交变电流教案.doc

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1、选修3-2§5.1《交变电流》教学目标知识与技能：（1）使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。（2）掌握交变电流的变化规律及表示方法。（3）理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。过程与方法：（1）掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。（2）培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。（3）培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。情感、态度与价值观：培养学生理论联系实际的思想教学重点：交变电流产生的物理过程的分析教学难点：交变电流的变化规律及应用教

2、学过程：新课导入：今天我们开始学习交变电流，交变电流是电磁感应现象的进一步延伸。新课教学：（一）探究手摇交流发电机输出电流的特点：实验一：用手摇交流发电机对小灯泡供电现象：小灯泡一闪一闪地发光结论：电流的大小是周期变化的实验二：用手摇交流发电机对并联的反向的发光二极管供电现象：两个发光二极管轮流发光结论：电流的方向是周期变化的小结：手摇交流发电机的输出电流的大小和方向都随时间做周期性的变化。大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流（AC）方向不随时间变化的电流称为直流（DC）大小、方向均

3、不随时间变化的电流叫恒定电流。（二）探究交变电流的产生原理：交流发电机的构造：哪些边切割磁感线？（ab和cd）问题讨论：（1）在转动过程中，哪个位置线圈中没有电流，哪个位置线圈中没有电流，哪个位置线圈中电流最大？物理学中把线圈平面垂直与磁感线的位置成为中性面。2、你能判断出线圈从中性面开始逆时针转动一周中，线框中电流方向的规律吗？3、你能总结线圈在转动过程中，电流的方向的变化规律吗？线圈平面每经过中性面时，感应电流的方向就改变一次，线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。4、你能定性的分析出线圈从中性面转

4、动半周过程中电流的大小变化规律吗？从中性面开始转动过程中，电流从零逐渐变大到最大，再由最大减小到下一个中性面变为零。（三）定量分析交变电流的变化规律：AB长为L1，BC长为L2，转动的角速度为ω，磁感应强度为B。AB边产生的感应电动势：AB边的线速度：，当线圈abcd经过中性面时开始计时，，是感应电动势的最大值，叫做峰值。由于电动势按正弦规律变化，当负载为电灯等用电器时，负载两端的电压、通过的电流，也按正弦规律变化，，这种按正弦函数规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流。思考：如果从线框平面

5、与磁感线平行的位置开始计时，那么表达式如何？注意：两个特殊位置的不同特点：（1）线圈平面与中性面重合时，，最大，，，电流方向发生改变；（2）线圈平面与中性面垂直时，，，最大，最大，电流方向不变；正弦交变电流是一种最简单又最基本的交变电流，家庭电路的交变电流就是正弦交变电流。实际中应用的交变电流，不只限于正弦交变电流，它们随时间变化的规律是各种各样的。例1、发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为311V，其线圈共100匝，在匀强磁场中匀速转动的角速度为100πrad/s,从线圈经过中性面开始计时。（1

6、）写出当时的瞬时表达式。（2）此发电机与外电路组成闭合电路时，总电阻为100Ω，求时的电流。（3）线圈转过180°的过程中，电动势的平均值，电动势达到的最大值各是多少？（4）磁通量变化率的最大值是多少？解：（1）从中性面开始计时，（2），时，；（3）线圈经过180°过程中，磁通量变化，此时，，由法拉第电磁感应定律得这一过程中的平均电动势，而，所以=198（V）当线圈转过90°时，即在时刻时电动势最大，（V）（4）电动势最大时，由法拉第电磁感应定律可知磁通量的变化率也最大，例2、一正弦交流发电机的电动势为

7、，若将此发电机的转速和磁场均增加一倍，试写出这时电动势的表达式。解：，当转速提高一倍时，磁感应强度增加一倍时，所以，。小结：本节课主要学习了以下几个问题：（1）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流。（2）从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSωsinωt,感应电动势的最大值为Em=NBSω。（3）两个特殊位置的特点；作业：创新课时训练P21-22