2019-2020年粵教版高中物理選修（三）2.2《交變電流的描述》教案1（新課標(biāo)）.doc

《2019-2020年粵教版高中物理選修（三）2.2《交變電流的描述》教案1（新課標(biāo)）.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年粵教版高中物理選修（三）2.2《交變電流的描述》教案1（新課標(biāo)）.doc（3頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

交變電流的描述 學(xué)案 1. 交流電：大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流。 如： 2. 正弦交流電的產(chǎn)生：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。 （1）電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生： ③任意時(shí)刻t，線圈從中性面轉(zhuǎn)過角度θ=ωt 說明：①交流電的峰值與線圈轉(zhuǎn)軸位置和線圈形狀都無關(guān)。 ②交流電瞬時(shí)表達(dá)式是正弦或余弦，取決于計(jì)時(shí)零點(diǎn)線圈所處位置。 （2）外電路閉合，R外，r （3）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，交流電變化一個(gè)周期，電流方向變化兩次。（每經(jīng)過中性面時(shí)，e=0，i=0，電流方向?qū)l(fā)生改變） 3. 描述交流電變化規(guī)律： 4. 描述交流電物理量： 例1. 如圖所示，N=100匝的正方形線圈，邊長L=10cm，電阻r=1Ω，在勻強(qiáng)磁場中，B=0.4T，以n=100/π（r/s）的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈通過滑環(huán)和電刷與R=9Ω的電阻組成閉合回路（伏特表是恒熱電表），求： （1）從中性面開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)e的表達(dá)式。 （2）伏特表的示數(shù)。 （3）當(dāng)線圈和中性面夾角θ=30時(shí)，安培力的力矩M安=？ （4）1min內(nèi)，外力所做的功WF=？ 解析：（1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，電動(dòng)勢(shì)最大值為Em，則 （2）伏特表的示數(shù)為U （3）轉(zhuǎn)過θ=30角時(shí)，安培力的力矩M安 （4）1min內(nèi)外力的功為WF ［例2］有一個(gè)氖氣燈泡，當(dāng)電壓高于50 V時(shí)就會(huì)發(fā)光，給這個(gè)氖氣燈泡加上e＝100 sin314t V的交流電，求它連續(xù)發(fā)光的時(shí)間． 解題方法：公式法 解析：氖氣燈泡上加的是交變電流，電壓的大小和方向都隨時(shí)間作周期性的變化，電壓大小變化范圍為0～100 V．當(dāng)所加電壓的絕對(duì)值大于等于50 V時(shí)氖氣燈泡就會(huì)發(fā)光，當(dāng)所加電壓的絕對(duì)值小于50 V時(shí)氖氣燈泡就熄滅，因此只要求出該交變電流的電壓開始達(dá)到和開始低于50 V的時(shí)刻，就可求出電壓大于等于50 V的一段時(shí)間，即氖氣燈泡連續(xù)發(fā)光的時(shí)間． 當(dāng)加在氖氣燈泡上的電壓為50 V時(shí)，50＝100 sin314 t 可得：sin314t＝0.5 2019-2020年粵教版高中物理選修（三）2.2《交變電流的描述》教案1（新課標(biāo)） 由圖17－1－6可知當(dāng)314t1＝時(shí)，電壓達(dá)到50 V，氖氣燈泡開始發(fā)光，可解得： t1＝10－2 s 當(dāng)314t2＝時(shí)，電壓開始低于50 V，氖氣燈泡開始熄滅，可解得：t2＝10－2 s 氖氣燈泡連續(xù)發(fā)光時(shí)間為t＝t2－t1＝（－）10－2 s＝10－2 s 點(diǎn)評(píng)：解本題的關(guān)鍵之處是知道50 V為瞬時(shí)值，而不是平均值，知道無論哪一時(shí)刻和不論燈泡兩端哪端電壓高，只要電壓瞬時(shí)值大于50 V，燈泡就會(huì)發(fā)光． ［例3］如圖17－1－5所示，單匝線圈在勻強(qiáng)磁場中繞OO′軸從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知從圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為10 V，求： 圖17－1－5 （1）交變電動(dòng)勢(shì)的峰值； （2）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，交變電動(dòng)勢(shì)的平均值． 解題方法：程序法 交變電流瞬時(shí)表達(dá)式問題的破解程序： （1）觀察線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)軸是否與磁感線垂直； （2）在垂直的情況下，根據(jù)開始計(jì)時(shí)時(shí)線圈所處的位置確定交流電變化規(guī)律為正弦或余弦函數(shù)．從中性面開始計(jì)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)是按正弦規(guī)律變化；從線圈轉(zhuǎn)到與磁感線平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)是按余弦規(guī)律變化； （3）計(jì)算電動(dòng)勢(shì)最大值和角速度ω，寫出電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式． 注：電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝NBSω＝NΦmω＝NBL1L2ω＝NBS＝2πNBSf＝2πNBSn＝　　 2πNnΦm（N為線圈匝數(shù)，n為轉(zhuǎn)速）． 平均電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算程序：（1）確定計(jì)算的是哪段時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)；（2）找到所研究時(shí)間段Δt內(nèi)線圈磁通量的變化量ΔΦ＝|Φ2－Φ1|；（3）利用法拉第電磁感應(yīng)定律E＝N計(jì)算平均電動(dòng)勢(shì)值． 解析：（1）圖示位置為中性面，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，交變電動(dòng)勢(shì)的瞬值為e＝Emsinωt V 將ωt＝，e＝10 V代入上式，有10＝Emsin，解得Em＝20 V （2）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，磁通量的變化量為ΔΦ＝BS，經(jīng)歷的時(shí)間Δt＝，所以此過程中交變電動(dòng)勢(shì)的平均值 ＝＝Em＝20＝12.7 V 點(diǎn)評(píng)：在計(jì)算正弦式交變電動(dòng)勢(shì)的峰值時(shí)一般使用Em＝NBSω；計(jì)算某段時(shí)間內(nèi)交變電動(dòng)勢(shì)的平均值則應(yīng)用E＝N，切勿亂套公式使用來計(jì)算平均值．