2019-2020年高中物理 交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律教案 人教版第二冊

1、2019-2020年高中物理交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律教案人教版第二冊一、教學目標1使學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以及中性面的準確含義.4培養(yǎng)學生運用數(shù)學知識解決、處理物理問題的能力.二、教學重點：交變電流產(chǎn)生的物理過程分析和中性面的特點.三、教學難點：交變電流產(chǎn)生的物理過程分析四、教學方法：講練結(jié)合、演示實驗五、課時安排：1課時六、教具：手搖發(fā)電機模型、演示用電流計、導線、示波器等七、教學過程（一）引入新課教師：請同學們用電磁感應的知識，設計一個發(fā)電機的實驗模型。引導學生發(fā)揮創(chuàng)造性思維，展開討論，提出設計方案。

2、教師通過參與學生的討論，提出兩個典型的例子，并與學生一起討論哪個更有實用價值。培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。結(jié)論：讓矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動。演示實驗1簡單介紹交流發(fā)電機的構(gòu)造2第一次發(fā)電機接入小燈泡，當轉(zhuǎn)動線圈時，小燈泡亮了，但一閃一閃。第二次接入演示用電流計，慢慢轉(zhuǎn)動線圈，可以看到線圈每轉(zhuǎn)一周，電表指針左右擺動一次。問：剛才的實驗表明線圈里產(chǎn)生的感應電流有何特征？答：感應電流的強度和方向都隨時間作周期性變化。指出：我們把這種強度和方向都隨時間作周期性變化的電流叫做交變電流。簡稱，交流。板書在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中所用的電源，大都是交流電。同直流電相比，交流電有許多優(yōu)點。交流電和直流電存在共

3、同點，但是尤其應注意的是交流電不同于直流電的特殊性，正是這些特殊性，構(gòu)成了交流電優(yōu)點的基礎。（二）進行新課1交變電流的產(chǎn)生設問：矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，為什么會產(chǎn)生交變電流呢？（甲）（乙）（丙）（?。ㄎ欤┯懻撜n文圖172，發(fā)電機的工作原理。問：線框逆時針勻速轉(zhuǎn)動過程中，哪些邊在切割磁感線？（ab和cd）ab邊和cd邊在勻強磁場中做勻速圓周運動，切割磁感線，在線框中產(chǎn)生感應電動勢，在電路中就產(chǎn)生感應電流。演示實驗緩慢轉(zhuǎn)動線框，當線框平面與磁感線平行時，就會發(fā)現(xiàn)此時感應電動勢最大。繼續(xù)轉(zhuǎn)動線框，當學生發(fā)現(xiàn)指針偏角最小，即此時線框平面與磁感線垂直。我們把與磁感線垂直的平面稱為中性面，線框處于

4、中性面時通過的磁通量最大，感應電流感應電動勢為零。為了能更加方便地說明問題，我們將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖來分析。d,a(b)乙a(b)(b)(c)戊丁d（c）甲圖線框處于中性面，ab邊和cd邊不切割磁感線，線框中E感=0,感乙圖線框ab邊和cd邊都在切割磁感線，線框中產(chǎn)生感應電流，根據(jù)右手定則可知，感應1感=0，電流是沿abcd方向流動的。丙圖（同甲圖）丁圖線框ab邊和cd邊都在切割磁感線，線框中產(chǎn)生感應電流，根據(jù)右手定則可知，感應電流是沿dcba方向流動的。戊圖（同甲圖）可以看出，線框每經(jīng)過一次中性面，感應電流的方向就改變一次，因此線框每轉(zhuǎn)動一周感應電流的方向改變兩次。2交變電流的圖像和變化規(guī)律

5、定量分析線框轉(zhuǎn)動一周過程中感應電動勢大小隨時間的變化關(guān)系。設線框平面從中性面開始轉(zhuǎn)動，角速度是3,經(jīng)時間t線框轉(zhuǎn)過的角度是31,ab邊的線速度v的方向跟磁感線方向的夾角也等于31，ab邊的長度為L,磁感強度為B,則ab邊的感應電動勢是E/BI伽3tCd邊中的感應電動勢跟ab邊中的感應電動勢大小相同，且兩邊又是串聯(lián)，所以這一瞬間v戊整個線框中的感應電動勢e=2Blvsinwt令E=2Blvm即e=Esin3tmi=e/R=Esin3t/R=Isin3tmm總結(jié)：交變電流的大小和方向都隨時間按正弦規(guī)律變化因此，交變電流的規(guī)律也可以用圖像來表示。在直角坐標系中，橫軸表示線圈平面跟中性面的夾角（或者表

6、示線圈轉(zhuǎn)動經(jīng)過的時間t）.縱坐標表示感應電動勢e（感應電流I）。(a)(b)(c)(d)(e)3、交流發(fā)電機（1）發(fā)電機的基本組成：用來產(chǎn)生感應電動勢的線圈（叫電樞）用來產(chǎn)生磁場的磁（2）發(fā)電機的基本種類旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機（電樞動磁極不動）旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機（磁極動電樞不動）無論哪種發(fā)電機，轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子，不動的部分叫定子【例題】一矩形線圈，面積為s,匝數(shù)為N,在場強為B的勻強磁場中繞著中軸。，做勻速轉(zhuǎn)動，角速度為e，磁場方向與轉(zhuǎn)軸垂直，當線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計時，求：（1）線圈中感應電動勢的最大值？（2）線圈中感應電動勢隨時間變化的表達式？（3）若線圈中的電阻為R,則線圈中的電流的最大值為多少？

7、（4）線圈中的電流瞬時表達式解:對于單匝線圈e=e=Blvsin®t=Bl2sin®tabcd12e=2e=Bllsin®t=Bs®sin®tab12當線圈為N匝時s=Ne=NBsesin®t感應電動式的最大值£=NBs®m（三）小結(jié)：1、交流電的產(chǎn)生強度和方向都隨時間做周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流，俗稱交流電2、交流電的變化規(guī)律感應電動勢的瞬時表達式為e=Bs3sinwt=£msin31感應電流瞬時值表達式i=lmsin313、交流電的圖像4、交流發(fā)電機（1）發(fā)電機的基本組成：電樞磁極（2）發(fā)電機的基本種類:旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機（四）作業(yè)布置:1認真閱讀教材2練習一（1）題板書設計1交變電流的產(chǎn)生(1)產(chǎn)生原理：線框在勻強磁場中轉(zhuǎn)動(2)過程分析甲：SIBQ=BS,e=0,中性面max乙：SBQ=0,e=Esinwt電流a