1、5.1交变电流导学案【学习目标】1理解交变电流、直流的概念，能区分交流、直流电2理解交变电流的产生原理3掌握交变电流的变化规律及表示方法4理解交流电的瞬时值，最大值及中性面的概念5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【重点难点】1重点是交变电流产生的物理过程分析2难点是交变电流的变化规律及应用【教学过程】一、新课导入演示单项交流发电机：当线框快速转动时，观察到什么现象？（一）交变电流交变电流： 和 随时间周期性变化的电流叫 。直 流： 不随时间变化的电流称为直流。恒定电流： 和 都不随时间而改变的电流叫恒定电流。例1、下图中_是直流电？_是交变电流？思考：交变电流和直流有什
2、么区别？归纳总结：只要_改变的电流就是交变电流.（二）交变电流的产生1产生机理：演示课本P31“做一做”中的实验，请同学们观察发光二极管的发光情况，说明产生的是哪种电流？分析转轴与磁场方向的关系，得出如下结论结论：当线圈绕 的轴转动时会产生交变电流。2探究电流的特点：课件展示线圈转动一周的过程，分析：（1） 当线圈转动时，哪些边切割磁感线？（2） 判断线圈每转动1/4周期，感应电流的方向如何？（3）判断线圈处于甲、乙、丙、丁四个位置时是否产生感应电流？若有，在原图中标出电流的方向；若无，说明原因。A B C D假设线圈所处的磁场为匀强磁场，请在上面四幅图中画出线圈在甲、乙、丙、丁四个位置对应的
3、侧视图，标出AB、CD边中的电流方向。 （4）根据上述分析，回答： 线圈转到哪些位置时电流方向改变？_。 在这些位置时，线圈中感应电动势多大？_。 感应电流多大？_ 。 在线圈转动一周的过程中，电流方向改变几次？_。我们把与磁场方向垂直的面叫_。结论：(1) 线圈转动过程中电流的大小做周期性变化， 最小， 最大。(2) 线圈每经 一次，感应电流方向改变一次，线圈转动一周，感应电流方向改变 次。例 2、完成下面的表格位 置磁通量感应电流感应电动势磁通量变化率中性面 中性面的垂面 （三）交变电流的变化规律1推导Badvv图 4在磁感应强度B的匀强磁场中，矩形线圈逆时针绕中轴匀速转动，角速度为。图中
4、标a的小圆圈表示线圈cd边的横截面，ab、cd长度为L1，ad、bc长度为L2，设线圈平面从中性面开始转动。则经时间t，线圈与中性面的夹角是多少？ab边速度方向与磁场方向夹角多大？ ab边的速度是多少？ab边产生的感应电动势多大？线圈中感应电动势多大？若线圈的匝数为N匝呢？2规律（1）令Em= ，感应电动势的瞬时值 。（2）若电路为纯电阻，总电阻为R，则瞬时电流为： ,i= ，（3）若外电阻为R，线圈内阻为r，路端电压的瞬时值为： u= .结论：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电流是按 规律变化的，这种交变电流叫 ，简称 。（4）在图5中作出感应电动势随时间变化的图像。
5、 et图 5t图 6思考： 承接感应电动势的推导，求经过时间t，穿过线圈平面的磁通量是多少？在图6中做出图线，在图线中找出线圈在甲、乙、丙、丁四个位置对应的点，分析这四点的磁通量变化率。 如果从线圈与磁场平行的位置开始计时，写出感应电动势的表达式。例 3、在图4中，设磁感应强度为0.01T，单匝线圈边长AB=20cm，宽AD为10cm，转速为50r/s，求线圈转动时感应电动势的最大值。例 4、一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为，线圈匀速转动的角速度为或，试写出电动势瞬时值的表达式，求出在t=1/600 s时感应电动势的瞬时值为多少？ 如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2kW，电路中电流的峰值为多少？写出电流瞬时值的表达式。 例 5、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如右图，则在时刻（）A.t1，t3线圈通过中性面 B.t2，t4线圈中磁通量最大C.t1，t3线圈中磁通量变化率最大D.t2，t4线圈平面与中性面垂直三、课堂小结这节课你学到了什么？