省優(yōu)質(zhì)課交變電流教案3頁

1、優(yōu)質(zhì)課評選交變電流教學(xué)設(shè)計 執(zhí)教人： 5.1交變電流【教學(xué)目標】知識與技能1.使學(xué)生理解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是中性面；2.掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法；3.理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準確含義。過程與方法1.掌握描述物理量的三種方法：文字、公式、圖象法；2.培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和空間想象能力；情感態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的思想?！窘虒W(xué)重點】交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析。 【教學(xué)難點】交變電流的變化規(guī)律及應(yīng)用。【教學(xué)過程】一、課堂導(dǎo)入：首先來觀察兩個演示實驗。演示一：1、用干電池給發(fā)光二極管供電。2、用手搖交流發(fā)電機給二極管供電。 學(xué)生觀察二極管的發(fā)光情況，說明發(fā)電

2、機提供的電流大小是變化的。演示二：1、用干電池給靈敏電流計供電。2、用手搖交流發(fā)電機給靈敏電流計供電。學(xué)生觀察靈敏電流計的指針的變化，說明電機提供的電流方向是變化的。比較演示一、二，總結(jié)出交流和直流的區(qū)別。學(xué)生完成例題1。二、交變電流的產(chǎn)生問題：為什么發(fā)電機能產(chǎn)生交變電流呢？ 基本結(jié)構(gòu)：磁場、線圈產(chǎn)生條件：線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸轉(zhuǎn)動。問題1：判斷線圈處在甲乙丙丁四個位置時是否產(chǎn)生感應(yīng)電流？若有，標出電流方向；若無，說明原因。問題2：判斷從甲轉(zhuǎn)到乙電流方向變嗎？從乙轉(zhuǎn)到丙呢？從丙轉(zhuǎn)到丁？丁到甲？問題3：分析線圈由甲轉(zhuǎn)到乙，有乙轉(zhuǎn)到丙，由丙轉(zhuǎn)到丁，由丁轉(zhuǎn)到甲的過程中電流大小變化的情況？問

3、題4:從E經(jīng)負載流向F的電流記為正，在電流時間圖中畫出甲、乙、丙、丁四個位置對應(yīng)的時刻。猜測在一個周期內(nèi)感應(yīng)電流隨時間變化的關(guān)系，大致畫出it圖線。 過程分析：以單匝矩形線框為例分析，在轉(zhuǎn)動過程中，電流是怎樣產(chǎn)生的呢？現(xiàn)在我們來看，是哪些邊在切割磁感線運動呢？現(xiàn)在整個矩形線框有四個邊，有一半是紅色，另一半是藍色，有兩根豎著的，還有兩根橫著的，那是哪一根在切割磁感線？橫著的，哪種顏色的？橫著的兩根都切割。所以這里產(chǎn)生的電流就是由于這兩根導(dǎo)線在切割磁感線而產(chǎn)生的了。分析在甲圖中AB、CD的特點，和學(xué)生一起畫出線框的側(cè)面圖，推導(dǎo)出乙、丙、丁三圖中線框的側(cè)面圖。分析甲圖中AB、CD速度的方向，讓學(xué)生說

4、出乙、丙、丁三圖中AB、CD速度的方向。問：這四幅圖中都有感應(yīng)電流產(chǎn)生嗎？感應(yīng)電流的方向應(yīng)該用什么方法來判斷？右手定則。我們一起伸出右手來判斷一下。學(xué)生說出甲丙中沒有電流，乙圖中AB中電流的方向，是垂直紙面向外的，那CD中呢，是垂直紙面向里的，好，在這個矩形線框中，AB 中產(chǎn)生向外的電流，這就相當于一個電源，畫出來，CD中產(chǎn)生向里的電流，畫出電源， AB和CD這兩個電源是怎樣連在一起的？串聯(lián)。那既然是串聯(lián)，電源的電動勢是多大？應(yīng)該是兩個棒產(chǎn)生的電動勢的代數(shù)和。再分析丁圖，感應(yīng)電流方向是怎樣的？AB中電流的方向，是垂直紙面向里的，那CD中呢，是垂直紙面向外的，兩電源仍然是串聯(lián)的，比較乙、丁兩位置

5、電流方向的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)電流的方向變了，問：其他位置電流的方向是怎樣的呢？先分析從甲到乙再到丙中速度的方向，分解速度，發(fā)現(xiàn)是速度的豎直方向的分量產(chǎn)生電流，向哪切割？下。所以，電流的方向不變。從丙到丁再到甲呢？學(xué)生分析。結(jié)論：只要轉(zhuǎn)過甲丙位置，電流的方向就要改變。像甲丙位置，沒有電流，并且線框經(jīng)過這個位置后，電流的方向就變了，你說這個位置特別嗎？所以這個位置非常特別，我們也給它一個特別的名稱。這個位置我們物理上叫做中性面?？偨Y(jié)中性面的特點。學(xué)生完成例2。三、交變電流的變化規(guī)律現(xiàn)在設(shè)矩形線框ABCD從中性面開始轉(zhuǎn)動，角速度是，AB、CD寬L1，AD、BC長L2 ，磁感應(yīng)強度是B，經(jīng)過時間t，思考：（1

6、）線框與中性面的夾角是多少？ （2）AB邊的速度多大？（3）AB邊速度方向與磁場方向夾角是多大？（4）AB邊中的感應(yīng)電動勢多大？（5）線框中的感應(yīng)電動勢多大？（6）若為N匝線圈，則線圈中的感應(yīng)電動勢多大？電動勢的峰值表達式為？找學(xué)生回答自己的推導(dǎo)思路。強調(diào)以線圈經(jīng)過中性面開始計時，在時刻t線圈中的感應(yīng)電動勢 若為N匝線圈，強調(diào)用小寫的e不用大寫的E，與電磁感應(yīng)中的表示方法不一樣。這里的NBS叫做交流電的峰值，e叫做交流電的瞬時值。有沒有更加直觀的表示方法？用圖象。假設(shè)線圈轉(zhuǎn)一圈所用的時間是T，我們用橫軸表示時間，用縱軸表示電動勢，若線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，那么t=0時，電動勢的瞬時值是0，當t=T4時，電動勢的瞬時值是Em，我們就得到了電動勢隨時間變化的圖象。若用該線圈對外電阻供電，則可以求出電路中電流的瞬時值表達式為，外電阻兩端電壓的表達式為。試分析例3。繼續(xù)強調(diào)在這三個表達式中，都含有sint。這說明了什么問題呢？說明這里的電流，電壓，電動勢都是按照正弦規(guī)律變化的，同樣的道理，還可以得到電流，電壓隨時間變化的圖象。四、交流電的種類 出示幾種交流電的圖像，說明交流電不都是正弦交流電。五、課堂小結(jié)今天