2020学年高中物理第一节 交变电流 4页

第一节 交变电流 ‎ 课前篇（学会自主学习——不看不清）‎ 一、 学习目标 1． 要会区分交流电和直流电；‎ 2． 能理解交流电产生的原理、变化规律、瞬时值和峰值的含义及交流电的表示方法。‎ 二、 知识储备 ‎1．在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？‎ ‎2．在产生电磁感应的情况下，如何判定感应电流的方向？‎ 三、 自主预习 ‎1．直流电和交流电 ‎①交变电流：_____ __ ‎ ‎②直流： ‎ ‎2．交变电流的产生 ‎①交流电是如何产生的？‎ ‎②你还记得数学中的正、余弦的函数图象吗？试着画出来。‎ ‎3．交变电流的变化规律 ‎①什么是交变电流的峰值？ ‎ ‎②写出正弦交流电瞬时值的表达式。‎ 四、 学生质疑 通过你的预习，请你说出结论，说出原因及困惑： ‎ ‎ ‎ 课上篇（学会合作交流——不议不明）‎ 一． 要点突破 二． 典例剖析 O′‎ O c d b a B ‎【例题】如图所示的100匝矩形线框绕OO′轴匀速转动，转速为120r/min。ab=cd=‎0.2m，ad=bc=‎0.1m，磁感应强度B＝1T，试求：‎ ‎（1）线圈中产生的感应电动势的最大值是多少？‎ ‎（2）感应电动势的瞬时表达式；‎ ‎（3）线圈与外电路组成闭合电路时，总电阻为100Ω，从图示位置计时，求电流的瞬时表达式及t=1/12s时的电流。‎ ‎（4）从图示位置转过90°和180°的过程中，平均感应电动势分别为多大？‎ 三、达标检测 ‎1．如图所示，下列四种情况均表示闭合线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，在下列情况下线圈中不能产生交流电的是（ ）（从左侧看线圈绕OO′顺时针转动）‎ O′‎ O B ω O′‎ O B ω O′‎ O B ω O′‎ O B ω A D C B ‎2．一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下面说法中正确的是（ ）‎ A．t1时刻通过线圈的磁通量为零 B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C．t3时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 D．每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值最小 课后篇（学会应用与拓展——不练不通）‎ ‎1．正弦交变电动势的最小值出现在（ ）‎ A．线圈经过中性面时 B．穿过线圈的磁通量为零时 C．穿过线圈的磁通量变化最快时 D．线圈边框的速度与磁感线垂直时 ‎2．如图所示，闭合的圆形线圈绕OO′轴匀速旋转到中性面位置时（ ）‎ A．穿过线圈的磁通量变化率为零 ‎ B．线圈中感应电动势为零 C．线圈中感应电流达最大值 ‎ D．线圈所受的磁通量达最大值 ‎3．如图所示，线框在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动（由上向下看是逆时针方向），当转到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是（ ）‎ A．磁通量和感应电动势都在变大 B．磁通量和感应电动势都在变小 C．磁通量在变小，感应电动势在变大 D．磁通量在变大，感应电动势在变小 ‎4．一正弦交流电的电动势e＝220sin100πtV，若将它加在阻值为100Ω的电阻两端（电源内阻不计），则下列说法正确的是（ ）‎ A．电流的瞬时值为i＝2.2sin100πtA B．电流的最大值为‎2.2A C．流过电阻的电流是恒定的 ‎ D．流过电阻的电流是变化的，但不按正弦规律变化 O′‎ O c d b a B ‎5．如图所示的100匝矩形线框绕OO′轴匀速转动，角速度为100πrad/s，线圈面积为‎0.1m2‎，磁感应强度B＝1T，从线圈经过中性面计时，试求：‎ ‎（1）写出电动势的瞬时表达式及t=1/300s时的电动势；‎ ‎（2）当线圈平面跟B的夹角为60°时，线圈产生的电动势的瞬时值。‎ ‎6．发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为311V，其线圈共100匝，在匀强磁场中匀速转动的角速度为100πrad/s，从线圈经过中性面计时：‎ ‎（1）写出电动势的瞬时表达式；‎ ‎（2）此发电机与外电路组成闭合电路时，总电阻为100Ω，求t=1/600 s时的电流；‎ ‎（3）线圈转过60°，180°的过程中，电动势的平均值各是多少？‎ ‎（4）磁通量变化率的最大值是多少？‎