1.交流电的产生教案

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1、交流电的产生徐玉太（江苏省仪征市中学）教学目的：1．使学生了解交流电的产生原理及正弦交流电的变化规律；2．熟悉用图象及公式表示交流电的方法并理解交流电的瞬时值和最大值的物理意义；3．注意培养学生观察实验和思维能力。教学过程：[教学器材]手摇发电机模型，演示电流计，高中《物理》下册（人民教育出版社1987年4月第2版）第151页图5-2的教学挂图，示波器，小灯泡等。一、引入新课[立疑设问]请同学们运用电磁感应知识，自行设计一个发电机的实验模型(画出草图)[学生设计]让矩形线框在匀强磁场中匀速转动（择优画在黑板上，如图1所示）。[实验开路]教师拿出手摇发

2、电机模型，介绍主要部件（对照学生设计的原理图），进行演示。第一次发电机接小灯泡。当线框缓慢转动时，小灯泡不亮；当线框快转时，小灯泡亮了，却是一闪一闪的。第二次发电机接演示电流计。当线框缓慢转动时电流计指针摆动；仔细观察可见，线框每转一周，电流计指针左右摆动一次。师：线框（电枢）里产生的是什么样的感生电流？请同学们阅读课本第150页最后一行至第151页第五行后再回答。生：线框里产生的是一种强度和方向都随时间做周期性变化的感生电流，也就是交流电。师：现代工农业生产和日常生活中，所用的大都是交流电。它有许多优点，今天，我们就来学习交流电的产生原理和变化规律

3、。二、新课教学（板书）1.交流电的产生为什么矩形线框在匀强磁场中匀速转动，线框里能产生交流电呢？（结合板图，按程序提出问题，启发学生分析、讨论、回答。）师：线框（如图1）abcd在磁场中转动时，哪些边切割磁力线？生：ab边和cd边。师：线框转到什么位置，产生的感生电动势最大？生：当线框平面与磁力线平行位置时，ab边和cd边的线速度方向，都与磁力线垂直。即两边都垂直切割磁力线。此时，感生电动势最大。师：线框转到什么位置感生电动势最小？生：当线框平面转到跟磁力线垂直位置时，ab和cd边线速度方向都跟磁力线平行，即两边都不切割磁力线。这时，感生电动势等于零

4、。（教师引出有关中性面的概念，预先板书于小黑板上，挂起来。）(教师在图1上板画完，继续追问。)(1)线框平面与磁力线垂直位置叫中性面；(2)线框处于中性面位置时，穿过线框的磁通量最大，但磁通量的变化率为零；(3)线框越过中性面时，线框中感生电流方向就要改变。线框在磁场中转动一周，感生电流方向改变两次:感生电动势由0→εm→0→εm→0。如果线框平面从中性面开始，逆时针方向匀速转动，角速度为ω，经时间t后，线框转过的角度是ωt；ab边线速度方向如图l中υ所示，跟磁力线方向间夹角是ωt。师:设ab边长度为l，磁感应强度为B，这时，ab边中的感生电动势是多

5、大?生：师：cd边中感生电动势跟ab边中感生电动势大小相同，又是串联在一起的。此时，整个线框里的感生电动势多大？生：e=（小结并板书）（1）在匀强磁场中，匀速转动的线框里产生的感生电动势是按正弦规律变化的，（其中）。式中e叫做电动势的瞬时值，是电动势的最大值。若将线框和电阻构成闭合电路，则有感生电流I==(其中)。（2）感生电流按正弦规律变化。(请同学们阅读教材自151页第6行至153页第7行。)(板书)2.交流电的变化规律师:上面用公式表示了交流电的变化规律，那么是否还能用其他方法来表示交流电的变化规律呢?(引导学生观察按课本第151页图5-2绘制

6、的教学挂图，线框通过五个特殊位置时，电流计指针变化情况。)[再次演示]要求学生认真观察，在手摇发电机线框通过某位置时，与电流计指针示数和方向的对应关系。(启发学生分析、讨论下述问题，挂起预先写好的小黑板。)(1)电动势和电流大小变化情况?(2)用右手定则各自独立分析线框在五个特殊位置时，电动势和电流方向?(3)若规定电动势和电流正方向是:a→b→c→d→a通过五点作图法，画出电动势和电流正弦曲线。(请学生上小黑板画出e一t图线和i一t图线，如图2所示，只要求学生画出二条正弦曲线，其余内容都由教师课前画好。)[当堂练习]当ωt=60°,150°,210

7、°,300°时，(1)画出线框在磁场中位置；(2)用右手定则判断电动势和电流方向；(3)说出，既能表示电动势大小，又能表示电动势方向的理由。[演示]示波器荧光屏上显示市电的电压图象。(要求学生用学过的三角函数知识(1)分析曲线特点；(2)写出函数表达式，明确式中各量物理含义；(3)联系线框转动，写出感生电动势和感生电流的瞬时值表达式。)师：开头观察手摇发电机转动时，小灯泡为何一闪一闪的呢?图3师生共同讨论，结论如下:(1)灯泡发光需要一定的电压(如图3)，当U定<εm时，就能使灯泡发光。(2)如图3所示，当T1

8、t