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.doc
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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。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) (?。?(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。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)生感應電流,根據(jù)右手定則可知,感應電流是沿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,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邊的感應電動勢是EabBlvsintt(s)e(i,u)0Em-Ema(b)d(c)戊vvCd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),所以這一瞬間整個線框中的感應電動勢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),縱坐標表示感應電動勢e(感應電流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?(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)律感應電動勢的瞬時表達式為e= Bssint=msint感應電流瞬時值表達式 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: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- 配套講稿:
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