选修3-2《第二章 交变电流 本章复习与检测》优秀教案

选修3-2《第二章 交变电流 本章复习与检测》优秀教案

交变电流

教学目标：

1．掌握交流发电机及其产生正弦式电流的原理，正弦式电流的图象和三角函数表达，

2．理解最大值与有效值，周期与频率；

3．知道电阻、电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗

教学重点：交流的基本概念

教学难点：交流电路的分析与计算

教学方法：讲练结合，计算机辅助教学

教学过程：

一、交变电流的产生

1. 正弦交流电的产生

当闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就有交流电产生．如图所示．

设矩形线圈abcd以角速度ω绕oo' 轴、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针方向转动．此时，线圈都不切割磁感线，线圈中感应电动势等于零．经过时间t线圈转过ωt角，这时ab边的线速度v方向跟磁感线方向夹角等于ωt ，设ab边的长度为l，bd边的长度为l'，线圈中感应电动势为

当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，线圈转过T/4时间，ωt=π/2，ab边和cd边都垂直切割磁感线，sinωt =1，线圈中感应电动势最大，用Em来表示，Em=BSω．则e =Emsinωt

由上式知，在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的．

根据闭合电路欧姆定律： ，令 ，则

i=Imsinωt

路端电压u=iR=ImRsinωt，令Um=ImR，则

　　　　　　　　　　　u=Umsinωt

如果线圈从如图所示位置开始转动，电路中感应电动势、感应电流和路端电压将按余弦规律变化

　　　　　　　　　　e=Emcosωt 　 　i=Imcosωt 　u=Umcosωt

2．中性面

当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做中性面．

应注意：①中性面在垂直于磁场位置．②线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大．③线圈平面通过中性面时感应电动势为零．④线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次．