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- 2021-05-24 发布
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5.1交变电流
【学习目标】
利用旋转电枢式发电机设计实验探究交变电流的性质;理论探究线圈转动一周中电动势和电流的变化,对交流电的产生有比较清楚的了解,培养运用基本原理解决新情境下问题的能力;推导出交变电流的瞬时值表达方式,知道峰值和瞬时值的意义。
【合作研究】
探究一:发电机产生的电流有何特点?
猜想:旋转电枢式发电机产生的电流具有什么特点?
设计实验:把两个发光颜色不同的二极管并联,注意使两者正负极方向不同,然后连接到发电机两端,转动手柄,观察二极管发光情况。
现象:
总结:直流:
交变电流:
温故知新,探究准备
1、 矩形线圈转动过程中,哪些边切割磁感线?怎样求感应电动势?
2、 回忆右手定则,怎么分析感应电流的方向?
3、如右图,若B与v不垂直,怎么求AB导线感应电动势?设v与磁感线夹角为ϴ
探究二:线圈中电流方向怎样变化?为何变化?
1、右图为AB导线转动一周各位置截图,请分析各位置电流方向。
2、 电流方向在何处发生变化?发生变化的原因是什么?
3、请分析线圈转动一周过程,整个线圈电流方向及变化情况。
甲: 乙: 丙: 丁:
探究三:线圈中电流大小是否变化?怎样变化?为何变化?
甲 乙 丙 丁
1、 在哪些位置感应电流为最大?哪些位置感应电流最小?
2、小组讨论,根据表格的提示分析四个过程中电流大小的变化情况,v与磁感线夹角为ϴ
过程
ϴ的变化
sinϴ
(增大或减小)
v〦=vsinϴ
(增大或减小)
E
(增大或减小)
I
(增大或减小)
甲→乙
乙→丙
丙→丁
丁→甲
3、电流大小发生变化的原因是什么?
探究四:电流随时间变化的图象遵循什么规律?
推导:从甲位置计时,求t时刻线圈中的感应电动势e。已知磁感应强度为B,线圈转动角速度为ω,AB边长为L1,AD边长为L2。则此时刻:
L1
1、 线圈转过的角度为 θ =__________
2、AB边的线速度大小______________
L2
3、速度沿垂直于磁场方向的分量_______________
4、AB边(CD边)产生的感应电动势
eAB =eCD =_____________________________
5、单匝线圈产生的电动势e 0=_____________________________
6、N匝线圈产生的电动势e =_____________________________
l 结论:
线圈在匀强磁场内从甲位置开始转动,交流电的电动势随时间按 规律变化。其中,把___________叫做瞬时值,把_____________叫做最大值或者峰值。
五、 旋转磁极式发电机
课后动手做一做,了解葛洲坝水力发电的原理
六、 课后思考:
三峡大坝发电机产生的电压为几万伏的交流电是怎样跨过千山万水,最终变成220V到达你身边的呢?
七、 小结反思
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