1、湖北省洪湖市賀龍高級中學(xué)高中物理人教版選修3-1交變電流導(dǎo)學(xué)案班級：_ 組別：_ 組名：_ 姓名：_【學(xué)習(xí)目標(biāo)】知道正弦交流電的產(chǎn)生原理，知道中性面及其特點。學(xué)會推導(dǎo)正弦交流電的瞬時值表達(dá)式，能計算正弦交流電的最大值?！局攸c難點】正弦交流電的產(chǎn)生原理分析及正弦交流電的瞬時值表達(dá)式推導(dǎo)?！緦W(xué)法指導(dǎo)】先運用電磁感應(yīng)的知識定性分析課本中圖5.1-3所示的四個畫面，找到中性面，分析其特點和交流電的變化規(guī)律，再進(jìn)一步推導(dǎo)正弦式交流電的瞬時值表達(dá)式和最大值計算式。【知識鏈接】 電磁感應(yīng)的相關(guān)知識【學(xué)習(xí)過程】知識點一：交變電流的產(chǎn)生問題1：什么是交流？什么叫直流？通過發(fā)光二極管體驗交流電電流的周期性變化。（

2、請大家理解課本中圖5.1-3交流發(fā)電機的示意圖，嘗試解答以下問題）問題2：矩形線框轉(zhuǎn)動時，哪些邊會產(chǎn)生電動勢？問題3：為了便于分析，請你以AB邊為對象將這四個立體圖改畫成正對面觀察的平面圖，并標(biāo)出速度方向和電流方向。問題4：在線圈從甲位置到丙位置的過程中，AB邊中的電流向哪個方向流動？在線圈從丙位置到甲位置的過程中，AB邊中的電流向哪個方向流動？問題5：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到什么位置時沒有電流，線圈平面與磁場方向關(guān)系怎樣？什么叫中性面？線圈平面在中性面的位置時，穿過線圈平面的磁通量有何特點？請總結(jié)中性面的特點。問題6： 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到什么位置時，線圈中的電流最大？此時穿過線圈的磁通量有何特點？問題7：將上述問

3、題總結(jié)后填到下列表格中特殊位置甲乙丙丁磁感應(yīng)強度B與線圈面積S的關(guān)系磁通量的大小電流的方向（字母表示）感應(yīng)電動勢的大小結(jié)論：當(dāng)線圈在 時感應(yīng)電動勢和電流為零， 最大；在 時感應(yīng)電動勢和電流最大， 為0；線圈轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流方向改變 次。知識點二：交變電流的圖像和變化規(guī)律問題1：在圖5.1-3中乙位置時，令磁感應(yīng)強度為，AB邊長為L1，BC邊長為L2，勻速轉(zhuǎn)動的角速度為，試求：此時線框切割磁感線產(chǎn)生的電動勢的值。（在圖中標(biāo)出此時的電流方向） 問題2：若從甲位置開始計時，經(jīng)過時間，線圈平面與中性面間的夾角為 ，在圖中標(biāo)出這個角度。試求：此時線框中感應(yīng)電動勢e的表達(dá)式。問題3：從以上推導(dǎo)中總結(jié)交流

4、發(fā)電機的電動勢隨時 間變化的規(guī)律。什么叫峰值？ 問題5:根據(jù)上面交流電壓的表達(dá)式，畫出電壓隨時間變化的曲線，從E經(jīng)過電阻R流向F的電流記為正，反之為負(fù)，并在橫軸上標(biāo)出線圈到達(dá)甲、乙、丙、丁幾個位置的時刻（線圈在甲圖位置時開始計時）。問題6：若開始計時，線圈是從乙位置開始轉(zhuǎn)動的，則電流變化的曲線是怎樣的?（在右邊畫出圖形）問題7：正弦交流電是一種最簡單又最基本的交變電流，課本中展示了常見的幾種交變電流的波形，請記住它們的名稱。甲圖為：_，乙圖為：_，丙圖為：_小結(jié)：交流發(fā)電機產(chǎn)生的交流電是按_規(guī)律變化的，其瞬時值的表達(dá)式是正弦形式，還是余弦形式取決于_，即：從中性面計時，是正弦形式；從中性面的垂

5、面計時，是余弦形式。兩者本質(zhì)上是一致的，我們稱這種交流電為正弦交流電。【當(dāng)堂檢測】（A級）一矩形線圈，在勻強磁場中繞軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢隨時間的變化規(guī)律如圖所示，則：若使其瞬時值表達(dá)式為的形式，則應(yīng)從下列哪個時刻開始計時（ ） （B級）線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交流電動勢為伏，則下列說法中正確的是（ ）A時，線圈平面垂直于轉(zhuǎn)軸 B. 時，穿過線圈的磁通量最大C時，導(dǎo)線切割磁感線的有效速度最大 D. 時，有最大值V（C級）3.發(fā)電機產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的電動勢最大值是311V，其線圈共100匝，在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的角速度為100（rad/s）求（1）從中性面開始計時，寫出電動勢的瞬時值表達(dá)式（2）此發(fā)電機和外電路組成閉合回路時，總電阻為10