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时间:2020-04-03
《高中物理:5.1《交变电流》教案(新人教选修3-2).doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
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
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