《交變電流》導學方案學習要求會觀察電流（或電壓）的波形圖，理解交變電流、直流的概念分析線圈轉(zhuǎn)動1周中電動勢和電流方向的變化，能對交變電流的產(chǎn)生有比較清楚的了解，具有運用基本原理解決新情境下問題的能力知道交變電流的變化規(guī)律及表示方法，知道交變電流的峰值、瞬時值的物理含義。學習重難點理解交變電流、直流的概念2.知道交變電流的變化規(guī)律及表示方法，知道交變電流的峰值、瞬時值的物理含義。課前預(yù)習1.交變電流(1)定義：__________都隨時間做周期性變化的電流.(2)產(chǎn)生：在勻強磁場中,繞__________的軸勻速轉(zhuǎn)動的線圈里產(chǎn)生的是正弦交變電流.(3)中性面：線圈平面垂直于磁感線時,線圈中的感應(yīng)電流為零,這一位置叫中性面.線圈平面經(jīng)過中性面時,電流方向就__________.線圈繞軸轉(zhuǎn)一周經(jīng)過中性面__________次,因此感應(yīng)電流方向改變兩次.2.交變電流的變化規(guī)律函數(shù)形式：N匝、面積為S的線圈以角速度ω轉(zhuǎn)動,從中性面開始計時,則e=__________.用Em表示峰值NBSω,則e=__________.電流i=__________=Imsinωt.若線圈從磁感線與線圈平面平行的位置開始計時,上面表達式變?yōu)椋篹=__________,i=__________.3.交變電流的圖象(1)物理意義：描述交變電流(電動勢e、電流i、電壓u)隨時間t(或角度ωt)變化的規(guī)律.(2)常見圖象：如圖5-1-2所示.圖5-1-2學習過程交變電流波形圖利用電壓傳感器（或電流傳感器）可以在熒光屏上繪出電壓（或電流）隨時間變化的圖像，常叫“波形圖”交變電流（1）交變電流：（2）直流：二、交變電流的產(chǎn)生（1）產(chǎn)生機理abcdHF如圖5-1-1abcdHF（2）中性面平面線圈在勻強磁場中旋轉(zhuǎn)，當線圈平面__________于磁感線時，各邊都不切割磁感線，線圈中沒有__________，這個位置叫做__________.線圈位于中性面時，穿過線圈的磁通量__________，磁通量的變化率__________，感應(yīng)電動勢__________.線圈經(jīng)過中性面時，內(nèi)部的感應(yīng)電流方向要__________.【思考】三、交變電流的變化規(guī)律由法拉第電磁感應(yīng)規(guī)律可以導出電動勢隨時間的變化規(guī)律為____________________當負載為用電器時，負載兩端的電壓u、流過的電流i,也按正弦規(guī)律變化，其表達式為：________________________________________3.峰值：EmumIm瞬時值:eui課堂互動探究1.交變電動勢的瞬時值表達式【例1】交流發(fā)電機在工作時電動勢e=Emsinωt,若將發(fā)電機的轉(zhuǎn)速提高一倍,同時將電樞所圍面積減小一半,其他條件不變,則其電動勢變?yōu)?)′=Emsin′=2Emsin′=Emsin2ωt′=sin2ωt2.關(guān)于交變電流的瞬時值求解【例2】如圖5-1-3所示,有一閉合的正方形線圈,匝數(shù)N=100匝,邊長為10cm,線圈總電阻為10Ω.線圈繞OO′軸在B=T的勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,每分鐘轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn).求線圈平面從圖示位置轉(zhuǎn)過30°時,感應(yīng)電動勢的值是多少.思路分析：求解交變電動勢瞬時值的步驟：(1)確定線圈轉(zhuǎn)動是從哪個位置開始計時.(2)確定表達式是正弦還是余弦.(3)確定轉(zhuǎn)動的角速度ω及N、B、S等.(4)求出峰值Em,寫出表達式,代入角速度求瞬時值.【練習】如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=2T，匝數(shù)n=6的矩形線圈abcd繞中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，角速度ω=200rad/s。已知ab=m，bc=m，（1）感應(yīng)電動勢的最大值；abcabcdOO/B3.關(guān)于交流電的圖象的應(yīng)用【例3】如圖5-1-4所示圖象中屬于交流電的有()圖5-1-44.交流電變化規(guī)律、安培定則、楞次定律、左手定則的綜合應(yīng)用【例4】如圖5-1-5(a)所示,形金屬導軌水平放置,導軌上跨接一金屬棒ab,與導軌構(gòu)成閉合回路,并能在導軌上自由滑動.在導軌左側(cè)與ab平行放置的導線cd中通以圖5-1-5(b)所示的交變電流,規(guī)定電流方向自c向d為正.則ab棒受到向左的安培力的時間是()圖5-1-5→t1→t2→t3→t4拓展遷移線圈在轉(zhuǎn)動過程中某一段時間內(nèi)或從一個位置到另一個位置的過程中所產(chǎn)生的電動勢,稱為平均電動勢,它不等于始、末兩時刻瞬時值的平均值,必須用法拉第電磁感應(yīng)定律計算,即E=.發(fā)電機的轉(zhuǎn)子是匝數(shù)為100匝、邊長為20cm的正方形線圈，將它置于磁感應(yīng)強度B=T的勻強磁場中，繞著垂直于磁感線方向的軸以ω=100πrad/s的角速度轉(zhuǎn)動，當線圈平面跟磁場方向垂直時開始計時，線圈和外電路的總電阻R=10Ω.(1)寫出交變電流瞬時值表達式；(i=2πsin100πtA)(2)線圈從計時開始，轉(zhuǎn)過過程中通過線圈某一截面的電荷量為多少？(1×10-3C)課堂練習讓一個蹄形磁鐵靠近白熾燈，觀察燈絲，可以看到什么現(xiàn)象？這是什么原因造成的？有人說，線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，穿過線圈的磁通量最大，因而線圈中的感應(yīng)電動勢最大；線圈平面跟中性面垂直的瞬間，穿過線圈的磁通量為零，因而感應(yīng)點電動勢為零。這種說法對不對？為什么？圖中，設(shè)磁感應(yīng)強度為，單匝線圈邊長AB為20cm，寬AD為10㎝，轉(zhuǎn)速n為50r/s，求線圈轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電動勢的最大值。一臺發(fā)電機在產(chǎn)生正弦式電流。如果發(fā)電機電動勢的峰值為Em=400V，線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速度ω=314rad/s，試寫出電動勢瞬時值的表達式。如果這個發(fā)電機的外電路只有電阻元件，總電阻為2kΩ，電路中電流的峰值為多少？寫出電流瞬時值的表達式。如圖所示，KLMN是一個豎直的矩形導線框，全部處于磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，KL邊水平，線框繞某豎直固定軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。在KL邊與磁場方向到達30度角