課標定位學習目標：1.理解交變電流的產生原理，掌握中性面的特點．2．掌握交變電流的變化規律，熟悉正弦交變電流的瞬時值表達式和圖象．3．學會靈活運用正弦交變電流的圖象和三角函數表達式解決問題．重點難點：1.交變電流的原理及其規律．2．交變電流圖象的分析及應用．第一頁第二頁，共42頁。

核心要點突破課堂互動講練知能優化訓練第2節課前自主學案第二頁第三頁，共42頁。課前自主學案一、交流發電機1．原理：由法拉第_____________可知，只要通過閉合導體的________發生變化，就可以產生感應電動勢和___________2．構造：發電機主要由_____

(電樞)和_____兩部分組成．3．種類電磁感應定律磁通量線圈感應電流．磁極第三頁第四頁，共42頁。磁極電樞電樞磁極第四頁第五頁，共42頁。二、交變電流的產生原理1．產生方法：閉合線圈在勻強磁場中繞______于磁場的軸勻速_______2．過程分析圖3－2－13．中性面：線圈平面與磁場_____的位置．垂直轉動．垂直第五頁第六頁，共42頁。思考感悟線圈轉一周有幾次經過中性面？電流方向改變幾次？提示：線圈每轉一周，兩次經過中性面位置，每經過中性面位置時，電流方向改變，所以線圈每轉一周，電流方向改變兩次．第六頁第七頁，共42頁。三、交變電流的變化規律1．正弦式交變電流：按_____規律變化的交變電流．2．函數和圖象函數圖象瞬時電動勢：e＝Emsinωt瞬時電壓：u＝Umsinωt瞬時電流：i＝Imsinωt正弦第七頁第八頁，共42頁。注：表達式中Em、Um、Im分別是電動勢、電壓和電流的最大值，而e、u、i則是這幾個量的瞬時值．第八頁第九頁，共42頁。核心要點突破一、交變電流的產生原理1．典型模型：在勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動的線圈里產生的是交變電流．實驗裝置如圖3－2－2所示．圖3－2－2第九頁第十頁，共42頁。2．過程分析：如圖3－2－3所示，圖甲中，導體不切割磁感線，線圈中無感應電流；圖乙中，導體AB、CD垂直切割磁感線，線圈中感應電流最大，且電流方向為B→A→D→C→B；圖丙中，導體又不切割磁感線，線圈中無感應電流；圖丁中，導體AB，CD又垂直切割磁感線，線圈中感應電流最大，且電流方向為A→B→C→D→A；由丁圖再轉動又回到甲圖，如此循環周而復始．第十頁第十一頁，共42頁。圖3－2－3第十一頁第十二頁，共42頁。第十二頁第十三頁，共42頁。S表示線圈的面積，S＝L1L2.上式可以寫成：e＝Emsinωt.其中Em是感應電動勢的最大值，也叫峰值．感應電動勢按正弦規律變化，因此這種交變電流叫做正弦交流電．若從最大值位置計時，可以推導出感應電動勢的余弦表達式．圖3－2－4第十三頁第十四頁，共42頁。即時應用

(即時突破，小試牛刀)1．(2011年溫州高二檢測)一個矩形線圈abcd，已知ab為L1，ad為L2，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω(從圖3－2－5中位置開始)勻速轉動，則線圈中感應電動勢的大小為(

)圖3－2－5第十四頁第十五頁，共42頁。第十五頁第十六頁，共42頁。第十六頁第十七頁，共42頁。二、交變電流的“四值”的比較第十七頁第十八頁，共42頁。第十八頁第十九頁，共42頁。

特別提醒：產生正弦交流電的條件：勻強磁場、轉軸與磁場垂直、線圈勻速轉動．與轉軸位置和線圈形狀無關．因此，在圖3－2－6中，只要線圈的匝數n、磁感應強度B、轉動角速度ω和線圈面積S一定，產生的感應電動勢的最大值Em也就確定了(Em＝nBSω)．圖3－2－6第十九頁第二十頁，共42頁。即時應用

(即時突破，小試牛刀)2．如圖3－2－7所示，在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一匝數為N的矩形線圈，其面積為S，電阻為r，線圈兩端外接一電阻為R的用電器和一個交流電壓表．若線圈繞對稱軸OO′以角速度ω做勻速轉動，則線圈從圖示位置轉過90°的過程中，下列說法正確的是(

)圖3－2－7第二十頁第二十一頁，共42頁。第二十一頁第二十二頁，共42頁。第二十二頁第二十三頁，共42頁。三、正弦交變電流的圖象及特殊位置的特點1．用圖象描述交變電流的變化規律(在中性面時t＝0)函數圖象說明磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωtS為線圈的面積，n為線圈的匝數，r為線圈的電阻(內阻)，R為外電阻電動勢e＝Emsinωt＝nBSωsinωt電壓u＝Umsinωt＝sinωt電流i＝Imsinωt＝sinωt第二十三頁第二十四頁，共42頁。2．圖象中可以解讀的信息(1)交變電流的最大值Im、Em、周期T.(2)因線圈在中性面時感應電動勢、感應電流均為零，磁通量最大，所以可確定線圈位于中性面的時刻．(3)找出線圈平行于磁感線的時刻．(4)判斷線圈中磁通量的變化情況．(5)分析判斷i、e隨時間的變化規律．第二十四頁第二十五頁，共42頁。3．特殊位置(時刻)物理量的特點第二十五頁第二十六頁，共42頁。即時應用

(即時突破，小試牛刀)3．一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間的變化圖象如圖3－2－8所示，則下列說法中，不正確的是(

)圖3－2－8第二十六頁第二十七頁，共42頁。A．t＝0時刻，線圈平面位于中性面B．t＝0.01s時刻，穿過線圈平面的磁通量的變化率最大C．t＝0.02s時刻，線圈中有最大感應電動勢D．t＝0.03s時刻，線圈中有最大感應電流第二十七頁第二十八頁，共42頁。解析：選A.在產生正弦交流電的過程中，穿過線圈的磁通量Φ最大時(即在中性面時)，感應電動勢最小，為零；反之，當穿過線圈的磁通量最小時，產生的感應電動勢和感應電流卻最大．由圖可知，t＝0時，Φ＝0，線圈平面與中性面垂直；t＝0.01s時，Φ＝0，感應電動勢最大，即穿過線圈平面的磁通量變化率最大；t＝0.02s時，Φ＝0，感應電動勢最大；t＝0.03s與t＝0.01s時的感應電流相等，都為最大值．第二十八頁第二十九頁，共42頁。課堂互動講練類型一對中性面特點的認識在交變電流的產生實驗中，關于中性面，下列說法不正確的是(

)A．此時線圈各邊都不切割磁感線，感應電流等于零B．磁感線垂直于該時刻的線圈平面，所以磁通量最大，磁通量的變化率最大C．線圈平面每次經過中性面時，感應電流的方向一定會發生改變D．線圈平面處于跟中性面垂直的位置時，磁通量的變化率最大，感應電動勢、感應電流均最大，電流方向不變例1第二十九頁第三十頁，共42頁。第三十頁第三十一頁，共42頁。【答案】

B第三十一頁第三十二頁，共42頁。類型二交變電流瞬時值的計算例2第三十二頁第三十三頁，共42頁。圖3－2－9第三十三頁第三十四頁，共42頁。第三十四頁第三十五頁，共42頁。【答案】

(1)e＝50sin10πtV

(2)43.3V【方法總結】交變電流瞬時表達式問題的破解程序：①觀察線圈的轉動軸是否與磁感線垂直；②從中性面開始計時，電動勢是按正弦規律變化；從線圈轉到與磁感線平行時開始計時，電動勢是按余弦規律變化；③計算電動勢最大值和角速度ω，寫出電動勢的瞬時表達式．第三十五頁第三十六頁，共42頁。類型三交變電流圖象的理解及應用例3(2010年高考廣東理綜卷改編)如圖3－2－10是某種正弦式交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的(

)圖3－2－10第三十六頁第三十七頁，共42頁。A．周期是0.01sB．最大值是311VC．有效值是311VD