高中物理新课标人教版选修3-2优秀教案：教学设计(二){1交变电流}

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1、教学设计（二）整体设计教学目的1.交变电流的产生及变化规律。2.会用公式和图象表示交变电流。3.培养学生观察实验能力和思维能力。重点、难点、疑点及解决办法1.重点：交变电流产生的物理过程分析及中性面的特点。2.难点：交变电流产主的物理过程分析。3.疑点：当线圈处于屮性面时磁通量最人，而感应电动势为零。当线圈平行磁感线时，通过线圈的磁通虽为零，而感应电动势最大。即①min=O,Em冇故大值；①max=BS。Emin=0的理解。4.解决办法（1）通过对矩形线圈在匀强磁场屮匀速转动一周的实物演示，立体图结合侧视图的分析、特姝位置结合任一位置分析使学牛了解交变电流的大

2、小和方向是如何变化的。（2）通过侧视图分析线圈运动方向与磁场方向BZ间的关系，利用导体切割磁感线方法来处理，使问题容易理解。教学准备手摇发电机模型、演示电流计、导线若干、微机、实物投影。教学过程[事件1]创设情景，导入新课。1831年法拉笫发现了电磁感应现象，为人类进入电气化时代打开了大门，今天我们使用的电灯、微波炉等家用电器的交流电是怎样产生并口送到我们的家庭中来的呢？这就是这章要学习的内容，先看第一节：交流电的产生。知识回顾教师：如何产生感应电流？请运用电磁感应的知识，设计一个发电机模型。教师巡视教室一圈，将学牛典型的两种画法卅幻灯片展现。请学主回答电路中

3、为什么会有感应电流？学生回答，①电路闭合，②磁通虽变化。引导学生答出甲图由面积增大引起磁通量增加。乙图是由线圈平面与磁感线的夹角变化引起磁通量变化。甲乙[事件2]交变电流的产生。拿出手摇发电机模型，介绍主要部件，（对照乙图）将发电机接演示用电流计缓慢转动线框一周，让学生观察电流计指针偏转情况（重复两次）。学生：指针左右摆动一次。这说明通过电流计的电流存何特点？［学生］电流大小变化，方向变化。［教师］连续3次缓慢转动线框，请学生继续观察电流计指针偏转悄况。［学生］连续左右摆动3次。［教师］这反映在连续转动线框过程小，通过电流计的电流有何特点？［学生］周期性变化。

4、［教师］我们把这种大小、方向都随时间作周期性变化的电流叫做交流电。［事件3］交变电流的变化规律。刚才矩形线圈在匀强磁场中匀速转动为什么可以产生交流电？产生的交流电又属于哪种交流电呢（就刚才实物提问）？这节课我们就来解决这些问题。线框匀速转动过程中，哪些边在切割磁感线？ab边、cd边。ab边、cd边其实在绕00’做匀速圆周运动。演示并观察何时电动势最大？教师缓慢转动线框，请学生发现指针偏转最大时喊停。此时线圈平曲与磁感线平行。演示并观察何时电动势最小？教师缓慢转动线框，请学牛发现指针偏转最小时喊停。当线框平而垂直磁感线时，感应电动势最小。为了便于讨论，我们来看图

5、（转动一周屮的五个特殊位置）o甲乙丙丁戊教师交代1.磁场为匀强磁场。2.00’与ab边、cd边等距且ab=cd=li、bc=da=l2我们把线框与磁感线垂肓的平面称为屮性面，线框处于屮性面时通过的磁通最最人。为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化为平面图來分析，那如何转化呢？我们一起来看甲图是如何转化的，我们能看到的边是ad边，切割的两条边ab、cd可用点来表示，即为（甲）图。切割边ab、cd在图中的运动方向呢?sb边、cd边绕00'作圆周运动，所以运动方向吋刻•圆周半径乖直。请同学们在（甲）图标上边乩、cd此时的运动方向。请同学们完成具余四图转化工作及标上

6、曲、cd在各图小的切割方向。学生完成后，用幻灯片进行校止。我们现在来分析线框转动一周过程中是如何产生交变电流的。甲图中的运动方向V平行于磁感应强度方向B,则各边产牛•的感应电动势多大?ab边、cd边产牛感应电动势均为零，则线框小总感应电动势为零。同样得出乙图屮eilb=Bl1V,由学主利用右手定则判断出电流方向a->boecd=Bl1V,由学生利用右手定则判断出电流方向c->d«・—0线框由甲位迸经t时间到某位吉时，如图示，（幻灯片上）此时，ab、cd运动方向如何？v与B方向夹角如何？如何处理？此时ab边、cd边运动方向与ad垂直。线椎转过的角度为tOto将V

7、分解vi=vsinatVi丄BV2=vcos3tV2〃BEah=BliVsinGjta-*beCd=BliVsinatc-*d12即线框中感应电动势e=2Bhvsin3tv=⑺㊁，得e=BSwsinwt若为N匝，则e=NBScdsinwt,其中Em=NBSWa—b—cfd。而后半周期学生较熟练，教师引导学生完成，应特别注意电流方向。最后师生共同总结：线框在匀强磁场中匀速转动一周过程中：①线框屮电流按正弦规律变化，故称正弦交变电流。e=Emsin（ott=0时线框处中性面时开始计吋。②中性面特点：a.max=BSe=0b.电流在此改变方向，线框转动一周内电流方向

8、改变两次。③当S〃B时cDmin=0,