1、画川高中高二物理导学案课题： 2.1交变电流 (第一课时) 授课班级： 高二（ ）班 授课时间： 知识与技能目标：1、理解交变电流的产生原理。知道什么是中性面；2、掌握交变电流的变化规律，能用数学表达式和图象描述。教学重难点：正弦交流电规律的数学推导授 课 过 程一、交变电流的产生出示手摇发电机模型，并连接演示电流表，观察电流表指针偏转情况。现象：电流表指针随线圈的转动左右摆动，线圈每转动一周指针左右摆动一次。表明：电流强度的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电。二、交变电流的变化规律1、定性分析：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程tVV中性面adB分 析：线圈bc、da始终在平行
2、磁感线方向转动，因而不产生感应电动势，只起导线作用。（1）线圈平面垂直于磁感线（a图），ab、cd边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流。强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面。中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零。（2）分析上页图中b、c、d、e位置时的感应电动势情况。小结：当线圈平面平行于磁感线时，指针偏转幅度最大，即感应电动势最大；当线圈平面垂直于磁感线时，即经过中性面时，指针偏转幅度最小，感应电动势最小；线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次。2、定量推导： 设线圈从中性面开始转动，角速度是。经过时间t，线圈转过
3、的角度是t，ab边的线速度V的方向跟磁感线间的夹角为t。设ab边长为L1，ad边长为L2，磁感应强度为B，则ab边的感应电动势为：eabBL1Vsint，则cd边的感应电动势为：ecdBL1Vsint，线圈的总电动势为：e2BL1Vsint=BS sint= Em sint （EmNBS）式中，e随着时间而变化，不同的时刻有不同的数值，叫做电动势的瞬时值，Em是电动势能达到的峄值或最大值。可见在匀强磁场中，匀速转动的线圈中产生的感应电动势是按正弦规律变化的。即感应电动势的大小和方向是以一定的时间间隔做周期性变化。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表达式
4、为即感应电流瞬时值表达式为：i=Imsint同样，外电压瞬时值表达式为：uUm sint 这种按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流。 其它形式的交流电，如锯齿、矩形脉冲、尖脉冲等交流电。三、交流发电机 abcdB例1线圈在匀强磁场中转动产生正弦交流电动势V，则下列说法中正确的是：At=0时，线圈平面位于中性面；Bt=0时，穿过线圈的磁通量最大；Ct=0时，导线切割磁感应线的有效速度最大；Dt=0.4s时，有最大值10V。例2交流发电机在工作时电动势为e=Emsint，若将电动机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为e = 。例3如图所示，有一闭合线圈，匝数N=100匝，边长为10cm，线圈总电阻为10。线圈绕OO/轴在B=0.5T的匀强磁场中匀速转动，每分钟转1500转，求线圈平面从图示位置转过300时，感应电动势的值是多少？O O/
