高中物理：5.1《交变电流》教案（新人教选修3-2）.doc

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1、教学课题：交变电流一．教学目标【知识和技能】　　1、知道正弦交流电是矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生的．知道中性面的概念．　　2、掌握交变电流的变化规律及表示方法，理解描述正弦交流电的物理量的物理含义．　　3、理解正弦交流电的图像，能从图像中读出所需要的物理量．　　4、理解交变电流的瞬时值和最大值，能正确表达出正弦交流电的最大值、有效值、瞬时值．　　5、理解交流电的有效值的概念，能用有效值做有关交流电功率的计算．【过程和方法】1、掌握描述物理规律的基本方法——文字法、公式法、图像法．　　2、培养学生观察能力、空间想象

2、能力、立体图转化为平面图进行处理问题的能力．　　3、培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力．【情感、态度、价值观】　　培养学生爱国主义精神及为富民强国认真学习的精神．二．教学重点、难点重点：交变电流产生的物理过程的分析及中性面的特点．难点：交变电流产生的物理过程的分析．三．教学仪器交流发电机模型、演示电流表四．教学方法讲授、演示、探究五．教学过程引入［复习提问］１．感应电动势的大小：基本式：导出式：２．感应电动势的方向：基本规律：楞次定律导出规律：右手定则（口诀：“力左电右”）［教师演示］交变电流产生的实验：模型

3、发电机产生的电流，大小和方向在不断的变化，这种电流叫做交变电流．新课1、交变电流的产生演示1：出示手摇发电机模型，并连接演示电流表．　　当线圈在磁场中转动时，电流表的指针随着线圈的转动而摆动，线圈每转动一周指针左右摆动一次．用心爱心专心表明电流强度的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电．2、交变电流的变化规律投影显示：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程．分析：线圈bc、da始终在平行磁感线方向转动，因而不产生感应电动势，只起导线作用．　　（1）线圈平面垂直于磁感线（甲图），ab、cd边此时速度方向与磁感线

4、平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流．教师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面．中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零．　　（2）当线圈平面逆时针转过90°时（乙图），即线圈平面与磁感线平行时，ab、cd边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最大，线圈中的感应电流也最大．　　（3）再转过90°时（丙图），线圈又处于中性面位置，线圈中没有感应电动势．　　（4）当线圈再转过90°时，处于图（丁）位置，ab、cd边的瞬时速度方向，跟线圈经过图（

5、乙）位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在（图乙）位置相反．　　（5）再转过90°线圈处于起始位置（戊图），与（甲）图位置相同，线圈中没有感应电动势．　　在场强为的匀强磁场中，矩形线圈边长为l1、l2，逆时针绕中轴匀速转动，角速度为ω，从中性面开始计时，经过时间t．线圈中的感应电动势的大小如何变化呢？　　线圈转动的线速度为ω，转过的角度为ωt，此时ab边线速度以磁感线的夹角也等于ωt，这时ab边中的感应电动势为：E=(Bl1l2ω/2)sinωt　　同理，cd边切割磁感线的感应电动势为：E=(Bl1l2ω/

6、2)sinωt　　就整个线圈来看，因ab、cd边产生的感应电势方向相同，是串联，所以当线圈平面跟磁感线平行时，即，这时感应电动势最大值；Em=BSω．　　感应电动势的瞬时表达式为：e=BSωsinωt　　可见在匀强磁场中，匀速转动的线圈中产生的感应电动势是按正弦规律变化的．即感应电动势的大小和方向是以一定的时间间隔做周期性变化．　　当线圈跟外电路组成闭合回路时，设整个回路的电阻为，则电路的感应电流的瞬时值为表达式．　　感应电流瞬时值表达式为，这种按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流．3、交流电的图像：交流电的变化规律

7、还可以用图像来表示，在直角坐标系中，横轴表示线圈平面跟中性面的夹角（或者表示线圈转动经过的时间），纵坐标表示感应电动势（感应电流）．规律：其中：，．用心爱心专心4、交流发电机　（1）发电机的基本组成　　①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）．　　②用来产生磁场的磁极．　（2）发电机的基本种类　　①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）．　　②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）．　　无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子．例题与练习【例1】如图所示各图线中表示交变电流的是【】【误解】选（A），（B），（C），（D

8、）．【正确解答】选（B），（C），（D）．【错因分析与解题指导】大小、方向随时间作周期性变化的电流为交变电流．【误解】选有（A），然而（A）中电流大小虽周期性变化，但方向不变，是直流电流而不是交变电流．【例2】一线圈中产生的正弦交变电流按i=10sin314tA变化，求出当线圈从中性面起转过30°、60°、90°、120°所需时间及对应的电流值