5.1--交变电流的产生(卡片)

卡片式五环节教学使用班级：高二（2）班姓名：制作者：雷建勋§5.1交变电流的产生【学习目标】1．知道交流电与直流电的区别。2．通过分析线圈转动一周过程中电动势和电流方向的变化，理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。3．知道正弦式交流电的电压（或电流）的图象、表达式及线圈转动所处的位置，并且知道交变电流的瞬时值和最大值。【预习卡片】一.交变电流什么是交变电流？什么是正弦式交变电流？二．交变电流的产生1．阅读并观察课本32页图5.1-3，假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如图甲至丁。我们考虑下面几个问题：（1）矩形线圈转动过程中，哪些边切割磁感线，即哪些边会产生电动势？（2）分别画出甲、乙、丙、丁四种情况的前视图，即将立体图画成平面图？甲（3）在平面图基础上，分析线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中的电流向哪个方向流动？电流在线圈转到何处改变方向?（4）当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？这些位置磁通量及磁通量的变化率有什么特点?（5）大致画出通过磁通量、电流及电动势随时间变化的曲线，从B流向A的电流记为正，反之为负。（在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻）2.中性面（1）什么是中性面？（2）线圈经过中性面时穿过线圈的磁通量（ad和bc边都不切割磁感线），线圈中的电动势为。（3）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，次经过中性面，电流方向改变次。三．几种常见的交变电流1.常见的交变电流有哪些？2.交流发电机有哪两种？【讨论卡片】1.区分直流电和交流电【视频1】将并联的二极管连接到教学用发电机两端，观察二极管的发光情况，知道交变电流方向有什么规律？卡片式五环节教学使用班级：高二（2）班姓名：制作者：雷建勋【视频2】将灯泡连接到教学用发电机两端，观察灯泡的亮暗情况，知道交变电流大小有什么规律？通过上述实验现象说明直流电和交流电有何区别：2.交变电流的变化规律设线圈的边长1abcdL，2adbcL，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O。设线圈平面从中性面开始转动，则经时间t：（1）线圈与中性面的夹角是多少?（2）ab边的速度多大?（3）ab边速度方向与磁场方向夹角多大?（4）ab边产生的感应电动势多大?（5）线圈中感应电动势多大?（6）若线圈有N匝，感应电动势多大？（7）若回路外电阻为R,线圈电阻为r，求回路中的电流和R两端电压的最大值、瞬时值大小？（8）若线圈从垂直中性面开始计时，瞬时值表达式是什么形式?【巩固提高】1．在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是，属于正弦交变电流的是。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3.一台发电机的线圈从中性面开始转动产生正弦式电流，如果电动势的峰值为mE=400V，线圈匀速转动的角速度为=314rad/s，试写出电动势瞬时值的表达式？如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2000Ω，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表达式？4.一台发电机线圈从中性面开始转动产生按正弦规律变化的电流，感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度314rad/s。（1）写出感应电动势的瞬时值表达式？（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时值表达式，在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？