2019-2020学年度粤教版选修3-2 2.1认识交变电流 教案(3)
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  一定难度的。例如,交变电流从广义上讲,是方向和大小随时间做周期性变化的电动势、电压和电流的统称。而对中性面的理解,要让学生明确:

  ①中性面是指与磁场方向垂直的平面,此时线圈中的磁通量最大。

  ②当线圈位于中性面时,线圈中感应电动势为0。

  ③当线圈再次转过中性面时,感应电动势的方向改变。

  1.推导公式e=Emsint

  问题情景:如图5-4所示。在磁感应强度B的匀强磁场中,矩形线圈逆时针绕中轴匀速转动,角速度为。图中标a的小圆圈表示线圈ab边的横截面,标d的小圆圈表示线圈cd边的横截面,ab、cd长度为L1,ad、bc长度为L2,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?

  ②ab边的速度多大?

  ③ab边速度方向与磁场方向夹角多大?

  ④ab边产生的感应电动势多大?

  ⑤线圈中感应电动势多大?

  引导学生分析:

  ①线圈的角速度是,经过时间t它与中性面的夹角是t。

  ②ab边绕中心轴做匀速圆周运动,角速度是,转动半径为,所以ab边的速度是。

  ③ab边速度方向与磁场方向夹角与线圈从中性面转过的角度相同;也是t。

  ④ab边产生的感应电动势e1=BL1sint。

  ⑤线圈中感应电动势e=2BL1sint=BSsint

  若线圈有N匝时,相当于N个完全相同的电源串联,e=NBSsint ,令Em=NBS,叫做感应电动势的峰值,e叫做感应电动势的瞬时值。

  根据部分电路欧姆定律,电压的最大值Um=ImR,电压的瞬时值U=Umsinωt。

  这一环节提出的五个小问题,学生都能回答出来。从而和学生一起推导出线圈中感应电动势的表达式。再扩展到线圈有N匝时的表达式,感应电动势的峰值表达式,及瞬时值的概念,电流的瞬时值表达式,电压的瞬时值表达式。

  2.用图象表示交变电流的变化规律是一种重要的方法,它形象、直观,易于被学生接受。因此除了采用数学表达式表示电动势、电流与电压与时间的函数关系外,还可以用正弦曲线来表示。

如下图所示: