高二物理交变电流的产生和变化规律教案
03-教学设计案例：交变电流的产生和变化规律
交变电流的产生和变化规律教材分析：为了适应学生的接受能力，我发现教材采取了从感性到理性、从定性到定量逐渐深入的方法讲述这个问题。
教材先用教具演示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电，以展示交流电是怎样产生的，并强调让学生观察教材图示线圈5个特殊位置时，电流表指针变化的情况，分析电动势和电流方向的变化，这样学生就会对分调动学生的积极性，培养学生的观察和分析能力。
关于交变电流的变化规律，我认为教材利用上章学过的法拉第电磁感应定律引导学生进行推导，得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式，进而根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律推出电流与电压瞬时值与最大值的表达式。
用图表表示交流电的变化规律是一种重要方法，这种方法直观、形象，学生容易接受。
这样做也是为后面用图象表示三相交流电准备条件，在电磁波的教学中还要用到图象的方法。
在介绍了交流电的周期和频率后，可通过练习巩固学生对交流电图象的认识。
*在本节学生第一次接触许多新名词，如：交流电、正弦交流电、中性面、瞬时值、最大值等。
让学生搞清楚这些名词的正确含义。
这节课的任务挺重的。
要使学生了解交流电有许多种，正弦交流电是其中简单的一种，在本章教材中常把正弦交流电简称交流电。
要使学生明确中性面是指与磁场方向垂直的平面。
中性面的特点是：线圈位于中性面时，电动势为0；线圈通过中性面时，电动势的方向要改变。
要向学生指出，一般科技书都用小字母表示瞬时值，用大写字母并加脚标，m表示最大值。
教学过程一、引入新课出示：单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要结构。
演示：将手摇单相发电机与小灯泡组成闭合电路，当线框快速转动时观察到什么现象？现象：小灯泡一闪一闪。
演示：再将手摇单相发电机与示教用的大电流表组成闭合电路，当线框快速转动时观察到什么现象？现象：电流表指针左右摆动。
问：线圈里产生的是什么样的电流？请同学们阅读教材后回答。
答：转动线圈里产生了大小和方向都随时间做周期性变化的交流电。
高二物理《17.1 交变电流的产生和变化规律》教案
17.1交变电流的产生和变化规律教案一、素质教育目标(一)知识教学点1．使学生了解交流电的产生原理；2．掌握交变电流的变化规律及表示方法；3．理解交变电流的瞬时值和最大值。
(二)能力训练点1．掌握描述物理规律的基本方法——文字法、公式法、图像法；2．培养学生观察能力、空间想象能力、立体图转化为平面图进行处理问题的能力；3．培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力。
(三)德美育渗透点1．让学生充分体会简单美；2．培养学生爱国主义精神及为富民强国认真学习的精神。
二、重点、难点、疑点及解决办法1．重点：交变电流产生的物理过程的分析及中性面的特点；2．难点：交变电流产生的物理过程的分析；3．疑点：当线圈处于中性面时磁通量最大，而感应电动势为零。
当线圈处于平行磁感线时，通过线圈的磁通量为零，而感应电动势最大。
4．解决办法(1)通过对矩形线圈在匀强磁场中匀速转动一周的实物演示，立体图结合侧视图的分析、特殊位置结合任一位置分析使学生了解交变电流的大小和方向是如何变化的；(2)通过侧视图分析线圈运动方向与磁场方向B之间关系，利用导体切割磁场线方法来处理，使问题容易理解。
三、课时安排：1课时四、教具准备：手摇发电机模型、演示电流计、导线若干、教学挂图、幻灯机、投影灯片。
五、基本教学步骤：1．引入新课1831年法拉第发现了电磁感应现象，为人类进入电气化时代打开了大门，今天我们使用的电灯，微波炉等家用电器的交流电是怎样产生并且怎样送到我们的家庭中来的呢？这就是我们这章的内容，先看第一节交流电的产生。
2．新课教学（１）交变电流：大小和方向在不断变化的电流．（２）分析交流电的产生过程：（３）交变电流的规律：sin m i I t ω= s i n m u U t ω= s i n m e E t ω= （４）交变电流的图像：正弦 锯齿 矩形脉冲 尖脉冲（5）交流发电机主要组成部分：产生感应电动势的线圈和产生磁场的磁极。
高二物理交变电流的产生和变化规律教案
高二物理交变电流的产生和变化规律教案【教学目标】1.了解什么是交变电流以及其产生和特点。
2.掌握交变电流的产生、和基本变化规律。
3.能够应用学习到的知识对交变电流进行分析和计算。
【教学重难点】1.掌握交变电流的产生原理和特点。
2.理解交变电流的变化规律。
【教学方法】1.讲述法2.图片演示法3.课堂讨论法【教学步骤】1.引入老师用图片展示电路中交变电流的现象，让学生尝试从现象中理解交变电流的概念。
然后对交变电流的产生过程进行简单的介绍，引导学生进入本节课的主题。
2.交变电流的产生介绍电源如何产生变化的电流，并介绍变化电流的特点，包括频率和周期等。
学生可以在教师的指导下操作小电扇或者小灯泡进行实验观察，更好地认识和理解交变电流产生的过程和特点。
3.交变电流的变化规律引导学生分别通过图示和公式来认识交变电流的变化规律，包括正弦函数、周期、频率和有效值等知识。
同时指导学生通过实验来观察和检验所学知识，让学生理解这些变化规律的实际应用。
4.课堂练习划分小组，让学生结合所学的知识来完成一些课堂练习题，进一步巩固所学内容。
老师可以使用幻灯片或者黑板上展示练习题，同时在课件中加入一些小动画来增加趣味性。
【教学资源】1.交互式课件2.图片展示3.实验器材4.课堂练习题【教学反思】本节课的主要教学内容是交变电流的产生和变化规律，涉及到的知识点比较复杂，但是通过引导学生通过实验和应用实践来掌握，能够让学生更好地理解和掌握该知识点。
同时课间的练习也能够更好的巩固学生的知识，为进一步的学习打下坚实的基础。
高二物理交变电流教学案
高二物理交变电流教学案【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【教学重难点】1．重点是交变电流产生的物理过程分析2．难点是交变电流的变化规律及应用【教学过程】一、新课导入（一）交变电流的产生问题1：磁场可看作匀强磁场，磁感应强度为B，线圈转动角速度为ω，面积为S，匝数为n ,从图示位置开始转动，求（1）转动时间t时的感应电动势e。
教学活动：如果学生不会，可以通过以下方式进行问题引导教学问题1、在线圈转动的过程中，那些边会产生感应电动势？问题2、用那种方法求感应电动势？如果不会再引导：（1）法拉第电磁感应定律有几种表达形式？（2）每种表达形式的适用条件和范围？问题3、总电动势如何求解？如果不知道，再引导：（1）感应电流方向如何判断？（2）总电流是等于ab、cd边产生的感应电流相加还是相减？（如果学生立体观不好，可以将立体图换成平面图）引导学生推动出结果：（1）e=nBSw sinwt（2）请画出e与t的变化关系图像（引导学生画出图像）结果分析：（活动）问题：1、线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动时，产生的电动势与导体棒在磁场中切割磁感线产生的电动势有哪些不同？（引出交流电的概论、产生过程）2、中性面及其特点3、中性面的垂面及其特点引导学生从原理图和e-t图入手分析得出：1.中性面：垂直磁场方向的平面．（1）线圈经过中性面时，φ=BS最大，但△φ/△t =0最小，B//V（ab和cd边都不切割磁感线），E=0 I=0．（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次．2.线圈平行与磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，例 1 矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是( )A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次D．线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零变式训练：在交流电的产生实验中，关于与中性面垂直的面，下列说法正确的是() A．此时线圈各边都不切割磁感线，感应电流等于零B．此时磁感线平行于线圈平面，所以磁通量为零，磁通量的变化率为零C．线圈每经过此平面一次，电流方向就改变一次D．此时磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变问题2：已知N 匝面积为S 的正方形线框边长为L ，绕垂直于磁感应强度为B 的匀强磁场的轴转动，角速度为W 试求（1）转动过程中的最大电动势（2）若从中性面开始转动任意t 时刻的瞬时值为多少？（3）若从中性面的垂面呢?师生互动过程：通过问题1的得出，现在学生基本上能得出（1）（2）两问，如果学生不会第三问，可以从e-t 图像上引导学生分析发现，感应电动势将按照余弦规律变化。
高二物理交变电流的产生和变化规律表征交变电流的物理量
嗦夺市安培阳光实验学校高二物理交变电流的产生和变化规律、表征交变电流的物理量【本讲主要内容】交变电流的产生和变化规律、表征交变电流的物理量【知识掌握】【知识点精析】本讲的重点、难点是交流电的概念和变化规律，交变电流的有效值和交流电的优越性，有效值的物理意义。
高考主要考察交流电的产生和有效值、瞬时值的计算，题型都为选择题，尤其是有效值的计算，主要考察物理中的等效思想。
1. 交变电流的产生及其变化规律（1）交变电流：强度和方向都随时间周期性变化的电流。
（2）正弦交变电流的产生：一个矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动便可产生。
（3）正弦交变电流的变化规律中性面：与磁场方向垂直的平面。
线圈转到中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，线圈每经过一次中性面，电流的方向改变一次。
变化规律：正弦交变电流图象（如下图）：2. 表征交变电流的物理量（1）周期和频率交变电流的周期和频率是表征交变电流变化快慢的物理量。
周期T：交变电流完成一次周期性变化所需要的时间。
从交变电流产生的角度来看，它就等于旋转电枢式发电机中线圈转动的周期。
频率f ：交变电流在1s内完成周期性变化的次数。
显然，f =T1。
（1）有效值和最大值有效值：在热效应上和直流电等效的物理量。
譬如，上面的交流电流的有效值就是I 。
如果我们不要每次都用实验去测量，那么，物理学家已经用高等数学工具计算出来：对于正弦交流电而言，其有效值和最大值之间具有以下关系I =21Im U = 21Um我们已经介绍有效值在意义和对于正弦交流电的计算方法。
那么，在实际应用中，它还有什么价值呢？原来，交流电表中的实数全部都是有效值（交流电表的工作原理、为什么指示有效值，目前不便介绍，有兴趣的同学可以参看相关的课外资料）。
此外，人们通常口头上所说的多少伏、多少安的交流电也是指的交流电的有效值。
与之相对应的，最大值也有它的意义：譬如，当一个电容器接在交流电源上，它是否安全（不被击穿）取决于其间的场强情况，如果超过了额定场强，绝缘介质的击穿是一瞬间的事，而不需要多长时间的热效应累计。
高二物理教案 交变电流的产生和变化规律教案
场方向的轴匀速转动时,可产生交变电流。注意这不是产生交流的惟一方
式。??PPT展示--交变电流的产生
4交变电流变化规律
结合书上的图,模型及课件分析产生过程和变化归律??PPT展示--交变电流
变化规律
一、复习提问
1、
提问
提问
带电粒子垂直进入某一匀强磁场，其受力情况如何?运动轨
波形,他们的电动势随时间变化的规律是多种多样的。
??PPT展示--其它交变电流的波形
2、确定荷质比的意义：
在电场和磁场中，带电粒子受到的力与电量成正比，得到的加速度
与粒子的质量成反比，因而粒子的运动情况依赖于粒子的荷质比。这样
，我们确定了粒子的荷质比，就可研究带电粒子在电场和磁场中的运动
情况;反之由粒子的运动情况也可求出粒子的荷质比。
多媒体展现
S1
A
S2
S3
A
D
U
B
3、测定荷质比的装置：
周,感应电流的方向改变两次。
论交变电流的大小变化规律??PPT展示--电流的大小变化规律
如图所示,在场强为B的匀强磁场中,矩形线圈ab边长为L1,bc边长为L2,逆
时针绕中轴匀速转动,角速度为ω,从垂直磁感线开始计时,经过时间是t,
线圈中的感应电动势是多少?
○1由电磁感应知识得
Eab=1/2 BL1L2ωsinωt
(4)当线圈再转过900时,处于图d位置,ab、cd边的瞬时速度方向,跟线圈经
(图2)位置时的速度方向相反,产生的感应电动势方向也跟在(图2)位置相反。
(5)再转过900线圈处于起始位置(e图),与a图位置相同,线圈中没有感应电
3.1交变电流+教学设计+-2023-2024学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
第1课时 3.1《交变电流》1.课时教材分析：课标要求：1、通过实验认识交变电流，知道生产生活中使用的大多是正弦式交变电流，会用图像和公式描述正弦式交变电流。
2、经历建立正弦式交变电流模型、用右手定则和法拉第电磁感应定律推理得出正弦式交变电流方向和大小的规律的过程，体会建立模型与推理分析的思维方法。
3、了解发电机是将机械能转化为电能的装置，各种发电机的区别在于机械能产生的形式不同。
对课程标准的解读为：本条目要求学生了解交变电流的产生原理和交变电流的基本特征，属于了解水平。
学生应该从交流电的产生实验中明确，交流电的产生原理是电磁感应，知道交流电是大小和方向随时间发生周期性变化的电流。
学生能够根据交流电的特征，会用函数表达式来描述交变电流。
本章内容包括交变电流的规律，变压器模型及远距离输电模型，与之前所学内容构成完整的“电磁感应及其应用”体系，有利于培养学生的科学思维。
作为本章的第一节，本节内容既是对之前学习内容的巩固提升，又是为后面交变电流的描述做前期铺垫，是学生把知识从理论层面到应用层面的过渡，有承上启下的作用。
本节课从学生采访的实例反映的社会问题入手，以此创立与本单元知识密切相关的挑战性大任务，并分解为与每一章节相对应的子任务。
在逐层探究过程中提升学生的学科素养。
2.课时学情分析：在之前的教材学习中，学生已经初步了解产生感应电流的条件、感生电动势和动生电动势公式、也会用法拉第电磁感应定律和右手定则来判定电流的方向。
但对于在实际电路中具体分析上述知识的能力尚且不足，也不能把上述知识形成体系、综合处理解决问题，因此需要教师在教学中要加以引导。
3.课时学习重点：1、直流和交流的概念。
2、对特殊位置进行进行定性分析，得到交变电流的规律。
3、通过对一般位置的推导，能定量得到电动势瞬时值的表达式。
4.课时学习难点：对一般位置定量计算电动势的表达式。
5.课时学习目标：核心知识素养:交变电流的特征和规律物理观念:通过对交变电流的认识,深化物质观念；了解发电机工作过程中的能量转化科学思维:经历建立正弦式交变电流模型、用右手定则和法拉第电磁感应定律推理正弦式交变电流方向和大小的规律的过程,体会建立模型与推理分析的思维方法科学探究:分析发电机电动势的过程中经历从特殊到一般的探究过程，并能基于结果分析模拟发电机发电图像不是正弦的原因。
株洲高二物理《交变电流的产生和变化规律》说课稿
《交变电流的产生和变化规律》说课稿茶陵一中罗志文一、教材分析地位：交变电流的产生和变化规律一直以来都是高中物理教学的一个重点与难点。
作用：本节内容是本章的重点，又是电磁感应、楞次定律、右手定则等知识的进一步具体应用，跟生产和生活实际有密切的联系，因此本节内容具有广泛的实用性。
教材处理：本节内容相对于直流电而言，最大特点就是“变”，对于变化的物理量学生往往会感到困难，特别是第一次接触这么多的新名词，如：交变电流、正弦式电流、中性面、瞬时值、峰值等，如何让学生清楚地理解这些概念，掌握交流电的变化规律，是处理好这节课的关键。
针对此问题我采用了从感性到理性，从定性到定量逐渐深入的方法来来处理。
二、教学目标根据教学大纲的要求，结合教材，本着把传授知识、培养能力和渗透方法有机结合的原则，确定本节课的教学目标如下:1、知识目标（1）使学生理解交变电流产生的原理。
（2）掌握交变电流的变化规律及表示方法。
（3）理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。
（4）知道交流发电机的简单构造及种类。
2、能力目标（1）掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。
（2）培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图的能力。
3、德育目标培养学生理论联系实际的思想。
三、教学重点、难点重点：交变电流产生的物理过程分析。
难点：交变电流的变化规律及应用。
四、教法分析1、理论依据为充分体现学生的学习主体地位，准备采用前苏联教育家马赫穆托夫、列尔涅尔、斯卡特金等人所倡导的问题教学法。
其基本程序是：提出问题——引导学生观察实验——启发学生分析和解决问题。
五、教学过程设计A、演示引入----手摇发电机从而激发学生的求知欲望，为下面的教学过程做好准备。
B、新课教学（一）认识直流电与交变电流的特点1．课件展示：交流发电机的模型.2．学生活动：观察电流计指针的偏转，你认为交流电和我们上学期学习过的恒定电流相比，有什么特点？3．引导学生归纳总结：大小和方向都是周期性变化的.【过度】通过学习知道了交流电的特点，下面我们来研究一下交流电是这样产生的。
高二物理选修3-2第五章交变电流教案
第五章 交变电流一、交变电流的几个概念1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。
2、正弦式电流：随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式电流，正弦式电流的图象是正弦曲线，我国市用的交变电流都是正弦式电流 3、中性面：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零； 线圈经过中性面时，内部的电流方向要发生改变。
二、交变电流的产生和描述（考试题型多为选择题）1、 正（余）弦式交变电流的产生条件有三，缺一不可，否则就不是正（余）弦式交变电流。
1） 匀强磁场 2） 转轴垂直磁场方向 3） 线圈匀速转动正（余）弦式交变电流的变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关。
2、 两个特殊位置的特点1）线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，φ最大， tφ=0，e=0，i=0，电流方向将发生改变。
若从此时开始计时，电动势瞬时表达式e=E m sin w t2）线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ=0，tφ最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。
若从此时开始计时，电动势瞬时表达式e= E m cos w t 3、周期和频率交变电流的周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量。
1）周期T ：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
在一个周期内，交变电流的方向变化2次。
2）频率f:交变电流在1s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号为Hz ，频率越大，交变电流变化越快。
3）关系：12w f T π== 三、交变电流的“四值”物理量 物理含义重要关系 适用情况及说明 瞬时值交变电流某一时刻的值e ＝E m sin ωt i ＝I m sin ωt 计算通电导体或线圈所受的安培力时，应用瞬时值最大值 最大的瞬时值E m ＝nBSωI m ＝E mR ＋r确定用电器的耐压值，如电容器、晶体管等的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E ＝E m2 I ＝I m 21）一般交变电流表直接测量值。
《交变电流的产生和变化规律》教案
二、交变电流的变化规律 线 圈在匀强磁场 中绕垂直于磁 场方 向的轴匀速转动时，产 生正弦式交变电流，简称正弦式电流。 １ ． 正弦式电流的表达式 ： ２ 正弦式电流的图象 ： ｅ ＝ｎ Ｂ ｓ ｏ ｃ ｓ ｉ ｎ （ ｏｔ ｃ ） ＝ ｓ ｉ ｎ （ ｃ ｏ ｔ ）
课 时 安排 ： ４ ５ 分钟 。 教 学过 程 ： 活 动之 一 ：引入 交 变 电流 的概 念 。
拓展情景 ： 情景 ３ ： ｎ匝线 圈在 匀强磁场 中绕垂 直于磁 场 方向的轴 匀速转动 ，求感应电动势 。 集体 完成 ： 情号 ４： ｎ匝线 圈在 匀强磁场 中绕垂 直于磁 场 方向的轴 匀速转动。求感应电流，路端电压 。 总结规律 ： 规律 ： 线 圈在 匀强磁场 中绕垂直于磁场 方向的 轴转动时，产生正弦式。 交变电流。简称正弦式 电流。 实验演示 ： 告诉学生正弦式电流只是常见的交变电流的一 种 ，还有其它的形式。 知识延伸 同时将其它某几种通过示波器显 示出来。 活动之 四 ： 描述交变电流的变化规律 。 公式描 述 ： 借鉴前面的推导结果，直接写 出正 弦式交变电 流的数学表 达式。 图象描 述 ： ｌ 导学生画 出感应 电动势的变化图像 ，强调画 图的规范性和条理性 。
教学方法
课程教 育研 究
《 交变电流的产生和变化 ． 规律》教案
程志攀
（ 黄 冈中学 湖北 黄 冈 ４ ３ ８ ０ ０ ０ ）
【 中图分类号 】 Ｇ ６ ３ ３ ． ７
教 学 目标 ：
１ ． 知 识 与技 能
・
【 文献标识码 】 Ａ
【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ ． ３ ０ ８ ９（ ２ ０ １ ６ ） ２ ８ — ０ ｌ １ ５ ． Ｏ １ 学生请 一个学生上台推导，得 出结果。然后集体评价，得
人教版高中物理教案-交变电流的产生和变化规律
第五章交變電流●本章概述本章講述交變電流知識，是前面學過的電和磁的知識的發展和應用，並且與生產和生活有密切關係.本章重點內容是：交變電流的產生原理和變化規律，交變電流的性質和特點，變壓器的工作原理，交變電流的傳輸及應用.這些知識點是高考命題率較高的知識點.與直流電相比，交變電流有許多優點，交變電流可以利用升壓變壓器升高或降低電壓，便於遠距離輸送，可以驅動結構簡單運行可靠的感應電動機。
為了有利學生學習交流電的特點，更好的區分交流與直流，本章還介紹了電感和電容在交變電流中的作用，使學生瞭解感抗與容抗的有關知識.本章可分為三個單元：第一單元：第一節和第二節，講交變電流的產生和描述.第二單元：第三節，講電感和電容對交變電流的作用.第三單元：第四節和第五節，講變壓器和電能的輸送.第一節交變電流●本節教材分析為了適應學生的接受能力，教材採取從感性到理性、從定性到定量逐漸深入的方法講述這個問題.教材先用教具演示矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動時產生交流電，以展示交流電是怎樣產生的.並強調讓學生觀察教材圖17—2所示線圈通過五個特殊位置時，電流錶指標變化的情況，分析電動勢和電流方向的變化，這樣學生就會對電動勢和電流的變化情況有個大致的瞭解.然後讓學生用右手定則獨立分析線圈中電動勢和電流的方向.這樣能充分調動學生的積極性,培養學生的觀察和分析能力.關於交變電流的變化規律,教材利用上章學過的法拉第電磁感應定律引導學生進行推導,得出感應電動勢的瞬時值和最大值的運算式,進而根據閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律推出電流與電壓瞬時值與最大值的運算式.用圖表表示交流電的變化規律是一種重要的方法,這種方法直觀、形象,學生容易接受.這樣做也是為後面用圖像表示三相交流電準備條件,在電磁波的教學中還要用到圖像的方法.在介紹了交流電的週期和頻率後,可通過練習鞏固學生對交流電圖像的認識.在本節學生第一次接觸到許多新名詞,如:交流電、正弦交流電、中性面、瞬時值、最大值等.要讓學生搞清楚這些名詞的準確含義.要使學生瞭解交流電有許多種,正弦交流電是其中簡單的一種,在本章教材中常把正弦交流電簡稱交流電.要使學生明確中性面是指與磁場方向垂直的平面.中性面的特點是:線圈位於中性面時,電動勢為零;線圈通過中性面時,電動勢的方向要改變.要向學生指出,一般科技書中都用小寫字母表示瞬時值,用大寫字母並加腳標，m表示最大值.●教學目標一、知識目標1.使學生理解交變電流的產生原理，知道什麼是中性面.2.掌握交變電流的變化規律及表示方法.3.理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準確含義.二、技能目標1.掌握描述物理量的三種基本方法（文字法、公式法、圖像法）.2.培養學生觀察能力，空間想像能力以及將立體圖轉化為平面圖形的能力.3.培養學生運用數學知識解決物理問題的能力.三、情感態度目標培養學生理論聯繫實際的思想.●教學重點交變電流產生的物理過程的分析.●教學難點交變電流的變化規律及應用.●教學方法演示法、分析法、歸納法.●教學用具手搖單相發電機、小燈泡、示波器、多媒體教學課件、示教用大的電流錶.●課時安排1課時●教學過程一、引入新課［師］出示單相交流發電機，引導學生首先觀察它的主要構造.［演示］將手搖發電機模型與小燈泡組成閉合電路.當線框快速轉動時，觀察到什麼現象?［生］小燈泡一閃一閃的.［師］再將手搖發電機模型與示教電流錶組成閉合電路,當線框緩慢轉動(或快速擺動)時,觀察到什麼?［生］電流錶指針左右擺動.［師］線圈裡產生的是什麼樣的電流？請同學們閱讀教材後回答.［生］轉動的線圈裡產生了大小和方向都隨時間做週期性變化的交變電流.［師］現代生產和生活中大都使用交流電.交流電有許多優點，今天我們學習交流電的產生和變化規律.二、新課教學1.交變電流的產生［師］為什麼矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動時線圈裡能產生交變電流？［生］對這個問題有濃厚的興趣,討論熱烈.［師］多媒體課件打出下圖.當abcd線圈在磁場中繞OO′軸轉動時,哪些邊切割磁感線?［生］ab與cd.［師］當ab邊向右、cd邊向左運動時,線圈中感應電流的方向如何?［生］感應電流是沿著a→b→c→d→a方向流動的.［師］當ab邊向左、cd邊向右運動時,線圈中感應電流的方向如何?［生］感應電流是沿著d→c→b→a→d方向流動的.［師］正是這兩種情況交替出現,在線圈中產生了交變電流.當線圈轉到什麼位置時,產生的感應電動勢最大?［生］線圈平面與磁感線平行時,ab 邊與cd 邊線速度方向都跟磁感線方向垂直,即兩邊都垂直切割磁感線,此時產生感應電動勢最大.［師］線圈轉到什麼位置時,產生的感應電動勢最小?［生］當線圈平面跟磁感線垂直時,ab 邊和cd 邊線速度方向都跟磁感線平行,即不切割磁感線,此時感應電動勢為零.［師］利用多媒體課件,螢幕上打出中性面概念:(1)中性面——線框平面與磁感線垂直位置.(2)線圈處於中性面位置時,穿過線圈Φ最大,但tΔΔ =0. (3)線圈越過中性面,線圈中I 感方向要改變.線圈轉一周,感應電流方向改變兩次.2.交變電流的變化規律設線圈平面從中性面開始轉動,角速度是ω.經過時間t,線圈轉過的角度是ωt,ab 邊的線速度v 的方向跟磁感線方向間的夾角也等於ωt,如右圖所示.設ab 邊長為L 1,bc 邊長L 2,磁感應強度為B ,這時ab 邊產生的感應電動勢多大? ［生］e ab =BL 1vsin ωt =BL 1·22L ωsin ωt =21BL 1L 2sin ωt ［師］cd 邊中產生的感應電動勢跟ab 邊中產生的感應電動勢大小相同,又是串聯在一起,此時整個線框中感應電動勢多大?［生］e =e ab +e cd =BL 1L 2ωsin ωt［師］若線圈有N 匝時,相當於N 個完全相同的電源串聯,e =NBL 1L 2ωsin ωt,令E m =NBL 1L 2ω,叫做感應電動勢的最大值,e 叫做感應電動勢的瞬時值.請同學們閱讀教材,瞭解感應電流的最大值和瞬時值.［生］根據閉合電路歐姆定律,感應電流的最大值I m =r R E m ,感應電流的瞬時值i =I m s i n ωt .［師］電路的某一段上電壓的瞬時值與最大值等於什麼?［生］根據部分電路歐姆定律,電壓的最大值U m =I m R ,電壓的瞬時值U =U m sin ωt .［師］電動勢、電流與電壓的瞬時值與時間的關係可以用正弦曲線來表示,如下圖所示:3.幾種常見的交變電波形三、小結本節課主要學習了以下幾個問題：1.矩形線圈在勻強磁場中繞垂直於磁場方向的軸勻速轉動時，線圈中產生正弦式交變電流.2.從中性面開始計時，感應電動勢瞬時值的運算式為e=NBSωs i nωt,感應電動勢的最大值為E m=NBSω.3.中性面的特點：磁通量最大為Φm，但e=0.四、作業（略）五、板書設計六、本節優化訓練設計1.一矩形線圈，繞垂直于勻強磁場並位於線圈平面內的固定軸轉動，線圈中的感應電動勢E隨時間t的變化如圖所示，則下列說法中正確的是A.t1時刻通過線圈的磁通量為零B.t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大C.t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大D.每當電動勢E變換方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大2.一台發電機產生的按正弦規律變化的感應電動勢的最大值為311 V，線圈在磁場中轉動的角速度是100πrad/s.（1）寫出感應電動勢的瞬時值運算式.（2）若該發電機只與含電阻的負載組成閉合電路，電路中的總電阻為100 Ω，試寫出通過負載的電流強度的暫態運算式.在t =1201 s 時電流強度的瞬時值為多少？3.一個矩形線圈在勻強磁場中轉動產生交流電壓為u=2202s i n100πt V ，則A.它的頻率是50 HzB .當t =0時，線圈平面與中性面重合C.電壓的平均值是220 VD.當t =2001 s 時，電壓達到最大值 4.交流發電機工作時的電動勢的變化規律為e =E m s i n ω t ，如果轉子的轉速n 提高1倍，其他條件不變，則電動勢的變化規律將變化為A.e =E m s in 2ω tB.e =2E m s in 2ω tC.e =2E m s in 4ω tD.e =2E m s in ω t參考答案：1.D2.解析：因為電動勢的最大值E m =311 V ，角速度ω=100 π rad/s ，所以電動勢的瞬時值運算式是e =311s in 100π t V .根據歐姆定律，電路中電流強度的最大值為I m =100311 R E m A=3.11 A ，所以通過負載的電流強度的瞬時值運算式是i =3.11s in 100π t A.當t =1201 s 時，電流的瞬時值為 i =3.11s in (100π·1201)=3.11×21A=1.55 A.3.ABD4.B●備課資料1.抽水蓄能發電電被稱為現代文明的血液.一天當中的不同時段,比如生產、生活最忙碌的時候,與夜晚夜深人靜之際,對電的使用量往往相差十分懸殊.而電力又不能直接大量貯存.這就要求電網具有靈活的調節能力,在高峰時增加供電,而在低谷時又減少供電.否則電網的電壓就會與標準不符,不僅用戶無法正常用電,電網的運行安全也會受到威脅.水電、火電、核電是目前電網大規模發電的主要形式,也是電網調節的主要形式.其中水電機組開停機迅速,調節能力最強;而火電機組從開機到滿負荷工作或反之運行的時間往往需要近10個小時,跟不上網內的負荷變化,調節能力很差;而核電機組由於技術和安全方面的原因,基本上沒有調節能力.華北電網占裝機容量97%以上的是火電機組.華北屬於缺電地區,用電高峰時全部機組滿負荷運行也難以滿足用電需求,所以不得不頻繁地拉閘限電;而在低谷時電網內又有大量過剩的電能需要削減.那麼,是否可以把低谷的剩餘電量貯存起來,補充高峰時的供電不足,從而提高華北電網的調節能力呢?循著這樣的思路,1992年9月,十三陵抽水蓄能電站破土動工了.從工程結構上說,抽水蓄能電站包括兩個具有水準垂直高差的水庫,分別叫作上水庫和下水庫.十三陵抽水蓄能電站的下水庫是早已建成的十三陵水庫;上水庫建在十三陵水庫左岸蟒山後面的上寺溝內.上下水庫間的落差有480 m.上水庫的總庫容為400萬立方米.上下水庫之間的山體內建有地下廠房和附屬洞室,裝備了既可做水泵也可做水輪機運行的蓄能機組.十三陵抽水蓄能電站的地下廠房面積為4000 m2,它裝備的是4台20萬kW的水泵水輪電動發電機組.連接上下水庫和地下廠房的水道系統主要由進出水口、調壓節隧洞以及隧洞內鋪設的巨大的高壓管道組成.抽水蓄能電站是依照能量轉換原理工作的.在午夜之後的用電低谷蓄能機組做水泵運行,用電網內多餘的電能把水庫的水抽到上水庫,把電能轉換成勢能貯存起來;在用電高峰時,機組又成為發電機,由上水庫向下水庫放水,像常規水電站一樣,把水的勢能轉換成電能,返送回電網補充供電的不足.這樣,在蓄水放水,耗電發電的迴圈過程中,電站對電網負荷的高峰和低谷起到調節作用.十三陵抽水蓄能電站建成後,每年可吸收16.5億千瓦時的低谷剩餘電量,提供12億千瓦時的高峰電量.如果按1千瓦時高峰電量可創4~6元產值計算,每年可創社會產值50~70億元.更重要的是抽水蓄能電站增強了華北電網的調節能力,保證了整個電網的安全經濟運行.目前抽水蓄能發電在我國呈現出蓬勃發展的勢頭.除十三陵抽水蓄能電站外,全國還有好幾個抽水蓄能電站,有的正在興建中,有的已經投入運行.2.崛起的新能源——核電電力是國民經濟發展的命脈.目前世界電力主要由火電、水電和核電構成.火電是靠燃燒煤、石油等化石燃料獲得的.作為不可再生的自然資源,化石燃料儲量有限,而且都是重要的化工和輕紡工業原料.化石燃料的燃燒還會對環境造成很大污染,是造成“酸雨”“溫室效應”等環境問題的元兇.水電是可再生資源,而且不會污染環境,但它的限制條件較多,如水資源分佈不均,水流量的季節變化會導致發電量的變化.只有核電能夠既滿足電力需求,又不污染環境.自1954年蘇聯建成世界上第一座核電站至今,全球已有30多個國家建起了440多台機組,總裝機容量達到3億多千瓦,其中法國、美國、日本、德國、英國等經濟發達國家的核電都超過本國總發電量的20%,法國甚至達到70%以上.作為一個人口眾多的發展中國家,我國的電力工業一直在穩步發展,裝機容量和年發電量分別排世界第四位和第三位.但人均發電量排在世界第80位,僅為世界平均水準的1/3.1996年全國電力缺口在20%左右,遠遠不能滿足快速增長的國民經濟發展的需求.我國將近70%的煤炭資源分佈在華北和西北,工業發達和人口密集的東南沿海地區的煤炭和水力資源都很匱乏,國家每年都要投入鉅資進行“北煤南運”.我國初步規劃2000~2020年新增裝機容量5億千瓦.如果全部建成火電站發電用煤需要13億噸,這無論從煤的新增產量、遠距離運輸,還是從生態環境等各方面看,都存在巨大困難,可以說發展核電是中國解決能源問題的一條重要途徑.有關部門預測,21世紀將是中國核電大發展的時期.1991年中國大陸實現了核電零的突破.現在已有兩座核電站3台核電機組共210萬千瓦裝機容量,其發電量占全國發電總量的1.27%.國家“九五”計畫和2010年遠景規劃目標綱要指出:貫徹因地制宜、水火並舉,適當發展核電的方針.計畫到2010年投運的核電站總裝機容量達到2000萬千瓦左右.目前,東南沿海地區都把建造核電站作為解決當地能源問題的重要途徑,對發展核電有很高的積極性.秦山核電站和大亞灣核電站的安全穩定運行為中國的核電發展開了個好頭，已充分顯示了核電安全、清潔、經濟的優越性.“九五”期間，我國計畫建造的四座核電站八台機組共660萬千瓦,現已全面開始建造.可以說，發展核電已成為我國能源政策的一部分，作為20世紀中葉崛起的新能源，它在中國有著光明的發展前景.。
交变电流的产生和变化规律教案
交变电流的产生和变化规律教案教案：交变电流的产生和变化规律一、教学目标1.了解交变电流的概念和特点。
2.掌握交变电流的产生和变化规律。
3.能够通过实验观察和实践探究的方式理解交变电流的本质。
二、教学准备1.电源、导线、灯泡等实验器材。
2.交流电表、直流电表以及示波器等测量工具。
3.交流电路图、交流电流的变化曲线等教具。
4.实验记录表和实验报告模板。
三、教学过程1.导入（5分钟）2.交流电流的产生（15分钟）（1）简单描述交变电流的产生过程，即在闭合电路中，采用交变电源（如交流发电机）产生的电流。
（2）利用示波器观察并描述交流电流的波形，即正弦波。
3.交流电流的变化规律（30分钟）（1）通过实验演示，利用实验器材搭建交流电路，观察交流电流的变化规律。
（2）实验内容包括改变电压大小、改变电阻大小、改变频率等。
（3）引导学生观察并记录实验现象，在实验记录表中填写实验数据和实验结论。
4.交流电流的变化曲线（30分钟）（1）讲解交流电流的变化曲线的表示方法和相关概念。
（2）引导学生观察和分析交流电流的变化曲线，了解其特点和规律。
（3）通过实验或计算，绘制交流电流的变化曲线，探究其特点和规律。
5.总结归纳（10分钟）（1）总结交换电流的产生过程和变化规律。
（2）归纳交换电流的特点和应用领域。
（3）鼓励学生提出问题和讨论，激发学生对交换电流的深入思考。
四、教学资源1.交流电路图、交流电流的变化曲线等教具。
2.实验记录表和实验报告模板。
五、教学评估通过学生实验报告和课堂提问等方式进行评估。
1.评估学生对交流电流产生和变化规律的理解程度。
2.评估学生对实验现象和数据的观察和记录能力。
3.评估学生对交换电流特点和应用领域的理解。
六、拓展延伸1.建议学生独立开展更多与交流电流相关的实验，深入理解交流电流的特点和规律。
2.引导学生进一步研究交流电流的应用领域，如电力传输、电子设备等。
七、教学反思本教学设计通过理论讲解、实验演示和实践探究等方式，全面提高学生对交换电流产生和变化规律的理解和掌握程度。
交变电流的产生和变化规律_高二物理教案.doc
有关内容，例如，如果在线框转到线框平面与磁感线平行时开始计时，它产生的电动势随时间变化的图像应是什么样的？7、交流电的有效值、周期等概念的学习重在理解．交流电的有效值概念是本章的重点，也是难点．课本中的交流电有效值定义特别强调是从使电阻产生热量等效这一方面来定义交流电的有效值的．教材中直接给出了正弦交流电流的有效值与最大值的关系式，但不要求证明，为了让学生更好地理解和熟悉有效值，课本上已经指出，交流电压表和电流表的示数都是有效值，家用电器上的标称也是有效值．交流电的周期描述交流电的变化快慢．在一个周期时间内，交流电完成一次完全变化．在实际生活中，经常能见到的是交流电的频率．我国民用交流电的频率是50HZ．在一些欧美国家，交流电的频率是60HZ．8、交流电的最大值、有效值、周期和频率都是描述交流电某一方面的特性，而交流电的图像却可以全面反映某一交流电的情况．所以，要求学生能够从交流电的图像中得到描述交流电的各个物理量．教学重点、难点分析以及解决办法1、重点：交变电流产生的物理过程的分析及中性面的特点．2、难点：交变电流产生的物理过程的分析．3、疑点：当线圈处于中性面时磁通量最大，而感应电动势为零．当线圈处于平行磁感线时，通过线圈的磁通量为零，而感应电动势最大．即，有最大值；，的理解．4、解决办法：通过对矩形线圈在匀强磁场中匀速转动一周的实物演示，立体图结合侧视图的分析、特殊位置结合任一位置分析使学生了解交变电流的大小和方向是如何变化的．通过侧视图分析线圈运动方向与磁场方向之间关系，利用导体切割磁场线方法来处理，使问题容易理解．教学设计方案交流电的产生和变化规律教学用具：交流发电机模型、演示电流表教学过程：一、知识回顾教师：如何产生感应电流？请运用电磁感应的知识，设计一个发电机模型．学生设计：让矩形线圈在匀强磁场中匀速转动．二、新课教学：1、交变电流的产生演示1：出示手摇发电机模型，并连接演示电流表．当线圈在磁场中转动时，电流表的指针随着线圈的转动而摆动，线圈每转动一周指针左右摆动一次．表明电流强度的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电．2、交变电流的变化规律投影显示：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程．分析：线圈bc、da始终在平行磁感线方向转动，因而不产生感应电动势，只起导线作用．（1）线圈平面垂直于磁感线（甲图），ab、cd边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流．教师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面．中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零．（2）当线圈平面逆时针转过时（乙图），即线圈平面与磁感线平行时，ab、cd边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最大，线圈中的感应电流也最大．（3）再转过时（丙图），线圈又处于中性面位置，线圈中没有感应电动势．（4）当线圈再转过时，处于图（丁）位置，ab、cd边的瞬时速度方向，跟线圈经过图（乙）位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在（图乙）位置相反．（5）再转过线圈处于起始位置（戊图），与（甲）图位置相同，线圈中没有感应电动势．在场强为的匀强磁场中，矩形线圈边长为，逆时针绕中轴匀速转动，角速度为，从中性面开始计时，经过时间．线圈中的感应电动势的大小如何变化呢？线圈转动的线速度为，转过的角度为，此时ab边线速度以磁感线的夹角也等于，这时ab边中的感应电动势为：同理，cd边切割磁感线的感应电动势为：就整个线圈来看，因ab、cd边产生的感应电势方向相同，是串联，所以当线圈平面跟磁感线平行时，即，这时感应电动势最大值；．感应电动势的瞬时表达式为：可见在匀强磁场中，匀速转动的线圈中产生的感应电动势是按正弦规律变化的．即感应电动势的大小和方向是以一定的时间间隔做周期性变化．当线圈跟外电路组成闭合回路时，设整个回路的电阻为，则电路的感应电流的瞬时值为表达式．感应电流瞬时值表达式为，这种按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流．3、交流电的图像交流电的变化规律还可以用图像来表示，在直角坐标系中，横轴表示线圈平面跟中性面的夹角（或者表示线圈转动经过的时间），纵坐标表示感应电动势（感应电流）．4、交流发电机（1）发电机的基本组成①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）．②用来产生磁场的磁极．（2）发电机的基本种类①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）．②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）．无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子．三、小结：1、交流电的产生强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流．2、交流电的变化规律感应电动势的瞬时表达式为：．感应电流瞬时值表达式：．3、交流电的图像4、交流发电机（1）发电机的基本组成：①电枢．②磁极．（2）发电机的基本种类:①旋转电枢式发电机．②旋转磁极式发电机．交变电流的知识点交变电流的知识点一.交流电：大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流(正弦交流电是其中一种特殊)。
3.1 交变电流(教学设计)高二物理(人教版2019选择性必修第二册)
3.1 交变电流教学设计你知道下图中仿佛由天际而来，向天际而去的输电线始于哪里，最终又输送到哪里吗？始于：发电厂、变电站输送到：乡村、工厂... ...你知道发电厂发电机利用什么原理发出来的电？它具有哪些特点？交流发电机组成发电机的两部分中一部分不动（叫定子），另一部分绕着轴线做匀速转动（叫转子）便可以发出电来。
你能用已学知识解释以下交流发电机的工作原理吗？它产生的电流有什么特点？二、交变电流的产生（一）交流发电机示意图（二）交流电的产生原理请判断出下列四个位置时电流方向？并总结这样的发电机在匀速转动过程中产生电流方向有什么特点？电流方向具有周期性变化的特点。
设磁感应强度是B，AB、CD长为l，AD、BC宽为d，线圈匀速转动的角速度是ω，设t＝0时线圈所在平面与磁场反向刚好垂直，则t=t时刻线圈产生的电动势为多少？①线圈与中性面的夹角是多少？认识交变电流示意图。
尝试判断出四个时刻的电流方向。
按照六步提示分步推导出交变电流的大小表达式。
知道结构为后面的内容做好准备。
回顾旧知，得出新知识从所学知识上逐步分析得出交变电流的产生。
K A FELDC B方向不随时间变化的电流叫做直流电，简称直流(DC)。
（三）正弦式交变电流的变化规律正弦式交变电流是怎样产生的？当线圈绕着与匀强磁场方向垂直的轴线匀速转动，就会产生正弦式交变电流。
电动势的最大值为多少？当电动势最大时线圈处于什么位置时？电动势为0时，线圈又处于什么位置。
电动势最大时：NBS=Em电动势为0时：中性面若电路中的负载为纯电阻电路时，负载两端的电压和流过的电流变化规律如何？t I t R NBS R e i m ωωωsin sin ===tU t R I R i u m m ωωsin sin ===负载两端的电压和流过的电流也按正弦规律变化其中U m 、 I m 分别叫电压和电流的最大值，也叫峰值。
而u 、i 则是相应的物理量的瞬时值。
以上表达形式是不是什么情况下都成立？若线圈从中性面的垂面（峰值面）开始计时，在t 时刻线圈中的感应电动势是多少？m e =NBS ωcos ωt =E cos ωt另一种推导方式：m πe =NBS ωsin(ωt +)=E cos ωt 2负载两端电压变化规律：流过负载的电流变化规律：说明：物理学中，正弦交变电流与余弦交变电流(本质规律都相同)统称为正弦式交流电cos m u U tω=cos m i I tω=第1节交变电流。
高二物理交变电流的产生和变化规律教案
高二物理交变电流的产生和变化规律教案教学目标知识目标1、明白正弦交流电是矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生的.明白中性面的概念.2、把握交变电流的变化规律及表示方法，明白得描述正弦交流电的物理量的物理含义.3、明白得正弦交流电的图像，能从图像中读出所需要的物理量.4、明白得交变电流的瞬时值和最大值，能正确表达出正弦交流电的最大值、有效值、瞬时值.5、明白得交流电的有效值的概念，能用有效值做有关交流电功率的运算.能力目标1、把握描述物理规律的差不多方法文字法、公式法、图像法.2、培养学生观看能力、空间想象能力、立体图转化为平面图进行处理问题的能力.3、培养学生运用物理知识解决处理物理问题的能力.情感目标培养学生爱国主义精神及为富民强国认真学习的精神.教学建议教材分析以及相应的教法建议1、交流与直流有许多相似之处，也有许多不同之处.学习中我们专门要注意的是交流与直流的不同之处，即交流电的专门之处.这既是学习、了解交流电的关键，也是学习、研究新知识的重要方法.在与已知的知识做对比中学习和把握新知识特点的方法，是物理课学习中专门有效和专门常用的方法.在学习交变电流之前，应关心学生明白得直流电和交流电的区别.其区别的关键是电流方向是否随时刻变化.同时给出了恒定电流的定义大小和方向均不随时刻变化.2、关于交变电流的产生，课本采取由感性到理性，由定性到定量，逐步深入的讲述方法.为了有利于学生明白得和把握，教学中要尽可能用示波器或模型配合讲解.教学中应注意让学生观看教材中的线圈通过4个专门位置时电表指针的变化情形，分析电动势和电流方向的变化，使学生对线圈转动一周中电动势和电流的变化有比较清晰的了解.有条件的，还能够要求学生运用已学过的知识，自己进行分析和判定.3、用图像表示交变电流的变化规律，是一种重要方法，它形象、直观、学生易于同意.要注意在学生已有的图像知识的基础上，较好地把握这种表述方法.更要让学生明白，交变电流有许多种，正弦电流只是其中简单的一种.课本中用图示的方法介绍了常见的几种，以开阔学生思路，但不要求引伸.4、在这一节中学生要第一次同意许多新名词，如交变电流、正弦电流、中性面、瞬时回值、最大值(以及下一节的有效值)等等.要让学生明白这些名词的准确含义.专门是对中性面的明白得，要让学生明确，中性面是指与磁场方向垂直的平面.当线圈位于中性面时，线圈中感应电动势为零，线圈转动过程中通过中性面时，其中感应电动势方向要改变.5、课本上介绍的交变电流的产生，实际上是正弦交流电的产生.以矩形线框在匀强磁场中匀速转动为模型，以线框通过中性面为计时起点，得到电动势随时刻满足正弦变化的交变电流.那个地点能够明确指出，电动势的最大值由线框的匝数、线框面积、转动角速度和磁感应强度共同决定.6、课本将线框的位置与产生的电动势的对应起来，意图是关心学生建立起鲜亮的形象，把物理过程和描述它的物理规律对应起来.教师能够通过一些问题的提问，关心学生明白得有关内容，例如，假如在线框转到线框平面与磁感线平行时开始计时，它产生的电动势随时刻变化的图像应是什么样的?7、交流电的有效值、周期等概念的学习重在明白得.交流电的有效值概念是本章的重点，也是难点.课本中的交流电有效值定义专门强调是从使电阻产生热量等效这一方面来定义交流电的有效值的.教材中直截了当给出了正弦交流电流的有效值与最大值的关系式，但不要求证明，为了让学生更好地明白得和熟悉有效值，课本上差不多指出，交流电压表和电流表的示数差不多上有效值，家用电器上的标称也是有效值.交流电的周期描述交流电的变化快慢.在一个周期时刻内，交流电完成一次完全变化.在实际生活中，经常能见到的是交流电的频率.我国民用交流电的频率是50HZ.在一些欧美国家，交流电的频率是60HZ.8、交流电的最大值、有效值、周期和频率差不多上描述交流电某一方面的特性，而交流电的图像却能够全面反映某一交流电的情形.因此，要求学生能够从交流电的图像中得到描述交流电的各个物理量.。
最新精编高中人教版选修3-2高中物理第5章5-1交变电流的产生和变化规律公开课优质课教学设计
第五章交变电流●本章概述本章讲述交变电流知识，是前面过的电和磁的知识的发展和应用，并且与生产和生活有密切关系本章重点内容是：交变电流的产生原理和变化规律，交变电流的性质和特点，变压器的工作原理，交变电流的传输及应用这些知识点是高考命题率较高的知识点与直流电相比，交变电流有许多优点，交变电流可以利用升压变压器升高或降低电压，便于远距离输送，可以驱动结构简单运行可靠的感应电动机。
为了有利生习交流电的特点，更好的区分交流与直流，本章还介绍了电感和电容在交变电流中的作用，使生了解感抗与容抗的有关知识本章可分为三个单元：第一单元：第一节和第二节，讲交变电流的产生和描述第二单元：第三节，讲电感和电容对交变电流的作用第三单元：第四节和第五节，讲变压器和电能的输送第一节交变电流●本节教材分析为了适应生的接受能力，教材采取从感性到理性、从定性到定量逐渐深入的方法讲述这个问题教材先用教具演示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电，以展示交流电是怎样产生的并强调让生观察教材图17—2所示线圈通过五个特殊位置时，电流表指针变化的情况，分析电动势和电流方向的变化，这样生就会对电动势和电流的变化情况有个大致的了解然后让生用右手定则独立分析线圈中电动势和电流的方向这样能充分调动生的积极性,培养生的观察和分析能力关于交变电流的变化规律,教材利用上章过的法拉第电磁感应定律引导生进行推导,得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式,进而根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律推出电流与电压瞬时值与最大值的表达式用图表表示交流电的变化规律是一种重要的方法,这种方法直观、形象,生容易接受这样做也是为后面用图象表示三相交流电准备条件,在电磁波的教中还要用到图象的方法在介绍了交流电的周期和频率后,可通过练习巩固生对交流电图象的认识在本节生第一次接触到许多新名词,如交流电、正弦交流电、中性面、瞬时值、最大值等要让生搞清楚这些名词的准确含义要使生了解交流电有许多种,正弦交流电是其中简单的一种,在本章教材中常把正弦交流电简称交流电要使生明确中性面是指与磁场方向垂直的平面中性面的特点是线圈位于中性面时,电动势为零;线圈通过中性面时,电动势的方向要改变要向生指出,一般技书中都用小写字母表示瞬时值,用大写字母并加脚标，表示最大值●教目标一、知识目标1使生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面2掌握交变电流的变化规律及表示方法3理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义二、技能目标1掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）2培养生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力3培养生运用数知识解决物理问题的能力三、情感态度目标培养生理论联系实际的思想●教重点交变电流产生的物理过程的分析●教难点交变电流的变化规律及应用●教方法演示法、分析法、归纳法●教用具手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教课件、示教用大的电流表●课时安排1课时●教过程一、引入新课［师］出示单相交流发电机，引导生首先观察它的主要构造［演示］将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路当线框快速转动时，观察到什么现象?［生］小灯泡一闪一闪的［师］再将手摇发电机模型与示教电流表组成闭合电路,当线框缓慢转动(或快速摆动)时,观察到什么?［生］电流表指针左右摆动［师］线圈里产生的是什么样的电流？请同们阅读教材后回答［生］转动的线圈里产生了大小和方向都随时间做周期性变化的交变电流［师］现代生产和生活中大都使用交流电交流电有许多优点，今天我们习交流电的产生和变化规律二、新课教1交变电流的产生［师］为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？［生］对这个问题有浓厚的兴趣,讨论热烈［师］多媒体课件打出下图当bcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时,哪些边切割磁感线?［生］b与cd［师］当b边向右、cd边向左运动时,线圈中感应电流的方向如何?［生］感应电流是沿着→b→c→d→方向流动的［师］当b边向左、cd边向右运动时,线圈中感应电流的方向如何?［生］感应电流是沿着d→c→b→→d方向流动的［师］正是这两种情况交替出现,在线圈中产生了交变电流当线圈转到什么位置时,产生的感应电动势最大?［生］线圈平面与磁感线平行时,b边与cd边线速度方向都跟磁感线方向垂直,即两边都垂直切割磁感线,此时产生感应电动势最大［师］线圈转到什么位置时,产生的感应电动势最小?［生］当线圈平面跟磁感线垂直时,b边和cd边线速度方向都跟磁感线平行,即不切割磁感线,此时感应电动势为零［师］利用多媒体课件,屏幕上打出中性面概念(1)中性面——线框平面与磁感线垂直位置(2)线圈处于中性面位置时,穿过线圈Φ最大,但tΔΔ =0(3)线圈越过中性面,线圈中I感方向要改变线圈转一周,感应电流方向改变两次2交变电流的变化规律设线圈平面从中性面开始转动,角速度是ω经过时间,线圈转过的角度是ω,b边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ω,如右图所示设b边长为L1,bc边长L2,磁感应强度为B,这时b边产生的感应电动势多大?［生］b =BL1vω=BL1·22Lωω=21BL1L2ω［师］cd边中产生的感应电动势跟b边中产生的感应电动势大小相同,又是串联在一起,此时整个线框中感应电动势多大?［生］=b +cd =BL 1L 2ωω［师］若线圈有N 匝时,相当于N 个完全相同的电串联,=NBL 1L 2ωω,令E =NBL 1L 2ω,叫做感应电动势的最大值,叫做感应电动势的瞬时值请同们阅读教材,了解感应电流的最大值和瞬时值［生］根据闭合电路欧姆定律,感应电流的最大值I =rR E m ,感应电流的瞬时值=I ω ［师］电路的某一段上电压的瞬时值与最大值等于什么?［生］根据部分电路欧姆定律,电压的最大值U =IR ,电压的瞬时值U =U ω［师］电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线表示,如下图所示3几种常见的交变电波形三、小结本节课主要习了以下几个问题：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，线圈中产生正弦式交变电流2从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为=NBSωω,感应电动势的最大值为E=NBSω3中性面的特点：磁通量最大为Φ，但=0四、作业（略）五、板书设计六、本节优化训练设计1一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势E随时间的变化如图所示，则下列说法中正确的是时刻通过线圈的磁通量为零A1B时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大2时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大3D每当电动势E变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大2一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311 V，线圈在磁场中转动的角速度是100πrd/（1）写出感应电动势的瞬时值表达式（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路中的总电阻为100 Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式在=1201 时电流强度的瞬时值为多少？3一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生交流电压为=2202100π V ，则 A 它的频率是50 Hz B 当=0时，线圈平面与中性面重合电压的平均值是220 VD 当=2001 时，电压达到最大值 4交流发电机工作时的电动势的变化规律为=E ω ，如果转子的转速提高1倍，其他条件不变，则电动势的变化规律将变化为A=E 2ωB=2E 2ω=2E 4ωD=2E ω参考答案：1D2解析：因为电动势的最大值E =311 V ，角速度ω=100 π rd/，所以电动势的瞬时值表达式是=311100π V根据欧姆定律，电路中电流强度的最大值为I =100311 R E m A=311 A ，所以通过负载的电流强度的瞬时值表达式是=311100π A当=1201 时，电流的瞬时值为=311(100π·1201)=311×21A=155 A 3ABD4B●备课资料 1抽水蓄能发电电被称为现代文明的血液一天当中的不同时段,比如生产、生活最忙碌的时候,与夜晚夜深人静之际,对电的使用量往往相差十分悬殊而电力又不能直接大量贮存这就要求电具有灵活的调节能力,在高峰时增加供电,而在低谷时又减少供电否则电的电压就会与标准不符,不仅用户无法正常用电,电的运行安全也会受到威胁水电、火电、核电是目前电大规模发电的主要形式,也是电调节的主要形式其中水电机组开停机迅速,调节能力最强;而火电机组从开机到满负荷工作或反之运行的时间往往需要近10个小时,跟不上内的负荷变化,调节能力很差;而核电机组由于技术和安全方面的原因,基本上没有调节能力华北电占装机容量97%以上的是火电机组华北属于缺电地区,用电高峰时全部机组满负荷运行也难以满足用电需求,所以不得不频繁地拉闸限电;而在低谷时电内又有大量过剩的电能需要削减那么,是否可以把低谷的剩余电量贮存起,补充高峰时的供电不足,从而提高华北电的调节能力呢?循着这样的思路,1992年9月,十三陵抽水蓄能电站破土动工了从工程结构上说,抽水蓄能电站包括两个具有水平垂直高差的水库,分别叫作上水库和下水库十三陵抽水蓄能电站的下水库是早已建成的十三陵水库;上水库建在十三陵水库左岸蟒山后面的上寺沟内上下水库间的落差有480 上水库的总库容为400万立方米上下水库之间的山体内建有地下厂房和附属洞室,装备了既可做水泵也可做水轮机运行的蓄能机组十三陵抽水蓄能电站的地下厂房面积为4000 2,它装备的是4台20万W的水泵水轮电动发电机组连接上下水库和地下厂房的水道系统主要由进出水口、调压节隧洞以及隧洞内铺设的巨大的高压管道组成抽水蓄能电站是依照能量转换原理工作的在午夜之后的用电低谷蓄能机组做水泵运行,用电内多余的电能把水库的水抽到上水库,把电能转换成势能贮存起;在用电高峰时,机组又成为发电机,由上水库向下水库放水,像常规水电站一样,把水的势能转换成电能,返送回电补充供电的不足这样,在蓄水放水,耗电发电的循环过程中,电站对电负荷的高峰和低谷起到调节作用十三陵抽水蓄能电站建成后,每年可吸收165亿千瓦时的低谷剩余电量,提供12亿千瓦时的高峰电量如果按1千瓦时高峰电量可创4~6元产值计算,每年可创社会产值50~70亿元更重要的是抽水蓄能电站增强了华北电的调节能力,保证了整个电的安全经济运行目前抽水蓄能发电在我国呈现出蓬勃发展的势头除十三陵抽水蓄能电站外,全国还有好几个抽水蓄能电站,有的正在兴建中,有的已经投入运行2崛起的新能——核电电力是国民经济发展的命脉目前世界电力主要由火电、水电和核电构成火电是靠燃烧煤、石油等化石燃料获得的作为不可再生的自然资,化石燃料储量有限,而且都是重要的化工和轻纺工业原料化石燃料的燃烧还会对环境造成很大污染,是造成“酸雨”“温室效应”等环境问题的元凶水电是可再生资,而且不会污染环境,但它的限制条件较多,如水资分布不均,水流量的季节变化会导致发电量的变化只有核电能够既满足电力需求,又不污染环境自1954年苏联建成世界上第一座核电站至今,全球已有30多个国家建起了440多台机组,总装机容量达到3亿多千瓦,其中法国、美国、日本、德国、英国等经济发达国家的核电都超过本国总发电量的20%,法国甚至达到70%以上作为一个人口众多的发展中国家,我国的电力工业一直在稳步发展,装机容量和年发电量分别排世界第四位和第三位但人均发电量排在世界第80位,仅为世界平均水平的1/31996年全国电力缺口在20%左右,远远不能满足快速增长的国民经济发展的需求我国将近70%的煤炭资分布在华北和西北,工业发达和人口密集的东南沿海地区的煤炭和水力资都很匮乏,国家每年都要投入巨资进行“北煤南运”我国初步规划2000~2020年新增装机容量5亿千瓦如果全部建成火电站发电用煤需要13亿吨,这无论从煤的新增产量、远距离运输,还是从生态环境等各方面看,都存在巨大困难,可以说发展核电是中国解决能问题的一条重要途径有关部门预测,21世纪将是中国核电大发展的时期1991年中国大陆实现了核电零的突破现在已有两座核电站3台核电机组共210万千瓦装机容量,其发电量占全国发电总量的127%国家“九五”计划和2010年远景规划目标纲要指出贯彻因地制宜、水火并举,适当发展核电的方针计划到2010年投运的核电站总装机容量达到2000万千瓦左右目前,东南沿海地区都把建造核电站作为解决当地能问题的重要途径,对发展核电有很高的积极性秦山核电站和大亚湾核电站的安全稳定运行为中国的核电发展开了个好头，已充分显示了核电安全、清洁、经济的优越性“九五”期间，我国计划建造的四座核电站八台机组共660万千瓦,现已全面开始建造可以说，发展核电已成为我国能政策的一部分，作为20世纪中叶崛起的新能，它在中国有着光明的发展前景。
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《交变电流的产生和变化规律》教案
邢台市三中“三杯”课堂教学比赛优秀教案精选
高二物理何新荣
一、教学目标：
l、理解交变电流产生的原理。
2、知道什么是中性面。
3、会用公式和图像表示交变电流。
二、教学重点：
用公式和图像表示交变电流
三、教学难点：
用公式表示交变电流的方法
四、教具
手摇式交流发电机模型，演示电表，框架发电机模型，多媒体课件
五、教学过程：
l 引入
【演示实验】用发电机模型给小电珠供电，电珠频闪。
电流的大小引起的。
我们用一个电流表，来看一下，是不是这样？
【演示实验】发电机模型接电流表，指针左右偏转。
说明电流的大小和方向都在周期性的变化，这种电流叫交变电流，简称交流。
本章所讲述的主要内容，今天研究第一节：►►PPT展示——“交变电流的产生和变化规律”
2 交变电流的定义：►►PPT展示——“交变电流的定义”
3 交变电流的产生：以发电机为模型归纳，闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，可产生交变电流。
注意这不是产生交流的惟一方式。
►►PPT展示——“交变电流的产生”
4交变电流变化规律
结合书上的图，模型及课件分析产生过程和变化归律►►PPT展示——“交变电流变化规律”（1）线圈平面垂直于磁感线（a图），ab、cd边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流。
强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面。
（2）当线圈平面逆时针转过900时（b图），即线圈平面与磁感线平行时，ab、cd边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最大，线圈中的感应
电流也最大。
方向abcda.
（3）再转过900时（c图），线圈又处于中性面位置，线圈中没有感应电动势。
（4）当线圈再转过900时，处于图d位置，ab、cd边的瞬时速度方向，跟线圈经（图2）位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在（图2）位置相反。
（5）再转过900线圈处于起始位置（e图），与a图位置相同，线圈中没有感应电动势。
►►PPT展示——“交变电流的变化规律--方向变化规律”
小结：线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。
论交变电流的大小变化规律►►PPT展示——“电流的大小变化规律”
如图所示，在场强为B的匀强磁场中，矩形线圈ab边长为L1，bc边长为L2，逆时针绕中轴匀速转动，角速度为ω，从垂直磁感线开始计时，经过时间是t，线圈中的感应电动势是多少？
E ab＝1/2 BL1L2ωsinωt
E cd＝1/2 BL1L2ωsinωt
○2右手定则可判定E ab，E cd是串连的
E＝E ab＋E cd＝BL1L2ωsinωt
由于S＝L1L2，所以
E＝BSωsinωt
令E m＝BSω
e=E m sinωt
扩展i=I m sinωt u=U m sinωt
这种按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流
5 交流电的图像
交流电的变化规律还可以用图像来表示，在直角坐标系中，横轴表示线圈平面跟中性面的夹角（或者表示线圈转动经过的时间t），纵坐标表示感应电动势e
（或电流i）►►PPT展示——“交流电的图像”
6其它交变电流的波形
正弦交变电流是一种最简单又最基本的交变电流，在实际应用中，还有其他的波形，他们的电动势随时间变化的规律是多种多样的。
►►PPT展示——“其它交变电流的波形”
小结
本节课我们主要学习了交流电的概念、规律。
正弦交变电流虽然不是交变电流的唯一形式，但是我们今后研究的主要对象。
此外交变电流作为一种和直流电不同的电流，我们希望大家粗略了解它的价值所在。