交变电流教案(改)

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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人值及屮性而的准确含义。过程与方法：（1）掌握描述物理量的三种棊木方法（文字法、公式法、图彖法）。（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：培养学牛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学过程

2、：新课导入：电磁感应的重要应川就是产牛了交变电动势和交变电流，使电流町以远距离的传输进入我们T家力户。新课教学:（-）探究手摇交流发电机输出电流的特点:实验：用手摇交流发电机对小灯泡供电现象：电流计指针来回摆动结论：电流的方向是周期变化的现象：电流计指针摆动幅度不同结论：电流的大小是不断变化的小结：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。人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、方向均不随时间变化的电流叫恒定电流。（二）探究

3、交变电流的产生原理：交流发电机的构造：磁极，线圈，铜环，电刷当线圈转动时，线圈的边要切割磁感线，因此会产生感应电动势和感应电流；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，哪个位置线圈中电流最大?0E甲线圈平面与磁感线垂直时，乙VD(CB线圈平面与磁感线平行时电流最大没有感应电流物理学屮把线圈平面垂点与磁感线的位置成为屮性面。结论：线圈平面与屮性面重合时，感应电流最小；线圈平面与屮性面垂直时电流最大。2、你能判断岀线圈从中性而开始逆吋针转动一周中，线框中电流方向的规律

4、吗？无电流电流方向：d-a-b-c-d无电流电流方向:a-d-c-b-a无电流结论：线圈平面每经过屮性面时，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。3、你能定性的分析出线圈从中性血转动一•周过程中电流的大小和方向变化规律吗？结论：在中性面吋最小，然后逐渐增大到线圈与磁场方向平行时最大，然后逐渐减小到线圈转到下一个中性面时最小；Z后电流反方向增到到线圈与磁场平行时的最大，然后乂减小到线圈回到中性面时最小。（三）定量分析交变电流的变化规律：AB长为L

5、,BC长为b，转动的角速度为3,磁感应

6、强度为B。AB边产生的感应电动势：eAB=nBL}vsin0AB边的线速度：v=co-—L2,eAB=nB厶69•丄L2sin022e-eAB+eCD=2xnBL}co~L2sin0=nBSeosin0当线圈abed经过中性面时开始计时，0=cot,e=nBScosmcot=EmsincotE,”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i,也按正弦规律变化，u=Umsincotfi=Imsincot这种按匸弦函数规律变化的交变电流叫正弦式交

7、变电流，简称正弦式电流。思考：如果从线框平面与磁感线平行的位置开始计时，那么表达式如何？e=nBSofcoscot-Emcos69/注意：两个特殊位置的不同特点：(1)线圈平而与中性面重合时，SIB,^=0,z=0,电流方向发生改变；0最大，(2)线圈平面与中性面垂直时，SIIB,,幺最大，z•最大，电流方向不变；0=0思考：线圈从中性血开始匀速转动，电动势，电流的大小方向的变化规律是怎样的？结论：线圈在转动过程小电动势，电流的变化都重复第一圈的变化情形。正弦交变电流是一种最简单乂最基本的交变电流，家庭电路的

8、交变电流就是止弦交变电流。实际小应用的交变电流，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。常见的交流电甲：家庭电路中的正弦交变电流乙：示波器中的锯齿波扫描电压丙：电子计算机中的矩形脉冲T：激光通信中的尖脉冲例1、发电机产牛的按正弦规律变化的电动势最人值为311V,具线圈共100匝，在匀强磁场屮匀速转动的角速度为100nrad/s,从线圈经过中性面开始计时。(1)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100Q,求t=—s时的电流。600(3)线圈转过180。的过程屮，

9、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，e=Emsin^=311sinl00^(V)PTT(1),=一=3.11sin100r(A),ts时，i=3」lsin—A=1.56A；R6006T71(2)线圈经过180°过程屮，磁通量变化AO=2BS,此时，&=_=_,由法拉第2CD—A①2—2电磁感应定律得这一过程屮的平均电动势E=n=