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

1、學案學案3習題課：交變電流的產(chǎn)生及描述習題課：交變電流的產(chǎn)生及描述[學習目標定位]1.理解交變電流的產(chǎn)生過程，能夠求解交變電流的瞬時值.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，會求解交變電流的有效值1線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生正弦式交變電流，瞬時值表達式e＝Emaxsin_ωt(從中性面開始計時)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、磁感應強度B、轉(zhuǎn)動角速度ω及線

2、圈面積S決定，與線圈的形狀、轉(zhuǎn)軸的位置無關(填“有關”或“無關”)3線圈在轉(zhuǎn)動過程中的平均電動勢，要用法拉第電磁感應定律計算，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熱效應求解.一、對交變電流產(chǎn)生規(guī)律的理解求解交變電動勢瞬時值時：(1)先要計算峰值Emax＝nBSω；(2)確定線圈轉(zhuǎn)動從哪個位置開始，以便確定瞬時值表達式是按正弦規(guī)律變化還是按余弦規(guī)律變化；(3)確定線圈轉(zhuǎn)動

3、的角速度ω(以rads作單位)；最后確定感應電動勢的瞬時值表達式例1圖1甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，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時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化求：圖2A在圖中t＝0時刻穿過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時刻線圈均在中性面，穿過線圈的磁通量最大，A錯誤；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系是I＝、U＝，非正弦式交變電流一般不符合此關系Imax2Umax2(2)對于非正弦式交變電流，可在一個周期內(nèi)分段求出產(chǎn)生的熱量，再求熱量的總和Q.將總熱量Q用相應的物理量I或U來表示(如Q＝I2RT或Q＝T)，則I或U為非正弦式U2R交變電流的相應有效值例3如圖3表示一交流電電流隨時間變化的圖像，其中電流的正值為正弦曲線的正半周，其最大值為Imax；電流的負值強度為Im