学习内容

学习指导即时感悟

学习目标：

1会观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流、直流的概念

2分析线圈转动1周中电动势和电流方向的变化，能对交变电流的产生有比较清楚的了解，具有运用基本原理解决新情境下问题的能力

知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理含义。

学习重点：

1理解交变电流、直流的概念

2.知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理含义。

学习难点：

观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流、直流的概念

【回顾﹒预习】

1.交变电流

(1)定义：__________都随时间做周期性变化的电流.

(2)产生：在匀强磁场中,绕__________的轴匀速转动的线圈里产生的是正弦交变电流.

(3)中性面：线圈平面垂直于磁感线时,线圈中的感应电流为零,这一位置叫中性面.线圈平面经过中性面时,电流方向就__________.线圈绕轴转一周经过中性面__________次,因此感应电流方向改变两次.

2.交变电流的变化规律

函数形式：N匝、面积为S的线圈以角速度ω转动,从中性面开始计时,则e=__________.用Em表示峰值NBSω,则e=__________.电流i=__________=Imsinωt.若线圈从磁感线与线圈平面平行的位置开始计时,上面表达式变为：e=__________,i=__________.

3.交变电流的图象

(1)物理意义：描述交变电流(电动势e、电流i、电压u)随时间t(或角度ωt)变化的规律.

(2)常见图象：如右图所示.

【自主﹒合作﹒探究】

探究一、

1交变电流

1波形图

利用电压传感器（或电流传感器）可以在荧光屏上绘出电压（或电流）随时间变化的图像，常叫“波形图”

2交变电流

（1）交变电流：

（2）直流：

探究二、

二、交变电流的产生

（1）产生机理

如图5-1-1所示，将一个平面线圈置于匀强磁场中，线圈与外电路相连，组成闭合回路，使线圈绕__________磁感线的轴OO′做匀速转动时线圈中就会产生交变电动势和交变电流. 图5-1-1

（2）中性面

平面线圈在匀强磁场中旋转，当线圈平面__________于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中没有__________，这个位置叫做__________.线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量__________，磁通量的变化率__________，感应电动势__________.线圈经过中性面时，内部的感应电流方向要__________.

探究三

三、交变电流的变化规律

​ 推导：从中性面计时，t时刻线圈中的感应电动势e的推导：

1、​ 线圈转过的角度为 θ =__________

2、​ ab边的线速度跟磁感线方向的夹角为______________

3、​ ab边的线速度大小_______________

4、​ ab边产生的感应电动势eab =_____________________________

5、​ 线圈产生的电动势e =_____________________________

6、​ N匝线圈产生的电动势e =_____________________________

​ 结论：

（1）​ 交流电的电动势按正弦规律变化；

（2）​ 当θ =90°，即线圈处于__________位置时，电动势最大，即电动势的峰值Em =_____________

（3）​ 交变电流的电动势随时间变化规律为

（4）​ 当负载为电灯等纯电阻用电器时：

①电流按正弦规律为______________________________

②电压按正弦规律变化____________________________

例题讲解

1.交变电动势的瞬时值表达式

【例1】 交流发电机在工作时电动势e=Emsinωt,若将发电机的转速提高一倍,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( C )

A.e′=Emsin B.e′=2Emsin

C.e′=Emsin2ωt D.e′=sin2ωt

2.关于交变电流的瞬时值求解

【例2】 如图5-1-3所示,有一闭合的正方形线圈,匝数N=100匝,边长为10 cm,线圈总电阻为10 Ω.线圈绕OO′轴在B=0.5 T 的匀强磁场中匀速转动,每分钟转1 500转.求线圈平面从图示位置转过30°时,感应电动势的值是多少.

思路分析：求解交变电动势瞬时值的步骤：

【当堂达标】

1、正弦交变电动势的最大值出现在（ BCD ）

A．线圈经过中性面时 B．穿过线圈的磁通量为零时

C．穿过线圈的磁通量变化最快时 D．线圈边框的速度与磁感线垂直时

2、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=2 T，匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，角速度ω=200 rad/s。已知ab=0.1 m，bc=0.2 m，

（1）感应电动势的最大值；48

（2）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；

【反思﹒提升】

本节课你的疑问是什么？

【作业】课后第4、5题。

自我完成，回顾知识。

了解新知

引入新知，探索新知

总结知识

分析题目、总结方法