交變電流的教學(xué)設(shè)計(jì)方案

1、交變電流的教學(xué)設(shè)計(jì)方案IMB standardization office IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律教學(xué)設(shè)計(jì)方案選用的教材：高中物理人教版第二冊(cè)（必修加選修），適用于高二年級(jí)第十七章交變電流第一節(jié)“交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)津的新課教學(xué)；教學(xué)目標(biāo)：1、知道交變電流和正弦式交變電流的定義；2、知道什么是中性面,中性面的特點(diǎn)；3、掌握正弦交變電流的產(chǎn)生原理；4、掌握正弦交變電流的變化規(guī)律和三角函數(shù)表達(dá)式；5、了解幾種常見交變電流的波形；6、了解交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造。教學(xué)重點(diǎn)：1、中性面的特點(diǎn)；2、正弦交變電流的產(chǎn)生原理；3、正弦交變電流的變化規(guī)律、圖象和三角

2、函數(shù)表達(dá)式。教學(xué)難點(diǎn)：1、正弦交變電流的產(chǎn)生原理；2、正弦交變電流的變化規(guī)律、圖象和三角函數(shù)表達(dá)式。教學(xué)思路：1、本章所講的是交變電流的知識(shí)，是前面學(xué)過的電和磁的知識(shí)的發(fā) 展和應(yīng)用，并且與生產(chǎn)和生活有著密切的關(guān)系，有廣泛的應(yīng)用，在高中 階段只對(duì)交流電的產(chǎn)生、描述方法、基本規(guī)律作等最必要的基本知識(shí)進(jìn) 行講解，這些知識(shí)是已學(xué)過的電磁感應(yīng)的引伸，所以在教學(xué)過程中對(duì)開 闊學(xué)生思路、提高能力是很有好處的；2、本章要講解的基本內(nèi)容有：交變電流的產(chǎn)生原理和變化規(guī)律、交 變電流的特點(diǎn)、電能的輸送、變壓器的構(gòu)造和工作原理等；教學(xué)內(nèi)容：1、正弦交變電流的產(chǎn)生；2、正弦交變電流的變化規(guī)律；3、交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作

3、原理。教學(xué)工具：手搖單相發(fā)電機(jī)、小燈泡、示波器、多媒體教學(xué)課件、示教用大的 電流表等。教學(xué)手段：本節(jié)授課時(shí)采用了實(shí)險(xiǎn)演示與數(shù)學(xué)推導(dǎo)相結(jié)合的方法，特別是學(xué)生對(duì) 交變電流在這之前沒有認(rèn)真認(rèn)識(shí)，對(duì)它只有一個(gè)模糊的概念,通過演示 實(shí)驗(yàn)可讓學(xué)生對(duì)交流電的產(chǎn)生有一感性認(rèn)識(shí)，并對(duì)交流電的變化規(guī)律有 更好的理解。教學(xué)方法可采用老師指點(diǎn)，學(xué)生自學(xué)、討論、推導(dǎo)總結(jié)，另方面也采 用演示、觀察、分析、對(duì)比等，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移、活學(xué)活用的能力。教學(xué)步驟：1、做演示實(shí)驗(yàn)一：通過演示實(shí)驗(yàn)一'模型發(fā)電機(jī)”得出交流電的定 義，并用多媒體課件展示該實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)交變電流有一感性認(rèn)識(shí)，從 而理解交變電流的定義；2、正弦交流

4、電的產(chǎn)生原理：，給出正弦交流電的定義：在交變電流中，電流隨時(shí)間按正弦規(guī)律變 化的交變電流稱為正弦交變電流；將發(fā)電機(jī)模型通過圖片、多媒體課件等展示給學(xué)生，讓學(xué)生對(duì)發(fā)電 機(jī)有簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)；做課本演示實(shí)驗(yàn)二：閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流計(jì)指針 的偏轉(zhuǎn)，讓學(xué)生對(duì)正弦交流電有更深的理解，并得出電流方向的改變位 置；給出中性面的概念及其特點(diǎn)：a、概念：平面線圈垂直于磁感線時(shí)，平面線圈所處的位置即為中性 面；b、特點(diǎn)：通過線圈的磁通量最大，線圈各邊都不切割磁感線，感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì)為0 ；c、從分析演示實(shí)驗(yàn)二可得：線圈每次經(jīng)過中性面電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方 向改變一交，即：線圈每次經(jīng)過中性面電流方向改變一次；因而線圈

5、轉(zhuǎn) 動(dòng)一周，線圈中的電流改變兩次；3、做演示實(shí)驗(yàn)三（并用多媒體課件展示）：用示波器測(cè)量低壓交流 電給小燈泡供電時(shí)小燈泡兩端電壓的圖象.并從觀察示波器上的圖象得 到：小燈泡兩端電壓隨時(shí)間變化規(guī)律（波形圖）按正弦曲線變化；4、交變電流變化規(guī)律的推導(dǎo)：交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式的推導(dǎo)：(借助多媒體課件展示每一瞬時(shí) 位置線圈的速度與磁場(chǎng)的關(guān)系)從中性面開始計(jì)時(shí)(圖中虛線位置)，如圖單匝線圈abed,設(shè)ab二cd二L, ad=be=d,線圈以角速度UJ繞垂直于 磁場(chǎng)的對(duì)稱軸以角速度*勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過一段 時(shí)間t轉(zhuǎn)至圖中實(shí)線所示位置。(1)圖示時(shí)刻ab邊和cd邊電流的方向如何ab邊電流垂直平面向里,cd邊電流

6、垂直平面向外；(2) ab邊和cd邊產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)是如何連接的？串聯(lián)的，因而回路總電動(dòng)勢(shì)為兩邊產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)相加；(3)線圈轉(zhuǎn)過的角度與時(shí)間的關(guān)系：0=Ut(4)推導(dǎo)出右圖位置時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的表達(dá)式為：1 用線速度 V 表示：e = 2BLvsin0 = 2BLvsinwt = 2BSsincut (V)；用角速度表示：e = BLdojsin0 = BLdujsincut = BSiusinujt (V)；若線圈匝數(shù)為N,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e=XBScusinujt = Easinujt (V)。5、正弦交變電流的變化規(guī)律：表達(dá)式:i = e/R = Lsinwt (A)式中電流i是不同時(shí)刻的不同

7、數(shù)值，叫電流的瞬時(shí)值；式是L為電流所能達(dá)到的最大值，叫電流的最大值；電阻R流過正弦交變電流時(shí)其兩端電壓的表達(dá)式為：u = Umsinw t(V)；6、正弦交變電流的電動(dòng)勢(shì)e、電流i、電阻兩端電壓u隨時(shí)間變化的 圖象：線包繞組、耀以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯 1(或磁極、3?、中心4(7電樞式發(fā)電機(jī)：電樞轉(zhuǎn) c、激光通信中打 迎我7E用在在貼位加件組成；D、小波器叩44/1 ;旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)：磁極轉(zhuǎn)動(dòng),中的鋸齒波，.D 對(duì)發(fā)電機(jī);工作原理：由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來，使 轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過 接線端子引出，接在回路

8、中，便產(chǎn)生了電流，因而交流發(fā)電機(jī)的工作原 理是：線圈做切割磁感線從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。9、課堂小結(jié)：本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問題:矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流。從中性面開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為 e = NBS wsinw t,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=NBS w o中性面的特點(diǎn)：磁通量最大為中m,但*0。10、課堂練習(xí)及課后作業(yè)：(1)課堂練習(xí)：線圈在如圖甲所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)標(biāo)出乙圖中a和d 在不同位置時(shí)的電流方向(用點(diǎn)或叉表示)。2如圖所示，若線圈ab邊長為20cm, be邊長為10cm,磁感應(yīng)強(qiáng)度為10T,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為4tt弧度/秒,線圈匝數(shù)為1。匝，求：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值邑；從中性面開始計(jì)時(shí)，寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬 時(shí)值方程；(3)當(dāng)經(jīng)過,1/24秒時(shí)感電動(dòng)勢(shì)為多大？若線圈電阻r=lQ,外電阻R=9Q,則此時(shí)線圈中感應(yīng)電流多大？答案：(1) Em = NBScu = 8n (V) ,(2) e = 8irsin471t (V), (3) e = 4n (V) , i = e/ (R+r) = TT (A) o(2)課后作業(yè)：教材練習(xí)一：第(1)、 (2)題。教學(xué)設(shè)計(jì)理念：學(xué)生在高中對(duì)物理的學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)是現(xiàn)實(shí)的，有意義的.富有挑戰(zhàn) 性的，本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)將有利于學(xué)生主動(dòng)的進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)、推