2020_2021学年高中物理第五章交变电流1交变电流4教案新人教版选修3_2.doc

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1、优选第一节交变电流教学目标：1．理解交变电流的产生原理2．掌握交变电流的变化规律及表示方法3．理解交流电的瞬时值，最大值及中性面的概念4．培养观察能力、空间想象能力以及立体图转化为平面图形的能力教学重点：交变电流产生的物理过程分析教学难点：交变电流的变化规律及应用教学方法：启发引导演示讲授教学用具：交流发电机模型灵敏电流计灯泡多媒体课件教学过程：（一）引入新课复习恒定电流特点，而生活中用的最多的是交流电，那么交流电有什么样的特点，怎么更好的加以利用。这一章学完就有所了解了。第一节先研究交流电的产生与特点。（二）新课教学1.交变

2、电流先做一个实验，感性的认识交变电流。老师摇动发电机，让学生观察现象。观察现象：灵敏电流计_______________________，小灯泡___________________________。以上现象说明_______________________________。通过现象，总结出交流电大小方向都变化。2.交变电流的产生过程-5-/5优选利用动画模拟交变电流产生过程。先介绍主要构造，让学生知道电路连接情况。虽然动态的直观，但是不好研究，于是找几个静态的状态进行研究。线圈匀速转动角速度为ω，面积为S，电阻为r,匀强磁场

3、磁感应强度为B,外电路电阻为R。分析线圈在这几种特殊位置时的：（1）磁通量Φ，（2）感应电动势E大小，（3）感应电流i大小，（4）感应电流方向。甲乙丙丁老师在黑板上分析甲图，然后让学生们自行分析后边四个状态。让三个同学在黑板上分析。结束之后，老师引导分析，电流方向在哪个状态发生改变。于是引出中性面概念。中性面是与磁场垂直的平面，线圈经过中性面，电流方向改变一次。进一步提出问题：线圈转动一个周期内，电流方向改变几次？（两次）就这个问题可以提醒学生，遇到某些问题头脑要灵活，一个周期的的起点可以不在甲状态，如果起点放在乙状态，问题就

4、一目了然了。-5-/5优选3.交变电流大小方向随时间变化的规律到此为止交变电流大小方向随时间变化的规律仍不十分清楚，最好能找到一个关于时间的函数关系式。这个地方可以用示波器演示波形，如果没有就可以，取线圈转到的任意位置进行分析，推导出函数关系式。如：在匀强磁场Ｂ中，矩形线圈边框ab长Ｌ１，ad长Ｌ２，设线圈匀速转动角速度为ω，从中性面开始计时，经过时间t转过角度为θ＝ωt．请推导整个线圈上产生的感应电动势的函数关系式．学生推导并展示。推到结果为：做出图像为：课堂小结:1．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，-5

5、-/5优选线圈中产生正弦交变电流.2．从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为（N匝线圈）3、线圈经过中性面的特点：（1）磁通量最大，磁通量变化率为零；（2）导体棒速度与磁感线平行，有效切割速度为零；（3）感应电动势为零，感应电流为零；（4）线圈每经过中性面一次，线圈中的电流方向改变一次；线圈每旋转一周，电流方向改变两次。课堂小练：问题1：矩形线圈的面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，绕中轴以ω角速度匀速转动。（１）从线圈转到中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式。（２）若每匝线圈的电阻为R，负载电阻为R，则线

6、圈中的感应电流的最大值是多少？问题2：若从线圈转到与磁感线平行时开始计时，交变电流的波形图又是怎样的？函数表达式又是怎样？问题3：关于交流发电机，下列说法正确的是（　）A、通过线圈平面的磁通量最大时，产生的感应电动势最大B、线圈从中性面开始旋转９０o的过程中，感应电动势逐渐增大-5-/5优选C、线圈平面与中性面重合时，磁通量的变化率最大D、线圈每旋转一周，线圈中的电流方向改变两次问题4：一台发电机产生的交变的感应电动势的最大值为３１１V，线圈在磁场中旋转的角速度为１００πrad/s．从中性面开始计时．（１）写出感应电动势的瞬时

7、值表达式．（２）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合回路，电路的总电阻为１００Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式．在t＝１／１２０S时的瞬时电流强度为多少？问题5：一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某条边为转轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，感应电动势的峰值和周期可由图读出，则磁感应强度B=_______。在t=T/12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角等于＝_______。课后作业：（1）阅读课本33页“科学漫步”；（2）做课后题和练习册。-5-/5