正弦交流电教案.doc

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1、教学环节教学过程教学方法复习旧课２分钟引入新课２分钟讲述新课39分钟提问：导体切割磁力线会产生感生电动势，感生电动势的大小与哪些物理量有关、方向如何确定？方向：右手定则大小：e=Blvsinαα——导体运动方向与磁感应强度方向夹角多媒体课件展示：正弦波、锯齿波、矩形波、尖脉冲波这些电信号与前面所学的稳恒直流电相比具有一个共同点，即大小和方向均随时间周期性变化，这种电压、电流、电动势统称为交流电。而其中按正弦规律变化的即是正弦交流电。交流电由于能方便地利用互感现象变换电压，便于远距离输送和用户的使用，在日常生活中广泛应用，那么它是如何产生的呢？板书课题：§7-

2、1正弦交流电的产生一、设置悬念、激发探究（３分钟）１、展示手摇发电机并简述其构成。定子────一对磁极转子────线圈、集电环２、演示：先快速转动手柄，再缓慢旋转，提示学生观察小灯泡状态。提问：小灯炮一闪一亮说明了什么？引导学生共同回答：让学生与稳恒直流电对比引出正弦交流电的概念，并说明交流电的广泛应用。直观演示并引导学生观察、发现。进一步询问设置悬念，激发学生探究的兴趣。重点、难点转子转动过程中有电流产生流经小灯泡。结合实物说明：转子转动过程中与磁场方向垂直的导体切割磁力线(或磁通发生变化)产生了感生电动势，从而在闭合回路产生感生电流。进一步询问：为什么是

3、一闪一亮？流经小灯泡的到底是什么样的电流？通过下面的分析过程我们可以找到答案。二、分析交流电产生原理（18分钟）１、用多媒体课件来模拟交流电产生过程点击“播放”按钮，提示学生观察电流表指针位置如何变化。提问：电流表指针如何动作?现象：在指针零刻度两边周而复始地来回摆动。设问：电流表指针位置变化说明什么？结论：交流发电机产生的是交变电流，电流强度和电流方向都是随时间做周期性变化的。教学过程中，结合多媒体动画课件，将线圈切割、磁通变化、电流变化动态联系起来，突出交变电流为何“变”，怎么“变”。提问：线圈在磁场中旋转一周时，交流电的方向改变几次？在什么位置变化？大

4、小如何随之变化？２、用“分步”画面将电流变化与线圈位置变化联系起来将画面停在线圈与磁极分界面重合、转过９０度、１８０度、２７０度、３６０度五个特殊位置观察。①先引导学生观察到线圈每经过磁极分界面感生电动势方向改变一次，并引出中性面概念。②再引导学生观察到感生电动势大小如何变化。③引导学生观察到ab、cd导体运动方向随线圈位置改变而同步变化。④分析各物理量变化并填入以下表格。线圈从磁极分界面转过角度磁通Φ切割磁力线速度感生电流０°最大００９０°０最大最大１８０°最大００２７０°０反向最大反向最大３６０°最大００结论：线圈旋转过程中，每经过一次中性面，由于导体切

5、割磁力线方向改变，感生电动势方向变化一次，且每次线圈与中性面重合时，感生电动势恰好为零。线圈与中性面垂直时，达到最大值。边提问边播放课件，使用“暂停”按钮将线圈暂停在特殊位置处，让学生进一步仔细观察。引导学生应用“右手定则”判断ab、cd边感生电动势的方向。伴随学生回答用多媒体课件展现。与学生一起对照分析，找出变化原因和规律。设问：从上面的观察、分析知道，发电机产生的交流电是随着线圈与中性面位置的改变而周期性变化。那么具体又是按什么样规律变化呢？三、改用发电机截面图来研究变化规律。VαOV′（14分钟）1、说明线圈运动状态：O′初始位置：中性面在匀强磁场中匀

6、速转动角速度：ω线速度：v任一时间t线圈与中性面夹角为α＝ωt。2、明确ab、cd边的运动速度V与切割磁力线速度V′之间的关系。在整个旋转过程中，随着线圈与中性面角度α变化，导体运动方向与磁力线夹角同步变化。V′=VsinαV′是导体切割磁力线的速度V′为负值时表明切割磁力线方向改变3、分析变化规律。提问：若导体ab、cd长度为L，磁感应强度为B，旋转过程中导体运动速度为Ｖ，整个线圈产生感生电动势多大？通过进一步设问，结合定量分析，使学生对产生的电动势就是正弦量有一更清晰认识。让学生根据前面有关感生电动势大小的公式说出答案。（ab、cd处于同一磁场，运动速度

7、相同，任一时刻产生感生电动势相同）引导学生回答并板书：e＝２e′＝２BLv′＝２Blvsinα＝Emsinα＝Emsinωt若整个闭合回路中电阻为Ｒ则任意时刻线圈中感生电流强度为：i＝Emsinα／R＝Imsinα＝Imsinωt提问：从上面导出的感生电动势表达式，可看出发电机产生的交流电是按什么规律变化的？学生回答：是按正弦规律变化的。４、学会用波形法表示正弦交流电。提问：上面用公式表示了正弦交流电的变化规律，我们是否还能用其它方法表示正弦交流电的变化规律呢？选取α=0°、α=90°、α=180°、α=270°、α=360°五个特殊位置，利用数学中所学的“

8、五点法”绘出正弦交流电波形。ｅ－ＥｍＥｍωｔπ/2０