2017滬科版高中物理選修(3-2)第2章《交變電流與發(fā)電機(jī)》word教案3

1、學(xué)案學(xué)案3習(xí)題課：交變電流的產(chǎn)生及描述習(xí)題課：交變電流的產(chǎn)生及描述[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.理解交變電流的產(chǎn)生過(guò)程，能夠求解交變電流的瞬時(shí)值.2.理解交變電流圖像的物理意義.3.知道交變電流“四值”的區(qū)別，會(huì)求解交變電流的有效值1線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生正弦式交變電流，瞬時(shí)值表達(dá)式e＝Emaxsin_ωt(從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí))2正弦式交變電流的最大值Emax＝nBSω，即最大值由線圈匝數(shù)n、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω及線

2、圈面積S決定，與線圈的形狀、轉(zhuǎn)軸的位置無(wú)關(guān)(填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)3線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的平均電動(dòng)勢(shì)，要用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算，即＝n.EΔΦΔt4正弦交流電的有效值U＝，I＝.其他非正弦交流電的有效值根據(jù)電流的Umax2Imax2熱效應(yīng)求解.一、對(duì)交變電流產(chǎn)生規(guī)律的理解求解交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值時(shí)：(1)先要計(jì)算峰值Emax＝nBSω；(2)確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)從哪個(gè)位置開(kāi)始，以便確定瞬時(shí)值表達(dá)式是按正弦規(guī)律變化還是按余弦規(guī)律變化；(3)確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)

3、的角速度ω(以rads作單位)；最后確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式例1圖1甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)n＝100匝，電阻r＝10Ω，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R＝90Ω，與R并聯(lián)的交變電壓表為理想電表在t＝0時(shí)刻，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，穿過(guò)每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化求：圖2A在圖中t＝0時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量均為零B線圈先后兩次

4、轉(zhuǎn)速之比為3∶2C交流電a的瞬時(shí)值為u＝10sin(5πt)VD交流電b的最大值為V203解析由題圖可知，t＝0時(shí)刻線圈均在中性面，穿過(guò)線圈的磁通量最大，A錯(cuò)誤；由題圖可知Ta∶Tb＝2∶3，故na∶nb＝3∶2，B正確；由題圖可知，C正確；因ωa∶ωb＝3∶2，交流電最大值Umax＝NBSω，故Umaxa∶Umaxb＝3∶2，Umaxb＝Umaxa＝V，D正23203確答案BCD三、交變電流有效值的計(jì)算求解有效值的一般方法和技巧：(1

5、)首先要分析交變電流的變化規(guī)律，正弦式交變電流的最大值和有效值的關(guān)系是I＝、U＝，非正弦式交變電流一般不符合此關(guān)系Imax2Umax2(2)對(duì)于非正弦式交變電流，可在一個(gè)周期內(nèi)分段求出產(chǎn)生的熱量，再求熱量的總和Q.將總熱量Q用相應(yīng)的物理量I或U來(lái)表示(如Q＝I2RT或Q＝T)，則I或U為非正弦式U2R交變電流的相應(yīng)有效值例3如圖3表示一交流電電流隨時(shí)間變化的圖像，其中電流的正值為正弦曲線的正半周，其最大值為Imax；電流的負(fù)值強(qiáng)度為Im