(完整word版)新人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》教案.doc

课题

教学目的

重难点

教学方法

教学

新人教版高中物理选修3－ 2 第五章《交变电流》精品教案

§5.1 交变电流课型新授课课时 1

（一）知识与技能

1．使学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）过程与方法

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形的能力。

3．培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。

（三）情感、态度与价值观

培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。

教学重点

交变电流产生的物理过程的分析。

★ 教学难点

交变电流的变化规律及应用。

通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验

教师活动学生活动

【预习导引】学生思考预习引导的两1. 恒定电流的定义是什么？直流电的定义是什么？个问题？（3分钟）

2. 我们根据什么来定义直流电和恒定电流的？

教师指导学生阅读课本

完成 1、2 两题（4 分钟）【新课教学】

一、交变电流学生思考并讨论右侧的

1.定义：四个问题（10分钟）

2.试讨论交变电流与恒定电流和直流电的区别是什么？

二、交变电流的产生

右图为交流电发电机的示意图，线圈所在磁场

为匀强磁场，设矩形线圈 ABCD 以角速度ω绕 oo'

轴、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针

过方向转动．

1．开始时，线圈是否切割磁感线？线圈中感

应电动势为多大？此时磁通量多大？方向怎样？

2.经过时间 t 线圈转过的角度为多大？，此时 ab 边的线速度 v 方向跟

磁感线方向夹角为多大，设 ab 边的长度为 l ，bd 边的长度为 l'，线圈中感应电动势怎么计算？电流方向怎样判断？此时磁通量多大？

程方向怎样？

教

3.当线圈转过 T/4 时间，线圈平面转到跟磁感学生分析解决练习一并

线平行的位置，ω t=π/2，sinωt =1，ab 边和 cd 边总结思路（ 4

都垂直切割磁感线，线圈中感应电动势最大，用

E m来表示， E m=NBSω．（怎样得到的？）则线圈经过任意位置时，

感应电动势的瞬时值：e =E m sinω t，可见，线圈

里产生的感应电动势是按正弦规律变化的。此时

磁通量多大？方向怎样？

）

学

4.结合上述问题分析，在旋转过程中磁通量的变化规律是怎样

的？和电动势的变化规律有什么联系？

例题精析：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 t 的变化如图所示。下面说法中正确的是（）

A ． t1时刻通过线圈的磁通量为零

B ． t2 时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

C． t3 时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最

过大

D ．每当 e 转换方向时，通过线圈的磁通量的绝

对值都为最大

三、交变电流的规律

由上述分析可知，上述发电机的电动势随时间变化的基本规律：

e =E m sinω t

其中时间t 从线圈和磁场垂直开始计时的，此时线圈产生的电动势为，线圈中的磁通量为，线圈所在位置称之为中性面。

E m是个常数，表示电动势可能达到的最大值，称为电动势的峰值，ω

是。

程

由于发电机的电动势按正弦规律变化，那么回路中的电流的电压的变

化规律怎样？（提示根据闭合电路的欧姆定律分析）

电流规律：

电压规律：

所以发电机的电动势、电路中的电流与电压的瞬时值与时间的关系可

以用正弦曲线来表示，如下图所示：教师指导学生阅读课本完成填空（ 7 分钟）提示：结合课本的思考题

教

正弦交流电 ：

。

思考：

在线圈旋转一周的时间内，磁通量是怎样变化的？感应电动势如何变 化？如何用法拉第电磁感应定律理解这个问题？能否画出二者随时间 学

变化的图像？

例题精析： 如图所示， 匀强磁场的磁感应强度 B=2 T ，匝数 n=6 的矩形线圈 abcd

绕中心轴 OO ′匀速转动，角速度 ω=200 rad/s 。已知 ab=0.1 m ，bc=0.2 m ，线圈

的总电阻 R=40 Ω，试求：

（ 1）感应电动势的最大值，感应电流的最大值；

（ 2）设时间 t=0 时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表

达式；

（ 3）画出感应电流的瞬时值

i 随 ωt 变化的图象；

（ 4）当 ωt=30 °时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？

过

（ 5）线圈从图示位置转过

π

的过程中，感应电动势的平均值是多大？

2

学生小组间讨论思考左侧的问题及例题并阐述思路（ 5 分钟）

学生通过几种波形图理解交变电流的含义（ 4 分钟）

教师引导学生对本节进行小结。（ 3 分钟）

程

四、几种常见的交变电波形（结合交变电流的定义看下图中的交变电流）

小结：本节课主要学习了以下几个问题：

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。