高中物理-高中物理人教版5.1交變電流教學設計學情分析教材分析課后反思

教學設計［課題］：§５.１交變電流（選修３－２）［課型］新授課［教學設計說明］：交變電流是生產(chǎn)和生活中最常用到的電流，而正弦式電流又是其中最簡單和最基本的形式．正弦電流產(chǎn)生的原理是基于電磁感應的基本規(guī)律，本章是前一章的延續(xù)和發(fā)展，是電磁感應的具體應用．本節(jié)知識是全章知識的理論基礎．本節(jié)內(nèi)容有承上啟下的作用．本節(jié)課的演示實驗：手搖發(fā)電機發(fā)電，觀察靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)情況．分析交流電的產(chǎn)生過程，則主要引導學生運用楞次定律、法拉第電磁感應定律這些基本原理解決新情境下的問題，弄清楚幾個主要的問題：如磁通量與磁通量的變化；電流的最大位置與最小位置；中性面的概念．在分析正弦式交變電流的規(guī)律時，則是根據(jù)各個時刻線圈平面所在的位置，配合多媒體演示，引導學生自己導出正弦式電流的瞬時值的表達式．培養(yǎng)學生的用數(shù)學知識解決物理問題的能力與思維．在學習完主要內(nèi)容后，指出交變電不僅僅是正弦式交變電流，除此以外還有其他形式的交變電流．同時請學生自己去學習交流發(fā)電機的種類．在作業(yè)布置中，不但回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，同時還布置了課后的練習，并預習下節(jié)課的內(nèi)容：描述交變電流的物理量．［教學三維目標］：1．知識與技能：⑴知道交變電流是生產(chǎn)和生活中最常用到的電流，而正弦式電流又是最簡單和最基本的交變電流．⑵初步認識交變電流的特點與規(guī)律，能夠運用電磁感應的基本知識分析其產(chǎn)生過程．⑶初步理解正弦電流、中性面、瞬時值與最大值，能夠運用數(shù)學圖象來描述正弦式電流．2．過程與方法⑴觀察手搖發(fā)電機產(chǎn)生的電流（小燈珠發(fā)光強弱的變化、電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的變化、二極管發(fā)光的變化）．⑵運用電磁感應基本知識、分析一個周期內(nèi)交變電流的變化規(guī)律．⑶通過推導一個周期內(nèi)交變電流的瞬時值表達式，建立正弦交變電流隨時間變化的圖象、知道交流電流在什么時刻達到最大值，在什么位置改變方向．3．情感、態(tài)度與價值觀感受交變電流在生活、生產(chǎn)中的廣泛運用，激發(fā)學生學習的熱情．體會數(shù)學函數(shù)與圖象在物理知識上廣泛運用，感受運用數(shù)學知識在推導物理規(guī)律過程中所帶來的愉悅感［教學重點］：運用電磁感應的基本知識，配合相應的演示實驗，分析交變電流的產(chǎn)生過程，認識交變電流的特點及其規(guī)律．［教學難點］：運用楞次定律、法拉第電磁感應定律這些基本原理解決新情境下的問題，以及運用數(shù)學圖象對物理量隨時間變化的情況進行描述，深入理解交變電流的產(chǎn)生過程及其規(guī)律與特點．［教具與輔助設備］：手搖發(fā)電機、小燈珠、演示電流表、發(fā)光二極管（２只）、導線若干、15W的白熾燈泡（含燈頭、電線、插頭）、蹄形磁鐵［教學思路］：演示實驗——現(xiàn)象解釋——概念闡述與辨析——問題思考與討論——結(jié)論匯報與交流——公式推導與練習［教學課時］：1課時教學過程：［引言］：今天開始學習交流電，交變電流在日常生活中應用廣泛，交流電的重要性不用多說。無法想象，如果離開交流電，我們的生活將會變成什么樣子。所以在學習交流電之前，先來了解交流電的杰出代表人物—特斯拉的故事。愛迪生和特斯拉，19世紀被并稱為“發(fā)明大王”。特斯拉原來是愛迪生實驗室的一個助手，幫助愛迪生推廣直流電的應用，后來自己成立了一家新的公司，并開始推廣交流電。從此直流電和交流電在電力應用方面展開了一場較量。有競爭就有進步，因此直流電和交流電都得到了迅猛的發(fā)展，但是因為交流電的應用范圍更廣，成本更低廉，最后占了上風。1912年，鑒于兩人在電力應用方面的卓越貢獻，他們同時獲得諾貝爾獎。學生、教師活動設計思想與目標學生活動評價［引入新課］：我們首先思考這樣一個問題：愛迪生和特斯拉所代表的直流電和交流電到底有什么區(qū)別呢？下面請同學們分組討論一下。學生思考，并分組討論：怎樣區(qū)分直流電和交流電，從感性認識的層面認識交變電流，激發(fā)學生的學習興趣，引起學生的思考。［比較］：由同學們根據(jù)交變電流的定義來予以辨別與區(qū)分。對每個發(fā)言同學的認識，要讓其充分陳述其觀點形成的理由。強調(diào)交變電流的方向隨時間做周期性的變化。對于陳述過程中能否抓住電流的方向在做周期性變化來評價學生對概念的理解與應用能力。［進行新課］：［問題］：指針怎樣擺動？說明什么問題？［演示實驗（或視頻）］：手搖發(fā)電機連接靈敏電流計．觀察指針的偏轉(zhuǎn)情況［問題］：二極管輪流發(fā)光說明什么問題？以上問題均由學生觀察、比較、思考與討論后回答。教師可適當提示與點撥。通過實驗，讓學生理解交流電是怎樣產(chǎn)生的。同時明確二極管的特點。［板書（投影）］：§5—１交變電流［演示實驗（或視頻）］：用手搖發(fā)電機連接靈敏電流計，搖動發(fā)電機，觀察指針的擺動情況．（全景圖和局部圖）由現(xiàn)象直觀感受直流電與交變電流的區(qū)別。初步認識交變電流有大小和方向的變化，激發(fā)學生的學習熱情，為后續(xù)的學習建立感性認識。［板書（投影）］：一、交變電流1．方向不隨時間變化的電流稱為直流舉例：電池供給小燈泡的電流２．交變電流：大小和方向都隨時間做周期性變化的電流舉例：家庭電路中的電流．（說明交變電流是生活中常見的）從理性認識的層面接觸交變電流，激發(fā)學生的學習興趣，引起學生對直流電與交變電流描述方式的的思考?？隙▽W生的觀察與總結(jié)。［問題］：交變電流是如可產(chǎn)生的呢？是哪兩種形式的能量之間的相互轉(zhuǎn)化？首先我們來觀察一下交流發(fā)電機的示意圖（見教材P32—圖5.31）結(jié)構(gòu)：形成磁場的磁極、矩形線圈、金屬滑環(huán)、電刷將手搖發(fā)電機通過實物投影到幕上（或每一小組一個手搖發(fā)電機）觀察認識各部分結(jié)構(gòu)。將手搖發(fā)電機與示波器連接，勻速搖動、觀察其波形。［問題１］：線圈在什么位置時，通過線圈的磁通量最大？在什么位置時，通過線圈的磁通量最??？［問題２］：在線圈轉(zhuǎn)動過程中，線圈中的磁通量是否會發(fā)生變化？如何變化？［問題３］：線圈在什么位置時，磁通量變化最快？在什么位置時，磁通量變化最慢？（磁通量值最大時變化最慢、磁通量最小時變化最快可通過作等時間間隔的磁通量變化與所用時間的比值來比較；也可以用導體棒在各個位置切割磁感線的有效速度（垂直于磁感應強度方向的速度分量）來比較磁通量的變化的快慢）以線圈平面從中性面開始每轉(zhuǎn)過30°為例，比較在相同時間內(nèi)磁通量變化的值來歸納線圈平面在什么位置上磁通量變化最快？什么位置變化最慢？由學生觀察與討論后得出。（上圖做好圖片后投影到幕上由全班同學全體分析與討論：提示學生：穿過線圈平面磁通量是由線圈平面有效面積的變化而引起的。）［問題４］：線圈在什么位置感應電動勢最大？在什么位置時感應電動勢最??？［問題５］：該圖中在線圈由甲到乙的過程中，ＡＢ邊中的電流向什么方向？ＣＤ邊中的電流向什么方向？［問題６］：該圖中在線圈由丙到丁的過程中，ＡＢ邊中的電流向什么方向？ＣＤ邊中的電流向什么方向？［問題７］：線圈在什么位置時沒有電流？在什么位置時電流最大？［問題８］：大致畫出通過電流表的電流隨時間變化的曲線（規(guī)定電流方向的正、負）．在橫坐標上標出線圈到達甲、乙、丙、丁幾個位置時對應的時刻．將同學們畫出的典型圖象通過實物投影展示出來（包括畫得理想的與有偏差的圖象），由全班同學來發(fā)表自己的看法。最后形成一個共識。在此過程中，老師要給予恰當?shù)囊龑?。［觀察動畫］：給出圖象，形成共識：［板書（投影）］：二、交變電流的產(chǎn)生１．線圈在勻速轉(zhuǎn)動過程中，通過線圈的磁通量會發(fā)生周期性的變化２．當線圈平面處于與勻強磁場垂直的位置時，通過線圈的磁通量最大——該位置稱為中性面，此時磁通量變化最慢，此時電路中的電流為０，電流在此時刻前與此時刻后的方向不同．３．當線圈平面處于與勻強磁場平行的位置時，通過線圈的磁通量值最小，為０．此時磁通量變化最快，此時電路中的電流最大．此部分的問題是本節(jié)課的重點內(nèi)容：認識正弦式交變電流的產(chǎn)生、最大值、瞬時值表達式、中性面、發(fā)電機的結(jié)構(gòu)等。此部分內(nèi)容討論要細致、認識要到位、理解要清楚。對后面正弦式交變電流瞬時值表達式的得出與理解非常重要意義。充分理解磁通量的值與磁通量變化的快慢并且運用法拉第電磁感應定律來判斷感應電動勢的最大值與最小值及其相應的位置，對理解交變電流的周期性變化非常重要。此部分問題意在解決學生對交變電流方向的周期性變化，為進一步理解交變電流方向的周期性與下一步描繪電流——時間的圖象作鋪墊。粗略描繪一個轉(zhuǎn)動周期內(nèi)電流——時間的圖象是理解正弦式交變電流以及其瞬時值的表達式的重要前提。討論電刷與銅環(huán)的作用，了解正弦交變發(fā)電機的結(jié)構(gòu)。說明產(chǎn)生交變電流的可行性。對于此部分問題的分析、討論、總結(jié)與匯報、積極參與者予以表揚、鼓勵他們相互之間的討論與辨析、在相互交流中逐漸形成清析的認識。同時，引導同學們體會合作與交流的重要意義。［板書（投影）］：三、交變電流變化的規(guī)律出示交流發(fā)電機示意模型、模擬轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周．其轉(zhuǎn)動的角度度為，線圈的轉(zhuǎn)動半徑為，切割磁感線邊長為．計算瞬間的電動勢大小L0vL0vABCDωtvv2v1ABCD·×圖１ωtABCDv2v1v·×圖３ωt圖２ABCDvv1v2×·ωtCDABv2v1v·×圖４［教師板演］圖１圖１：轉(zhuǎn)過的角度說明：為什么有系數(shù)２？令故：學生分組合作推導出圖２－４中感應電動勢的瞬時值、教師巡視指導，并且將學生中推導過程有代表性的收集，等結(jié)束后予以投影。在線圈轉(zhuǎn)動一圈之后，以后的過程便是上述過程的重復．從結(jié)果來看矩形線圈在勻強磁場中，線圈平面從中性面開始做勻速轉(zhuǎn)動，其產(chǎn)生的感應電動勢表達式為從表達式上看它的電動勢e隨時間成正弦式規(guī)律變化．１．峰值是一個常數(shù)，表示電動勢可達到的最大值請考慮在線圈在什么位置電動勢有最大值？在什么位置有最小值？對應的磁通量與磁通量變化快慢如何？２．正弦式電流的瞬時值表達式電路中的電壓瞬時值表達式電路中的電壓瞬時值表達式正弦式電流是最簡單又最基本的交變電流，電力系統(tǒng)大多是正弦式交變電流．教師引導學生從數(shù)學的角度來闡述正弦式交變電流的瞬時值的表達式．進一步說明前面討論結(jié)果的正確性的同時，也引導學生進一步理解正弦式交變電流的周期性．同時也使學生感悟數(shù)學知識在學習物理知識過程中的重要性．學生的推導過程，是引導他們學習運用數(shù)學知識的能力，并且從推導中感學習的樂趣。每一組做不同的情況下的推導，一是為了節(jié)約時間，一是為了讓全體同學都能參與進去。在相互交流過程中體現(xiàn)規(guī)律的一致性。要肯定他們的成果。此部們內(nèi)容由學生閱讀自行解決。培養(yǎng)學生自主學習的能力。［板書（投影）］：四、幾種常見的交變電流請同學們閱讀教材中的“科學漫步”：交流發(fā)電機．分清：轉(zhuǎn)子與定子；旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機與旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機進一步理解交變電流的物理意義，以及拓寬學生的思維空間。增強學生的閱讀，拓寬知識面。培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的思想。問題：交、直電流生活中都很常見，他們能互相轉(zhuǎn)換嗎？交流電流經(jīng)過電路處理后可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鳎鐚W校里學生電源、各種用電器所配有的電源適配器等均是將交變電流轉(zhuǎn)變成直流電流的元件．直流電也可以轉(zhuǎn)換成交變電流。在特定的場合有運用，生活中不是很常見。知道交、直流都是常見的電流存在形式，在不同的場合下各有千秋，并且能夠相互轉(zhuǎn)化。課堂小結(jié)：（學生課后完成）本節(jié)課：1．什么是交變電流2．怎樣產(chǎn)生交變電流？3．交變電流在什么時候得到最大值？什么時候得到最小值？中性面的位置在哪里？4．正弦式電流的瞬時值的表達式？圖象？5.什么是峰值，怎樣計算峰值？培養(yǎng)學生總結(jié)歸納知識的能力，進一步理解本節(jié)課所學習的內(nèi)容。課堂練習：鞏固訓練1、2課后作業(yè)：見學案3、4、5，（查找資料）寫300字左右小文章：交變電流的發(fā)展與社會文明的進步1.呼應開頭：加深對交變電流的方向是周期性變化的理解，學以致用。2.鞏固知識：理論聯(lián)系實際，體會所學知識的社會價值。典例分析：（學生分組討論）通過這兩個典型的例題，從兩個不同的角度幫助學生理解交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律課堂練習：1.關于中性面，下列說法正確的是(AC)A．線圈在轉(zhuǎn)動中經(jīng)中性面位置時，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零B．線圈在轉(zhuǎn)動中經(jīng)中性面位置時，穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變化率最大C．線圈每經(jīng)過一次中性面，感應電流的方向就改變一次D．線圈每轉(zhuǎn)動一周經(jīng)過中性面一次，所以線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應電流的方向就改變一次2.線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電動勢e＝10sin20πtV，則下列說法正確的是(AB)A．t＝0時，線圈平面位于中性面B．t＝0時，穿過線圈的磁通量最大C．t＝0時，導線切割磁感線的有效速率最大D．t＝0.4s時，e有最大值10eq\r(2)V3.線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交變電流的圖象如圖所示，由圖象可知(D)A．在t1、t3時刻線圈處于中性面位置B．在t2、t4時刻穿過線圈的磁通量為零C．從t1時刻到t4時刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為πD．若從0時刻到t4時刻經(jīng)過0.02s，則在1s內(nèi)交流電的方向改變100次4.如圖甲所示，一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO′以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動．當從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈中產(chǎn)生的交變電流按照圖乙所示的余弦規(guī)律變化，則在t＝eq\f(π,2ω)時刻(CD)A．線圈中的電流最大B．穿過線圈的磁通量為零C．線圈所受的安培力為零D．線圈中的電流為零5.如圖所示，一小型發(fā)電機內(nèi)有n＝100匝矩形線圈，線圈面積S＝0.10m2，線圈電阻可忽略不計．在外力作用下，矩形線圈在B＝0.10T的勻強磁場中，以恒定的角速度ω＝100πrad/s繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機線圈兩端與R＝100Ω的電阻構(gòu)成閉合回路．求：(1)線圈轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生感應電動勢的最大值；(2)從圖示位置開始計時，寫出線框中感應電動勢的瞬時值表達式．答案：(1)314V(2)e＝314sin100πtV設置了5個訓練題，考查學生對本節(jié)課的掌握情況［板書設計］主板書：§5—１交變電流（利用powerpoint投影）一、交變電流交變電流：大小和方向都隨時間做周期性變化的電流。２．方向不隨時間變化的電流稱為直流。二、交變電流的產(chǎn)生１．線圈在勻速轉(zhuǎn)動過程中，通過線圈的磁通量會發(fā)生周期性的變化。２．當線圈平面處于與勻強磁場垂直的位置時，通過線圈的磁通量最大——該位置稱為中性面，此時磁通量變化最慢，此時電路中的電流為０，電流在此時刻前與此時刻后的方向不同．３．當線圈平面處于與勻強磁場平行的位置時，通過線圈的磁通量值最小，為０．此時磁通量變化最快，此時電路中的電流最大．三、交變電流變化的規(guī)律１．峰值是一個常數(shù)，表示電動勢可達到的最大值請考慮在線圈在什么位置電動勢有最大值？在什么位置有最小值？對應的磁通量與磁通量變化快慢如何？２．正弦式電流的瞬時值表達式電路中的電壓瞬時值表達式電路中的電壓瞬時值表達式四、幾種常見的交變電流副板書：（投影）II０tI０tＡＡＢＣＤＥＦ［問題１］：線圈在什么位置時，通過線圈的磁通量最大？在什么位置時，通過線圈的磁通量最??？［問題２］：在線圈轉(zhuǎn)動過程中，線圈中的磁通量是否會發(fā)生變化？如何變化？［問題３］：線圈在什么位置時，磁通量變化最快？在什么位置時，磁通量變化最慢？［問題４］：線圈在什么位置感應電動勢最大？在什么位置時感應電動勢最??？［問題５］：該圖中在線圈由甲到乙的過程中，ＡＢ邊中的電流向什么方向？ＣＤ邊中的電流向什么方向？［問題６］：該圖中在線圈由丙到丁的過程中，ＡＢ邊中的電流向什么方向？ＣＤ邊中的電流向什么方向？［問題７］：線圈在什么位置時沒有電流？在什么位置時電流最大？［問題８］：大致畫出通過電流表的電流隨時間變化的曲線（規(guī)定電流方向的正、負）．在橫坐標上標出線圈到達甲、乙、丙、丁幾個位置時對應的時刻．vvv2v1ABCD·×圖１ωtABCDv2v1v·×圖３ωtCDABv2v1v·×圖４ωt圖２ABCDvv1v2×·學情分析一、學生已經(jīng)學過的相關知識1、電磁感應（1）產(chǎn)生交變電流的條件（2）右手定則：判斷感應電流的方向（3）法拉第電磁感應定律：E=BLv2.恒定電流（1）直流電和恒定電流的概念（2）歐姆定律二、學生的基礎1、學生的基礎相對較差，對電磁感應的學習和理解不很牢固，故學習交變電流時學生可能會有一定的困難，因此在進行新授課的教學時要注意降低難度2.學生間的差距比較大，要根據(jù)學生的實際情況，進行分層次教學三、學生學習的積極性物理學科在高考中的重要課目，學生普遍比較重視對物理的學習，而且物理和日常生活聯(lián)系比較緊密，學生學習物理的興趣濃厚四、學生的生活情況本級的學生有多半來自農(nóng)村，普遍生活條件不是很好，但他們學習刻苦，比較有進取心五、學習氣氛和班級文化班內(nèi)的文化以趕、幫、學、超為主調(diào)，學生學習氣氛濃厚，彼此間互幫互助，形成了積極進取的文化氛圍效果分析一、課件的使用情況1.課前準備比較充足，課件制作適合課堂教學，畫面整潔、美觀2.課件的內(nèi)容體現(xiàn)了輔助課堂的作用，特別是對于比較抽象的、不易理解的問題進行了動畫模擬。有助于學生理解問題。3.課件內(nèi)容豐富，即提高了學生的學習興趣，又增加了課堂容量，大大提高課堂效果。4.課件演示時，由于屏幕較小，后邊的同學看不清楚，因此及時進行了調(diào)整，減少每幅畫面的內(nèi)容容量，增大字號和圖片的大小。二、實驗器材、教具的使用情況1．演示實驗是本節(jié)課比較重要的一個環(huán)節(jié)，通過實驗，學生容易理解交變電流的產(chǎn)生原理2.現(xiàn)有的實驗器材不能完全滿足課堂需求，因此老師自制了部分實驗器材，幫助老師的講解，取得了很好的效果。三、課堂情況1．對本節(jié)內(nèi)容，學生提前進行了預習，對交變電流的概念、產(chǎn)生、變化規(guī)律等有了初步的理解。所以學生在課堂上和老師互動的過程中，比較輕松2.本節(jié)課以講故事的方式引入，加上課件的輔助和老師幽默的講解，把學生的注意力牢牢地吸引在課堂上，課堂氣氛活躍3.本節(jié)課的難點是正弦式交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律，如何幫助學生克服難點是老師在課堂上最重要的任務。為此自制了一些實驗器材（比如鐵絲線圈），這樣一來，立體的實驗演示和平面的講解，再加上課件上的動畫過程，使難點分解，學生在很輕松的氣氛下掌握了知識。4.針對本節(jié)課的重點和難點設置了兩個例題，第1個例題側(cè)重對交變電流的產(chǎn)生原理和中性面特點的理解，第2個例題側(cè)重對交變電流瞬時值表達式的理解，兩個例題從兩個不同的角度考查了本節(jié)課的重點內(nèi)容，從學生的解答過程來看，學生已經(jīng)掌握了本節(jié)課的內(nèi)容5.本節(jié)課的評測練習分為連個模塊，分別為【基礎練習】和【能力提升】，從學生解答的情況來看，【基礎練習】學生基本做全對，【能力提升】部分除最后1個題學生有點困難，其他題目解答的比較好。四、感悟總結(jié)1.整堂課思路清晰、環(huán)節(jié)緊湊，課堂氣氛既輕松、活躍，又不失嚴謹。2.教師不斷的提出問題，學生既有集體的回答，又有分組討論，教師全程發(fā)揮著引導和點撥的作用。3.整體感覺，本堂課比較成功，依據(jù)《課程標準》很好的完成了教學任務。教材分析一、教材分析以及相應的教法建議1、交流與直流有許多相似之處，也有許多不同之處．學習中我們特別要注意的是交流與直流的不同之處，即交流電的特殊之處．這既是學習、了解交流電的關鍵，也是學習、研究新知識的重要方法．在與已知的知識做對比中學習和掌握新知識特點的方法，是物理課學習中很有效和很常用的方法．在學習交變電流之前，應幫助學生理解直流電和交流電的區(qū)別．其區(qū)別的關鍵是電流方向是否隨時間變化．同時給出了恒定電流的定義——大小和方向均不隨時間變化．2、對于交變電流的產(chǎn)生，課本采取由感性到理性，由定性到定量，逐步深入的講述方法．為了有利于學生理解和掌握，教學中要盡可能用示波器或模型配合講解．教學中應注意讓學生觀察教材中的線圈通過4個特殊位置時電表指針的變化情況，分析電動勢和電流方向的變化，使學生對線圈轉(zhuǎn)動一周中電動勢和電流的變化有比較清楚的了解．有條件的，還可以要求學生運用已學過的知識，自己進行分析和判斷．3、用圖像表示交變電流的變化規(guī)律，是一種重要方法，它形象、直觀、學生易于接受．要注意在學生已有的圖像知識的基礎上，較好地掌握這種表述方法．更要讓學生知道，交變電流有許多種，正弦電流只是其中簡單的一種．課本中用圖示的方法介紹了常見的幾種，以開闊學生思路，但不要求引伸．4、在這一節(jié)中學生要第一次接受許多新名詞，如交變電流、正弦電流、中性面、瞬時回值、最大值（以及下一節(jié)的有效值）等等．要讓學生明白這些名詞的準確含義．特別是對中性面的理解，要讓學生明確，中性面是指與磁場方向垂直的平面．當線圈位于中性面時，線圈中感應電動勢為零，線圈轉(zhuǎn)動過程中通過中性面時，其中感應電動勢方向要改變．5、課本上介紹的交變電流的產(chǎn)生，實際上是正弦交流電的產(chǎn)生．以矩形線框在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動為模型，以線框通過中性面為計時起點，得到電動勢隨時間滿足正弦變化的交變電流．這里可以明確指出，電動勢的最大值由線框的匝數(shù)、線框面積、轉(zhuǎn)動角速度和磁感應強度共同決定．6、課本將線框的位置與產(chǎn)生的電動勢的對應起來，意圖是幫助學生建立起鮮明的形象，把物理過程和描述它的物理規(guī)律對應起來．教師可以通過一些問題的提問，幫助學生理解有關內(nèi)容，例如，如果在線框轉(zhuǎn)到線框平面與磁感線平行時開始計時，它產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的圖像應是什么樣的？7、交流電的有效值、周期等概念的學習重在理解．交流電的有效值概念是本章的重點，也是難點．課本中的交流電有效值定義特別強調(diào)是從使電阻產(chǎn)生熱量等效這一方面來定義交流電的有效值的．教材中直接給出了正弦交流電流的有效值與最大值的關系式，但不要求證明，為了讓學生更好地理解和熟悉有效值，課本上已經(jīng)指出，交流電壓表和電流表的示數(shù)都是有效值，家用電器上的標稱也是有效值．交流電的周期描述交流電的變化快慢．在一個周期時間內(nèi)，交流電完成一次完全變化．在實際生活中，經(jīng)常能見到的是交流電的頻率．我國民用交流電的頻率是50HZ．在一些歐美國家，交流電的頻率是60HZ．8、交流電的最大值、有效值、周期和頻率都是描述交流電某一方面的特性，而交流電的圖像卻可以全面反映某一交流電的情況．所以，要求學生能夠從交流電的圖像中得到描述交流電的各個物理量．二、教學重點、難點分析以及解決辦法1、重點：交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析及中性面的特點．2、難點：交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析．3、疑點：當線圈處于中性面時磁通量最大，而感應電動勢為零．當線圈處于平行磁感線時，通過線圈的磁通量為零，而感應電動勢最大．4、解決辦法：通過對矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動一周的實物演示，立體圖結(jié)合側(cè)視圖的分析、特殊位置結(jié)合任一位置分析使學生了解交變電流的大小和方向是如何變化的．通過側(cè)視圖分析線圈運動方向與磁場方向

之間關系，利用導體切割磁場線方法來處理，使問題容易理解．交變電流評測練習一、基礎練習1．下列各圖中，面積均為S的線圈均繞其對稱軸或中心軸在勻強磁場B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，能產(chǎn)生正弦交變電動勢e＝BSωsinωt的是(AC)2．矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，在線圈平面經(jīng)過中性面瞬間，下列說法正確的是(BD)A．線圈平面與磁感線平行B．通過線圈的磁通量最大C．線圈中的感應電動勢最大D．線圈中感應電動勢的方向改變3.線框在勻強磁場中繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(由上向下看是逆時針方向)，當轉(zhuǎn)到如圖所示位置時，磁通量和感應電動勢大小的變化情況是(D)A．磁通量和感應電動勢都在變大B．磁通量和感應電動勢都在變小C．磁通量在變小，感應電動勢在變大D．磁通量在變大，感應電動勢在變小4．一單匝閉合線框在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動．在轉(zhuǎn)動過程中，線框中的最大磁通量為Φm，最大感應電動勢為Em，下列說法中正確的是(BC)A．當線框磁通量為零時，感應電動勢也為零B．線框轉(zhuǎn)動的角速度ω等于Em/ΦmC．當線框內(nèi)磁通量增大時，感應電動勢在減小D．當線框內(nèi)磁通量等于0.5Φm時，感應電動勢等于0.5Em5.處在勻強磁場中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動，磁場方向平行于紙面并與ab垂直．在t＝0時刻，線圈平面與紙面重合(如圖所示)，線圈的cd邊離開紙面向外運動．若規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應電流為正，則下列圖中能反映線圈中感應電流I隨時間t變化的是(C)6．一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖所示，則下列說法中正確的是(BD)A．t＝0時刻，線圈平面與中性面垂直B．t＝0.01s時刻，Φ的變化率最大C．t＝0.02s時刻，感應電動勢達到最大D．該線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/s7.如圖所示為演示交變電流產(chǎn)生的裝置圖，關于這個實驗，正確的說法是(C)A．線圈每轉(zhuǎn)動一周，指針左右擺動兩次B．圖示位置為中性面，線圈中無感應電流C．圖示位置ab邊的感應電流方向為a→bD．線圈平面與磁場方向平行時，磁通量變化率為零8．一個匝數(shù)N＝100匝的線圈所包圍的面積S＝0.02m2，在勻強磁場B＝0.5T中繞垂直于磁感線的軸以角速度ω＝100πrad/s勻速轉(zhuǎn)動時，在線圈中產(chǎn)生交流電，若自線圈通過中性面時開始計時，下列能夠反映線圈中感應電動勢隨時間變化的圖象可能是(BD)9．某線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交變電流的圖象如圖所示．由圖中信息可以判斷(CD)A．在A和C時刻線圈處于中性面位置B．在B和D時刻穿過線圈的磁通量為零C．從A→D時刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為eq\f(3,2)πD．若從O→D時刻歷時0.02s，則在1s內(nèi)交變電流的方向改變100次二、能力提升10.如圖所示，一正方形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，沿著OO′軸觀察，線圈沿逆時針方向轉(zhuǎn)動．已知磁感應強度為B，線圈匝數(shù)為n，邊長為l，電阻為R，轉(zhuǎn)動角速度為ω，則當線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(CD)A．線圈中感應電流的方向為abcdaB．穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變化率也為零C．線圈中的感應電流為eq\f(nBl2ω,R)D．線圈從圖示位置起轉(zhuǎn)動eq\f(T,6)時，電動勢的瞬時值為eq\f(1,2)nBl2ω11．如圖甲所示，交流發(fā)電機與電阻R連接，線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的正弦交流電的圖象如圖乙中圖線a所示，當調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖乙中圖線b所示，已知R＝10Ω.以下關于這兩個正弦交流電的說法正確的是(C)A．在圖中t＝0時刻穿過線圈的磁通量均為零B．線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3∶2C．交流電b的電壓瞬時值為u＝10sin5πtVD．轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速調(diào)整前電壓最大值與調(diào)整后相同12．如圖所示，在勻強磁場中有一個“”形導線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動，已知勻強磁場的磁感應強度B＝eq\f(5\r(2),π)T，線框CD邊長為20cm，CE、DF邊長均為10cm，轉(zhuǎn)速為50r/s.若從圖示位置開始計時：(1)寫出線框中感應電動勢的瞬時值表達式；(2)作出線框中感應電動