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(xué)目標(biāo)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以及中性面的準(zhǔn)確含義.4培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識解決、處理物理問題的能力.二、教學(xué)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(xué)難點：交變電流產(chǎn)生的物理過程分析四、教學(xué)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(dǎo)線、示波器等七、教學(xué)過程 （一）引入新課教師：請同學(xué)們用電磁感應(yīng)的知識，設(shè)計一個發(fā)電機的實驗?zāi)Ｐ?。引?dǎo)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造性思維，展開討論，提出設(shè)計方案。教師通過參與學(xué)生的討論，提出兩個典型的例子，并與學(xué)生一起討論哪個更有實用價值。培養(yǎng)學(xué)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(dāng)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(yīng)電流有何特征？答：感應(yīng)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同點，但是尤其應(yīng)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(chǔ)。（二）進行新課1交變電流的產(chǎn)生設(shè)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） （丁） （戊）討論課文圖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(yīng)電動勢，在電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。演示實驗緩慢轉(zhuǎn)動線框，當(dāng)線框平面與磁感線平行時，就會發(fā)現(xiàn)此時感應(yīng)電動勢最大。繼續(xù)轉(zhuǎn)動線框，當(dāng)學(xué)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，線框處于中性面時通過的磁通量最大，感應(yīng)電流、感應(yīng)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。a(b)d(c)甲a(b)d(c)戊a(b)d(c)乙a(b)d(c)丙a(b)d(c)丁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，I感0，乙圖線框ab邊和cd邊都在切割磁感線，線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可知，感應(yīng)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(yīng)電流，根據(jù)右手定則可知，感應(yīng)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(yīng)電流的方向就改變一次，因此線框每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次。2交變電流的圖像和變化規(guī)律定量分析線框轉(zhuǎn)動一周過程中感應(yīng)電動勢大小隨時間的變化關(guān)系。設(shè)線框平面從中性面開始轉(zhuǎn)動，角速度是，經(jīng)時間t線框轉(zhuǎn)過的角度是t，ab邊的線速度v的方向跟磁感線方向的夾角也等于t，ab邊的長度為L，磁感強度為B，則ab邊的感應(yīng)電動勢是EabBlvsintt(s)e(i,u)0Em-Ema(b)d(c)戊vvCd邊中的感應(yīng)電動勢跟ab邊中的感應(yīng)電動勢大小相同，且兩邊又是串聯(lián)，所以這一瞬間整個線框中的感應(yīng)電動勢e2 Blvsint令Em2 Blv即eEm sintie/REm sint/R=Imsint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(biāo)系中，橫軸表示線圈平面跟中性面的夾角（或者表示線圈轉(zhuǎn)動經(jīng)過的時間t），縱坐標(biāo)表示感應(yīng)電動勢e（感應(yīng)電流I）。3、交流發(fā)電機（1）發(fā)電機的基本組成：用來產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的線圈（叫電樞）用來產(chǎn)生磁場的磁極（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oo做勻速轉(zhuǎn)動，角速度為，磁場方向與轉(zhuǎn)軸垂直，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計時，求：（1）線圈中感應(yīng)電動勢的最大值？（2）線圈中感應(yīng)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？（4）線圈中的電流瞬時表達式（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(yīng)電動勢的瞬時表達式為e= Bssint=msint感應(yīng)電流瞬時值表達式 i=Imsint3、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(xí)一（1）題板書設(shè)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：SBmaxBS，e0，中性面乙：SB min0， eEm sint 電流abcd丙：同甲?。弘娏鱠cba中性面的特點：maxBS，e0電流在此改變方向2交變電流的變化規(guī)律（1）公式eEmvsint Em2 Blv iImsint Im,Em/R UUmvsint Um=ImRt(s)e(i,u)0Em-Em（2）圖象