈平面平行 B、 电流
6、将改变方向 C、 在线圈产生的感应电动势最大 D、 穿过线圈的磁通量最大3.（双选） 关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是（ ）A、 线圈平面每经过中性面，感应电流的方向就改变一次，感应电动势不变B、 线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次C、线圈平面每经过中性面，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D、 线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都要改变两次 4、（单选）如图所示，一面积为S的单匝矩形线圈处于有界磁场中，不能使线圈中产生交变电流的是()A、将线圈水平向右匀速拉出磁场B、使线圈以OO为轴匀速转动C、使线圈以ab为轴匀速转动D、磁场以BB0
7、sin t规律变化5、（单选）交流发电机在工作时电动势为eEmsin t，若将发电机的转速提高一倍，同时将线圈所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为()A、eEmsinB、e2EmsinC、eEmsin 2t D、esin 2t6、（双选）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交变电流的波形图如图所示，下列说法中正确的是()A、在t1时刻穿过线圈的磁通量达到峰值B、在t2时刻穿过线圈的磁通量达到峰值C、在t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值D在t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值7、（单选）一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图象如图所示则()A、当t0时，线圈
8、平面与磁感线平行B、当t0时，线圈平面与磁感线垂直C、当t0.5 s时，e有最大值D、线圈转一圈的时间为0.5 s8、有一10匝正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为1 ，线框绕OO轴以10 rad/s的角速度匀速转动，如图2所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T问：(1)该线框产生的交变电流的电动势最大值、电流最大值分别是多少？(2)线框从图示位置转过60时，感应电动势的瞬时值是多大？(3)写出感应电动势随时间变化的表达式四、拔高训练（2、4、6班必做，8、10、12选做）1、（双选）如图所示，矩形线圈abcd放在匀强磁场中，adbcl1，abcdl2.从图示位置起以
9、角速度绕不同转轴做匀速转动，则()A以OO为转轴时，感应电动势eBl1l2sin tB以O1O1为转轴时，感应电动势eBl1l2sin tC以OO为转轴时，感应电动势eBl1l2cos tD以OO为转轴跟以ab为转轴一样，感应电动势eBl1l2sin(t)2、一个面积为S的矩形单匝线圈，在匀强磁场中以一条边为转轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，感应电动势的最大值和周期可由图中读出，则磁场的磁感应强度为_，在时刻t时，线圈平面与磁感应强度的夹角等于_3、（一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度100rad/s。 （1）写出感应电动势的瞬时值表达式。 （2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的 总电阻为100，试写出通过负载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？（3）线圈从中性面转过90度的过程中，电动势的最大值、平均值分别是多少？
