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交变电流导学案

一名优秀的教师就要对每一课堂负责,作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以更好的帮助学生们打好基础,帮助高中教师缓解教学的压力,提高教学质量。您知道高中教案应该要怎么下笔吗?为满足您的需求,小编特地编辑了“交变电流导学案”,欢迎阅读,希望您能阅读并收藏。

选修3-2第五章第1节交变电流导学案
课前预习学案
一、预习目标
1、知道交变电流产生的原理
2、知道交变电流的变化规律及物理量间的关系
二、预习内容
1、交变电流
________和________随时间做_________变化的电流叫做交变电流,简称交流()
________不随时间变化的电流称为直流()
大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流
2、交变电流的产生
(1)过程分析

特殊位置甲乙丙丁戊
B与S的关系
磁通量Φ的大小
4个过程中Φ的变化
电流方向
磁通量Φ的变化率

(2)中性面:_______________________________
磁通量___________
磁通量的变化率____________
感应电动势e=________,_______感应电流
感应电流方向________,线圈转动一周,感应电流方向改变______次

课内探究学案

一、学习目标
1、理解交变电流的产生原理及变化规律;
2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系;
学习重难点:交变电流的产生原理、变化规律及物理量间的关系
二、学习过程
1、为什么矩形线框在匀强磁场中匀速转动,线框里能产生交变电流?

2、交变电流的产生过程中的两个特殊位置及特点是什么?
(1)中性面:与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.线圈平面处于跟中性面重合的位置时;
(a)线圈各边都不切割磁感线,即感应电流等于零;
(b)磁感线垂直于该时刻的线圈平面,所以磁通量最大,磁通量的变化率为零.
(c)交变电流的方向在中性面的两侧是相反的.
(2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时,线圈平面平行于磁感线,磁通量为零,磁通量的变化率最大,感应电动势、感应电流均最大,电流方向不变.

3、交变电流的变化规律:

如图5-1-1所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程:
当以线圈通过中性面对为计时起点时,交变电流的函数表达式:e=Emsinωt,其中Em=2NBLv=NBωS;i=Imsinωt,其中Im=Em/R。
当以线圈通过中性面对为计时起点时,交变电流的函数表达式:e=Emsinωt,其中Em=2NBLv=NBωS;i=Imsinωt,其中Im=Em/R。
图5-1-2所示为以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的e-t和i-t图象:
m.jab88.COm

三、反思总结
1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动(绕与磁场垂直的轴)时,线圈中产生正弦交变电流,从中性面开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为:
e=NBSωsinωt=Emsinωt
e—ωt图线是一条正弦曲线.
2.中性面特点:Φ最大,而e=0.
四、当堂检测
1、交流发电机在工作时电动势为e=Emsinωt,若将发电机的转速提高一倍,同时将电枢所围面积减少一半,其它条件不变,则电动势为()
A、e=Emsin(ωt/2)B、e=2Emsin(ωt/2)
C、e=Emsin2ωtD、e=Em/2sin2ωt
答案:C
2、如图是一个正弦交变电流的i—t图象,根据这一图象,该交流电的瞬时值表达式为-----------A

答案:i=5sin(5πt)
课后练习与提高

1、如图甲中所示,一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线圈所围面积的磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示,下列论述正确的是()
A、t1时刻线圈中感应电动势最大;
B、t2时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直;
C、t3时刻线圈平面与中性面重合;
D、t4、t5时刻线圈中感应电流方向相同
答案:BC
2、如图所示,一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动,线圈匝数N=100,线圈电阻r=3Ω,ab=cd=0.5m,bc=ad=0.4m,磁感应强度B=0.5T,
电阻R=311Ω,当线圈以n=300r/min的转速匀速转动时,求:
⑴感应电动势的最大值;
⑵t=0时刻,线圈在图示位置,写出此交变电流电动势的瞬时值表达式;
⑶此电压表的示数是多少?

答案:(1)100πV(2)e=100πcos(10πt)V(3)U=220V

相关知识

交变电流学案课件练习


作为杰出的教学工作者,能够保证教课的顺利开展,高中教师要准备好教案,这是教师工作中的一部分。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收,帮助高中教师能够井然有序的进行教学。您知道高中教案应该要怎么下笔吗?小编为此仔细地整理了以下内容《交变电流学案课件练习》,供大家参考,希望能帮助到有需要的朋友。

交变流电学案
[学习目标]
1、理解交变电流的产生原理及变化规律;
2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系;
3、理解电感、电容器对交变电流有阻碍作用的原因?
[自主学习]
一、交变电流的产生
1、什么是中性面?
2、当线圈处于中性面时,穿过线圈的磁通量,感应电流为,而当线圈垂直于中性面时,穿过线圈的磁通量为,感应电流。
3、线圈每转动一周,电流方向改变次,电流方向改变时,线圈处于什么位置?我国日常生活中使用的交变电流一秒中电流方向改变次。
二、交变电流的描述
1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式?
2、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是:,是不是对一切交变电流都是如此?

3、在我们经常遇到的问题中,那些地方应用有效值?那些地方应用最大值?那些地方应用平均值?

三、电感、电容
1、试分析电感电容器对交变电流有阻碍作用的原因?感抗与容抗与那些因素有关?有什么关系?

2、扼流圈分为低频扼流圈和高频扼流圈:那低频扼流圈的作用是:,高频扼流圈的作用是:。

[典型例题]
例1:一矩形线圈,绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示,下列说法中正确的是()
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变化率的绝对值最大;
D、每当e改变方向时,通过线圈的磁通量的绝对值都为最大

例2、如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象,
此交变电流的有效值()
A、52AB、5A
C、3.52AD、3.5A

例3:如图,矩形线圈面积为s,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO`轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R。求:
⑴、写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式;
⑵、如果线圈从图示位置开始计时,写出电动势的瞬时表达式;
⑶、当线圈由图示位置转过900的过程中,电阻R上所产生的热量;
⑷、当线圈由图示位置转过900的过程中,通过电阻R的电荷量。

[针对训练]
1、交流发电机在工作时电动势为e=Emsinωt,若将发电机的转速提高一倍,同时将电枢所围面积减少一半,其它条件不变,则电动势为()
A、e=Emsin(ωt/2)B、e=2Emsin(ωt/2)
C、e=Emsin2ωtD、e=Em/2sin2ωt

2、一电热器接在10v的电源上,产生的热功率为P,把它改接到另一正弦交变电路中,要使产生的热功率为原来的一半,如果忽略电阻值随温度的变化,则该交变电流的电压的最大值为等于()
A、5vB、14vC、7.1vD、10v

3、如图是一个正弦交变电流的i—t图象,根据这一图象,该交流电的瞬时值表达式为
A,它的有效值为A。

4、如图所示,A、B、C为三个相同的灯泡,a、b、c为与之串联的三个元件,E1为直流电源,E2为交流电源。当开关S接“1”时,A、B两灯均正常发光,C灯不亮。S接“2”时,A灯仍正常发光,B灯变暗,C灯正常发光。由此可知,a元件应是b元件应是c元件应是。

5、一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动,磁场方向与轴垂直,线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示,则磁感应强度B=,在t=T/12时刻,线圈平面与磁感线的夹角等于。

6、如图所示,表示一交流电的电流随时间的变化图象,
其中电流正值为正弦曲线的正半周,则该交流电的
有效值为多少?

7、如图所示,一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动,线圈匝数N=100,线圈电阻r=3Ω,ab=cd=0.5m,bc=ad=0.4m,磁感应强度B=0.5T,
电阻R=311Ω,当线圈以n=300r/min的转速匀速转动时,求:
⑴感应电动势的最大值;
⑵t=0时刻,线圈在图示位置,写出此交变电流电动势的瞬时值表达式;
⑶此电压表的示数是多少?

[能力训练]
1、如图甲中所示,一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线圈所围面积的磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示,下列论述正确的是()
A、t1时刻线圈中感应电动势最大;
B、t2时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直;
C、t3时刻线圈平面与中性面重合;
D、t4、t5时刻线圈中感应电流方向相同

2、已知交变电流i=Imsinωt,线圈从中性面开始转动,转动了多长时间,其瞬时值等于有效值()
A、2π/ωB、π/2ωC、π/4ωD、π/2ω

3、如图,[形金属导轨水平放置,导轨上跨接一
金属棒ab,与导轨构成闭合电路,并能在导轨上自由滑动,在导轨左侧与ab平行放置的导线cd中。通有如图所示的交变电流。规定电流方向自c向d为正,则ab棒受到向左的安培力的时间是()
A、0—t1B、t1—t2
C、t2—t3D、t3—t4

4、在如图所示电路图中,L为电感线圈,R为灯泡,电流表内阻为零,电压表内阻无穷大,交流电源的电压u=2202sin100πtV,若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为100Hz,下列说法正确的是()
A、电流表示数增大B、电压表示数增大
C、灯泡变暗D、灯泡变亮

5、如图所示,接在交流电源上的电灯泡正常发光,以下说法正确的是()
A、把电介质插入电容器,灯泡变亮;
B、增大电容器两板间的距离,灯泡变亮;
C、减少电容器两板间的正对面积,灯泡变暗;
D、使交变电流频率减小,灯泡变暗

6、如图所示,有一闭合的正方形线圈,匝数N=100,边长为10cm,线圈总电阻为10Ω,线圈绕OO’轴在B=0.5T的匀强磁场中转动,每分钟转1500转,则线圈平面从图示位置转过30度时,感应电动势的值是V。

7、一交流电压的瞬时值表达式为U=15sin100πt,将该交流电压加在一电阻上,产生的电功率为25W,那么这个电阻的阻值Ω。

8、有一交流电压的变化规律为U=311sin314t,若将辉光电压是220V的氖管接上此交流电压,则在1s内氖管发光的时间为多少?
9、一小型发电机内的矩形线圈在匀速磁场中以恒定的角速度
ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=100,穿过每
匝的磁通量Φ随时间按正弦规律变化,如图所示,发电机内阻
r=5.0Ω,外电路电阻R=95Ω。已知感应电动势的最大值
Em=nωΦm。其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值。
求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数?
OO`轴以n=10r/s的转速匀速转动,磁场的磁感应强度B=0.1T,
线圈的匝数N=100匝,电阻r=1Ω。线圈两端分别接在两个固定
于OO`轴上且彼此绝缘的金属滑环上,外电路接有R=9Ω的电阻
,并接有一只理想交流电压表。求:
⑴、电压表的读数;
⑵、若从线圈通过中性面开始计时,转过900过程中,通过电阻R的电荷量;
⑶、在1min内,作用在线圈上的外力所做的功是多少?

11.将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上,电源电动势随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是()
A.电路中交变电流的频率为0.25Hz
B.通过电阻的电流为A
C.电阻消耗的电功率为2.5W
D.用交流电压表测得电阻两端的电压是5V

12.如图甲所示电路,电阻R的阻值为50Ω,在ab间加上图乙所示的正弦交流电,则下面说法中错误的是()
A.交流电压的有效值为100V
B.电流表示数为2A
C.产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14rad/s
D.如果产生该交流电的线圈转速提高一倍,则电流表的示数也增大一倍

13.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知()
A.该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin(25t)V
B.该交流电的频率为25Hz
C.该交流电的电压的有效值为
D.若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率时50W
14A.如图a所示,AB两端接直流稳压电源,UAB=100V,R0=40W,滑动变阻器总电阻R=20W,当滑动片处于变阻器中点时,C、D两端电压UCD为V,通过电阻R0的电流为______A。

14B.如图b所示,自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源,其电压有效值UAB=100V,R0=40W,当滑动片处于线圈中点位置时,C、D两端电压的有效值UCD为V,通过电阻R0的电流有效值为______A。

15.电阻R1、R2与交流电源按照图1方式连接,R1=10Ω,R2=20Ω。合上开关S后,通过电阻R1的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。则()
A.通过R1的电流有效值是1.2A
B.R1两端的电压有效值是6V
C.通过R2的电流最大值是1.2A
D.R2两端的电压最大值是6V

16.图a为某型号电热毯的电路图,将电热丝接在u=156sin120πtV的电源上,电热毯被加热到一定温度后,由于P的作用使输入的正弦交流电仅有半个周期能够通过,即电压变为图b所示波形,从而进入保温状态,则此时交流电压表的读数是()
A.156VB.110VC.78VD.55V

17.两个相同的灯L1和L2,接到如图所示的电路中,灯L1与电容器串联,灯L2与电感线圈串联,当a、b处接电压最大值Um、频率f为的正弦交流电源时,两灯都发光,且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后,灯L1的亮度高于灯L2的亮度,新电源的电压最大值和频率可能是()
A.最大值仍为Um,而频率大于f
B.最大值仍为Um,而频率小于f
C.最大值大于Um,而频率仍为f
D.最大值小于Um,而频率仍为f

18、如图2所示电路中,如果交流电的电压不变而频率降低,则三盏电灯的亮度变化情况是()
A、三盏电灯的亮度都不变;
B、L1的亮度变亮,L2的亮度变暗,L3的亮度不变;
C、L2的亮度变亮,L1的亮度变暗,L3的亮度不变;
D、L1的亮度变亮,L3的亮度变暗,L2的亮度不变。

19.“二分频”音箱内有高频、低频两个扬声器。音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低两个频段分离出来,送往相应的扬声器。图为音箱的简化电路图,高低频混合电流由a、b端输入,L是线圈,C是电容器。则下列判断中正确的是()
A.甲扬声器是低频扬声器
B.C的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器
C.L的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器
D.乙扬声器中的电流的最大值一定比甲中的大

20.如图14-14所示,边长为L的正方形线圈abcd的匝数为n,线圈电阻为r,外电路的电阻为R,ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上,磁感应强度为B,现在线圈以OO′为轴,以角速度ω匀速转动,求:
⑴闭合电路中电流瞬时值的表达式
⑵线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上产生的热量
⑶线圈从图示位置转过90°的过程中通过R的电荷量
⑷电阻R上的最大电压

21.用单位长度电阻为r0=0.05Ω/m的导线绕制一个n=100匝、边长a=0.20m的正方形线圈,线圈两端与阻值R=16Ω的电阻连接构成闭合回路,如图甲所示。线圈处在均匀磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B的大小随时间变化的关系如图乙所示。求:
(1)在0~1.0×10-2s时间内,通过电阻R的电荷量;
(2)1min内电流通过电阻R所产生的热量;
(3)线圈中所产生的感应电流的有效值。
交流电学案答案
自主学习:
一、交变电流的产生
1:线圈平面与磁场垂直时的平面叫做中性面
2:最大,零,零,最大。
3:2,中性面,100。
二、交变电流的描述
1:最大值:,
瞬时值:从线圈转至中性面开始计时(从转至平行磁感线开始计时
),
有效值:
平均值:
2:不是
3:有效值:通常所说的交变电流的电流、电压;交流电表读数;交流电器的额定电压、额定电流,保险丝的电流等都是指有效值,求解交流电产生的热量问题时用有效值。
最大值:电容器的耐压值是最大值
平均值:若计算通过电路某一截面的电量,需用电流的平均值
三、电感、电容
1:
2:通直流,阻交流,
通低频,阻高频。

典型例题:例1:D例2:B
针对训练:1:C,2:D,,4:a电阻,b电感线圈,c电容
5:ACD,

能力训练:1:BC,2:C,3:AC,4:BC,5:ACD,
7:4.5Ω,8:0.5s,9:,10:;0.01C;,11:C,12:C,13:BD,14:80V、2A,15:BD,16:C,17:A,18:B,19:AB,
20:

高二物理交变电流复习学案


变电流的产生:线圈在匀强磁场中绕_______于磁场的轴匀速转动,产

生按_______规律变化的电流。线圈转至中性面时,穿过线圈的磁通量______

,而感应电动势________。

2.表征交变电流的物理量:周期T,频率f,关系_________;峰值:Em、I

m、Um;有效值:E、I、U

3.正弦交变电流的变化规律:

瞬时值表达:e=______________,i=______________,u=____________

峰值:Em=__________;

正弦交变电流有效值与峰值的关系:E=__________,I=____________,U=_____________

4.电感电容对交变电流的影

高二物理怎样产生交变电流导学案


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§2.1怎样产生交变电流导学案
宝鸡石油中学牛虹
【学习目标】
(1)、知道什么是直流,什么是交流.(2)、掌握交变电流的产生和变化规律.
(3)、掌握正弦式交变电流的产生原理.
【复习巩固】
1、导体切割磁感线时产生感应电动势大小的表达式为:E=_______.
2、运用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤是:
(1)、明确研究的闭合回路中________的方向;
(2)、明确穿过闭合回路的磁通量是________还是________;
(3)、由楞次定律判断出__________的方向;
(4)、由安培定则判断出__________的方向。
3、右手定则
伸开右手,使拇指与其余四指______,并且都与_____在一个平面内。让磁感线从_______进入,并使________指向导体运动的方向,这时_______所指的方向就是感应电流的方向。
【自主学习】
一.交变电流
1.定义:和随时间作周期性变化的电流,叫做交变电流,简称交流,用符号表示;的电流,叫做直流,用符号表示。
2、特点:随时间周期性变化是交变电流的最重要的特征.
二、中性面
1.定义:与磁感线的平面叫做中性面.
2.中性面特点:(1)穿过线圈的磁通量Φ最;(2)磁通量的变化率最;(3)电动势e及电流I均为;
三.正弦式电流
1.定义:随时间按规律变化的电流叫做正弦式交变电流,简称正弦式电流.
说明:在我国工农业生产及生活中使用的交变电流都是式交变电流,但并非只有按正弦规律变化的电流才叫交变电流.
2.正弦式电流的规律:假定线圈从跟磁感线垂直的平面(也叫中性面)开始转动,则产生的交变电流的瞬时值表达式为i=Imsinωt;电动势瞬时值的表达式为e=;电压瞬时值表达式为u=
【预习自测】
1、如图中为交变电流,而____就不是交变电流,正弦式交变电流的图象是

2、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,当线圈通过中性面时()
A.线圈平面与磁感线方向平行B.线圈平面与磁感线方向垂直
C.通过线圈的磁通量达到最大值D.通过线圈的磁通量为零
【自主探究】
一:交变流电的产生
1、将课本图2-8是交流发电机的示意图可用下图5-1-1,阅读课本42-43页对交流发电机的介绍,并结合课本图2-8,小组先交流讨论以下四个问题:
①、在线圈由a转到b的过程中,ab边中电流向哪个方向流动?
②、在线圈由c转到d的过程中,ab边中电流向哪个方向流动?
③、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?
④、为了详细的理清课本中这四个图的电流大小及方向的变化情况,完成下表的填写:
课本图a—bbb—ccc—ddd—aa
电流方向
磁通量及变化
2、你根据上表中的信息,能回答下列问题吗?
a、线圈在什么位置时,磁通量最大?此时线圈中的电流也是最大吗?
b、线圈在什么位置时,磁通量最小?此时线圈中的电流也是最小吗?
c、电流方向在什么位置时方向发生变化?
总结规律:中性面
(1).定义:
(2).特点:

针对训练
1、关于中性面,下列说法正确的是()
A、中性面就是穿过线圈的磁通量为零的面
B、线圈经过中性面时,感应电流为零,感应电动势为零
C、线圈经过中性面,电流方向一定发生变化
D、线圈每转一周经过中性面一次,所以线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次。
二:交变电流的变化规律
你能将上面a、b、c、d四个立体图转化成平面图(正视图)吗?

推导:如果设ab边长为L1,ad边长为L2,线圈在匀强磁场中匀速转动的角速度为ω,AB边到转轴O的距离为L2/2,从上图a的位置开始计时,你能否根据以上条件,推导出线圈在转动过程中,感应电动势随时间变化的表达式?

同类变式:若从上图b的位置经过时间t,推导出线圈在转动过程中,感应电动势随时间变化的表达式?

【总结规律】1、产生正弦交流电的条件是:当线圈在磁场中绕于磁场方向的轴做转动时,线圈中就产生正弦式电流.
2、假设线圈有N匝,Lab=Lcd=L1,Lad=Lbc=L2.以ω的角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动,则任一时刻t线圈中的感应电动势为:
(1)假定线圈从跟磁感线垂直的平面(即中性面)开始转动,则产生的电动势瞬时值的表达式为e=交变电流的瞬时值表达式为i=
电压瞬时值表达式为u=
(2)假定线圈从跟磁感线平行的平面开始转动,则产生的电动势瞬时值的表达式为e=
交变电流的瞬时值表达式为i=电压瞬时值表达式为u=
强调:产生正弦式交变电流的条件推广:转轴只要垂直于磁场就可以了,并不一定在线圈上;线圈的形状也可以是各种形状。
【针对训练】
2.有一10匝正方形线框,边长为20cm,线框总电阻为1Ω,线框绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动,如图垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5T.问:
(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少?
(2)写出感应电动势随时间变化的表达式.
(3)线框从图示位置转过60°时,感应电动势的瞬时值是多大?

【课后训练】
1.如图所示,表示交变电流的图象是
2.如下图所示,能够产生交变电流的情况是()

3.如图所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,则在0~π2ω这段时间内()
A.线圈中的感应电流一直在减小
B.线圈中的感应电流先增大后减小
C.穿过线圈的磁通量一直在减小
D.穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小
4.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动时产生的交流电动势为e=Emsinωt伏,当线圈的匝数增加一倍,转速也增大一倍,其他条件不变时,则交流电动势为:
A.e=B.e=C.e=D.e=
5.如图所示的100匝线圈,ab=cd=0.2m,ad=bc=0.1m,磁感应强度B=0.1T,角速度5rad/s,则线圈产生的感应电动势最大值为V,从中性面开始转动的产交流电动势瞬时值为e=V。

电感和电容对交变电流作用


电感和电容对交变电流作用

教学目的:

1、了解电感对电流的作用特点.

2、了解电容对电流的作用特点.

教学重点:电感和电容对交变电流的作用特点.

教学难点:电感和电容对交变电流的作用特点.

教学方法:启发式综合教学法

教学用具:小灯泡、线圈(有铁芯)、电容器、交流电源、直流电源.

教学过程:

一、引入:

在直流电流电路中,电压、电流和电阻的关系遵从欧姆定律,在交流电路中,如果电路中只有电阻,例如白炽灯、电炉等,实验和理论分析都表明,欧姆定律仍适用.但是如果电路中包括电感、电容,情况就要复杂了.

二、讲授新课:

1、电感对交变电流的作用:

实验:把一线圈与小灯泡串联后先后接到直流电源和交流电源上,观察现象:

现象:接直流的亮些,接交流的暗些.

引导学生得出结论:接交流的电路中电流小,间接表明电感对交流有阻碍作用.

为什么电感对交流有阻碍作用?

引导学生解释原因:交流通过线圈时,电流时刻在改变.由于线圈的自感作用,必然要产生感应电动势,阻碍电流的变化,这样就形成了对电流的阻碍作用.

实验和理论分析都表明:线圈的自感系数越大、交流的频率越高,线圈对交流的阻碍作用就越大.

应用:日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈,自感系数很大.日光灯起动后灯管两端所需的电压低于220V,灯管和镇流器串联起来接到电源上,得用镇流器对交流的阻碍作用,就能保护灯管不致因电压过高而损坏.

2、交变电流能够通过电容

实验:把白炽灯和电容器串联起来分别接在交流和直流电路里.

现象:接通直流电源,灯泡不亮,接通交流电源,灯泡能够发光.

结论:直流不能通过电容器.交流能通过交流电.

引导学生分析原因:直流不能通过电容器是容易理解的,因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了.电容器接到交流电源时,实际上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质,只是由于两极板间的电压在变化,当电压升高时,电荷向电容器的极板上聚集,形成充电电流;当电压降低时,电荷离开极板,形成放电电流.电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,表现为交流“通过”了电容器.

学生思考:

使用220V交流电源的电气设备和电子仪器,金属外壳和电源之间都有良好的绝缘,但是有时候用手触摸外壳仍会感到“麻手”,用试电笔测试时,氖管发光,这是什么?

原因:与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板,电源中的交变电流能够通过这个“电容器”.虽然这一点“漏电”一般不会造成人身危险,只是为了在机身和外壳间真的发生漏电时确保安全,电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地.

3、电容不仅存在于成形的电容器中,也存在于电路的导线、无件、机壳间.有时候这种电容的影响是很大的,当交变电流的频率很高时更是这样.同样,感也不仅存在于线圈中,长距离输电线的电感和电容都很大,它们造成的电压损失常常比电阻造成的还要大.

总结:

电容:通高频,阻低频.

电感:通低频,阻高频.

文章来源:http://m.jab88.com/j/52737.html

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