《交变电流的产生和描述》教案1
《交变电流的产生和变化规律》教案
教学方法115学法教法研究课程教育研究教学目标：1.知识与技能运用电磁感应知识分析交流发电机的实际模型，理解交流电的产生原理和过程。
综合运用电磁感应知识，并借助数学工具，推导并总结交流电的变化规律。
结合交流电产生过程的分析，正确理解中性面、交流电的瞬时值、最大值的含义。
2.过程与方法通过对交流发电机的实际模型观察，提高观察能力、空间想象能力，并领会立体图转化为平面图处理问题的方法。
通过对交流电变化规律的推导，逐步形成利用数学工具及物理规律解决实际问题的能力。
3.情感态度与价值观通过观看三峡工程的相关视频，了解它的作用和意义，激发学生爱国主义热情，体会物理理论应用于实践所产生的价值。
通过对交流电变化规律的推导，逐步树立应用物理规律分析实际问题的信念。
教学重难点：1.重点：交流电的产生原理和过程及交流电的变化规律。
2.难点：交流电的变化规律的推导。
教学资源：演示实验：交流发电机、灯泡、电流表；交流发电机模型；示波器、函数信号发生器。
课时安排：45分钟。
教学过程：活动之一：引入交变电流的概念。
图片引入：展示“三峡大坝”图片并简单介绍，引入实验。
演示实验：实验1：发电机与小灯泡连接。
实验2：发电机与电流表连接。
进入新课引入概念：引导学生观察实验现象，得出发电机产生的是大小和方向都随时间变化的交变电流，并进入新课。
活动之二：分析交变电流的产生过程。
设置疑问：对比恒定电流和直流电流，引出问题：为什么会产生交变电流？介绍结构：介绍教学手摇发电机的主要构造。
理论分析：结合发电机模型，引导学生从理论上分析交变电流产生的过程，引出中性面的概念，让学生定性的得出交变电流的大小和方向的变化特点。
实验验证：通过实验验证交变电流的方向变化特点。
动画模拟：模拟形成电流的微观自由电荷定向运动的特点活动之三：推导交变电流的具体变化规律。
创设情景：情景1：单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动。
提供已知条件，推导线圈在中性面和垂直中性面两个特殊位置的感应电动势。
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。
交变电流的产生和描述 经典教案
交变电流的产生和描述知识点一 交变电流、交变电流的图象 1．交变电流(1)定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流． (2)按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流． 2．正弦式交变电流的产生和图象(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．(2)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线．如图甲、乙、丙所示．知识点二 正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值 1．周期和频率(1)周期(T )：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T ＝2πω. (2)频率(f )：交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数．单位是赫兹(Hz)． (3)周期和频率的关系：T ＝1f 或f ＝1T.2．正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时) (1)电动势e 随时间变化的规律：e ＝E m sin ωt .(2)负载两端的电压u 随时间变化的规律：u ＝U m sin ωt .(3)电流i 随时间变化的规律：i ＝I m sin ωt .其中ω等于线圈转动的角速度，E m ＝nBSω. 3．交变电流的瞬时值、峰值、有效值(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数．(2)峰值：交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值，也叫最大值．(3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值．对正弦式交变电流，其有效值和峰值的关系为：E ＝E m 2，U ＝U m 2，I ＝I m2.【 基础自测】1．匀强磁场中有一长方形闭合导线框，分别以相同的角速度绕图a 、b 、c 、d 所示的固定转轴旋转，用I a 、I b 、I c 、I d 表示四种情况下线框中电流的有效值，则( D )A ．I a >I dB ．I a >I bC ．I b >I cD ．I c ＝I d解析：由题意可知，无论转轴在中心，还是在一边，还是在其他位置，转动切割磁感线的线框面积不变，根据E m ＝nBSω，知线框感应电动势的最大值是相同的，因此四种情况下，线框产生感应电动势的瞬时表达式相同，即为e ＝E m sin ωt ，由闭合电路欧姆定律可知，感应电流瞬时表达式也相同，即为i ＝I m sin ωt ，则感应电流的最大值I m 、感应电流的有效值I m2均相同，故D 项正确，A 、B 、C 项错误．2.如图所示，直线OO ′的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场B 1，右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B 2，且B 1>B 2，一总阻值为R 的导线框ABCD 以OO ′为轴做角速度为ω的匀速转动，导线框的AB 边长为l 1，BC 边长为l 2.以图示位置作为计时起点，规定导线框内电流沿A →B →C →D →A 流动时为电流的正方向．则下列图象中能表示线框中感应电流随时间变化的是( A )解析：回路中的感应电动势为e ＝e 1＋e 2＝B 1l 2ω·l 12sin ωt ＋B 2l 2ω·l 12sin ωt ＝(B 1＋B 2)l 1l 2ω2sin ωt ，则电流为i ＝(B 1＋B 2)l 1l 2ω2R·sin ωt ，故A 项正确，B 、C 、D 项错误．3．长为a 、宽为b 的矩形线框有n 匝，每匝线圈电阻为R ，如图所示，对称轴MN 的左侧处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，第一次将线框从磁场中以速度v 匀速拉出；第二次让线框以ω＝2vb的角速度转过90°角．那么( D ) A ．通过导线横截面的电量q 1q 2＝1nB ．通过导线横截面的电量q 1q 2＝12C ．线框发热功率P 1P 2＝2n 1D ．线框发热功率P 1P 2＝21解析：根据法拉第电磁感应定律，得出感应电动势E ＝n ΔΦΔt ，结合闭合电路欧姆定律I ＝EnR 与电量表达式q ＝It ，即可解得电量q ＝ΔΦR，虽然两次的运动方式不同，但它们的磁通量的变化量相同，因此它们的电量之比为11，故A 、B 项错误；瞬时感应电动势E ＝BL v ，则感应电流的大小之比即为感应电动势大小之比，E 1＝nBa v ，第二次产生的感应电动势如图所示：最大值E 2m ＝nBa b 2ω，有效值E 2＝E 2m 2，再根据线框的发热功率P ＝E 2nR ，可知线框发热功率P 1P 2＝21，故C 项错误，D项正确．4．三个相同的电阻，分别通过如图甲、乙、丙所示的交变电流，三个图中的I 0和周期T 相同．下列说法中正确的是( C )A ．在相同时间内三个电阻发热量相等B ．在相同时间内，甲、乙发热量相等，是丙发热量的2倍C ．在相同时间内，甲、丙发热量相等，是乙发热量的12D ．在相同时间内，乙发热量最大，甲次之，丙的发热量最小解析：甲的有效值为：I ＝I 02，由Q ＝I 2Rt 可知一个周期内甲的发热量为：Q 1＝I 20RT 2；乙前、后半个周期电流大小相等，故其发热量为：Q 2＝I 20RT ；丙只有前半个周期有电流，故其发热量为：Q 3＝I 20R ×12T ＝I 20RT 2；故可知在相同时间内，甲、丙发热量相等，是乙发热量的12，故C 项正确．知识点一 交变电流的产生和描述1．正弦式交变电流的产生(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动． (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，ΔΦΔt＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变． ②线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，ΔΦΔt最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变．(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次．(4)交变电动势的最大值E m ＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关． 2．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)1．[交变电流的产生]如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时(A)A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→d→aD．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力解析：绕圈绕垂直于磁场方向的轴转动产生交变电流，产生的电流、电动势及线圈各边所受安培力大小与转轴所在位置无关，故A对，B、D错；图示时刻产生电流的方向为a→d→c→b→a，故C错．2．[交变电流的图象](多选)如图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示．以下判断正确的是(AC)A．电流表的示数为10 AB．线圈转动的角速度为50π rad/s C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左解析：电流表的示数为交变电流的有效值10 A，A项正确；由ω＝2πT可得，线圈转动的角速度为ω＝100π rad/s，B项错；0.01 s时，电路中电流最大，故该时刻通过线圈的磁通量最小，即该时刻线圈平面与磁场平行，C项正确；根据楞次定律可得，0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右，D项错．3．[交变电流的瞬时表达式](2019·吉林质检)边长为a的N匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动，转速为n，线圈所围面积内的磁通量Φ随时间t变化的规律如图所示，图象中Φ0为已知．则下列说法正确的是(D)A．t1时刻线圈中感应电动势最大B．t2时刻线圈中感应电流为零C．匀强磁场的磁感应强度大小为Φ0 Na2D．线圈中瞬时感应电动势的表达式为e＝2NπΦ0n cos2πnt解析：t1时刻线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为0，根据法拉第电磁感应定律可知此时线圈中感应电动势为0，A 项错误；t2时刻线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，根据法拉第电磁感应定律可知此时线圈中感应电流为最大值，B项错误；磁通量与线圈匝数无关，根据磁通量的定义可得Φ0＝Ba2，B＝Φ0a2，C项错误；线圈中瞬时感应电动势的表达式为e＝NBSωcosωt＝2NπΦ0n cos2πnt，D项正确．知识点二有效值的理解与计算1．有效值的理解跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值．对于正弦交流电，其有效值和峰值的关系为E＝E m 2，U＝U m2，I＝I m2.2．有效值的计算(1)计算有效值时要注意根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解．(2)利用两类公式Q＝I2Rt和Q＝U2R t可分别求得电流有效值和电压有效值．(3)若图象部分是正弦(或余弦)交流电，其中的从零(或最大值)开始的14周期整数倍的部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I m＝2I、U m＝2U求解．3．几种典型的交变电流的有效值4．[正弦式交变电流的有效值]电阻R1、R2与交流电源按照图甲所示方式连接，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω.合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示．则(B)A ．通过R 1的电流有效值是65 AB ．R 1两端的电压有效值是6 VC ．通过R 2的电流最大值是65 2 AD ．R 2两端的电压最大值是6 2 V解析：首先从交变电流图象中找出交变电流的最大值即为通过R 2的电流的最大值，为35 2 A ，由正弦交变电流最大值与有效值的关系I m ＝2I ，可知其有效值为0.6 A ，由于R 1与R 2串联，所以通过R 1的电流的有效值也是0.6 A ，A 、C 错误；R 1两端电压的有效值为U 1＝IR 1＝6 V ，B 正确；R 2两端电压的最大值为U m2＝I m R 2＝352×20 V ＝12 2 V ，D 错误． 5．[部分缺失的正弦式交变电流的有效值]如图所示为一个经双可控硅调节后加在电灯上的电压，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，则现在电灯上电压的有效值为( D )A ．U m B.U m2 C.U m3D.U m2解析：由题给图象可知，交流电压的变化规律具有周期性，用电流热效应的等效法求解．设电灯的阻值为R ，正弦交流电压的有效值与峰值的关系是U ＝U m2，由于一个周期内半个周期有交流电压，一周期内交流电产生的热量为Q ＝⎝⎛⎭⎫U m 22R t ＝U 2m 2R ·T 2，设交流电压的有效值为U ，由电流热效应得Q ＝U 2m 2R ·T2＝U 2R ·T ，所以该交流电压的有效值U ＝U m 2.选项D 正确． 6．[方形波的有效值]通过一阻值R ＝100 Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1 s ．电阻两端电压的有效值为( B )A ．12 VB ．410 VC ．15 VD ．8 5 V解析：根据图象，一个周期T ＝1 s ，设该交变电流的有效值为U,0～0.4 s 的时间间隔为t 1＝0.4 s,0.4～0.5 s 的时间间隔t 2＝0.1 s ，根据电流的热效应，由2(I 21Rt 1＋I 22Rt 2)＝U 2R·T ，解得U ＝410 V ，B 正确．知识点三交变电流“四值”的理解和应用对交变电流“四值”的比较和理解典例小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图所示．矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压()A．峰值是e0B．峰值是2e0C ．有效值是22Ne 0D ．有效值是2Ne 0【审题关键点】 矩形线圈ab 边和cd 边切割磁感线的方向相反，故产生的感应电动势的方向相反，但对于感应电流的方向在闭合电路中，所以产生感应电流的方向相同．【解析】 由题意可知，线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，因此对于单匝矩形线圈总电动势最大值为2e 0，又因为发电机线圈共N 匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne 0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2Ne 0，故A 、B 错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，U ＝U m2，即U ＝2Ne 0，故C 错误，D 正确． 【答案】 D7．(多选)如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A ．那么( AC )A ．线圈消耗的电功率为4 WB ．线圈中感应电流的有效值为2 AC ．任意时刻线圈中的感应电动势为e ＝4cos 2πT tD ．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝T πsin 2πTt解析：由图中位置开始计时，电流瞬时值i ＝I m cos ωt ，转过60°时，I m cos60°＝1 A ，解得I m ＝2 A ，有效值I ＝22A ＝ 2 A ，故选项B 错误；消耗功率P ＝I 2R ＝4 W ，故选项A 正确；感应电动势的最大值E m ＝I m ·R ＝4 V ，所以e ＝E m cos ωt ＝4cos 2πT ·t ，故选项C 正确；磁通量Φ＝Φm sin2πT ·t ，而E m ＝BSω＝Φm ω＝Φm 2πT ，解得Φm ＝E m T 2π＝2T π，所以Φ＝2T π·sin 2πTt ，故选项D 错误． 8.如图所示，N ＝50匝的矩形线圈abcd ，ab 边长l 1＝20 cm ，ad 边长l 2＝25 cm ，放在磁感应强度B ＝0.4 T 的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO ′轴以n ＝3 000 r/min 的转速匀速转动，线圈电阻r ＝1 Ω，外电路电阻R ＝9 Ω，t ＝0时线圈平面与磁感线平行，ab 边正转出纸外、cd 边转入纸里．求：(1)t ＝0时感应电流的方向； (2)感应电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转一圈外力做的功；(4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量．解析：(1)根据右手定则，线圈感应电流方向为adcba.(2)线圈的角速度ω＝2πn＝100π rad/s图示位置的感应电动势最大，其大小为E m＝NBl1l2ω代入数据得E m＝314 V感应电动势的瞬时值表达式e＝E m cosωt＝314cos100πt (V)．(3)电动势的有效值E＝E m 2线圈匀速转动的周期T＝2πω＝0.02 s线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即W＝I2(R＋r)T＝E2R＋r·T，代入数据得W≈98.6 J.(4)从t＝0起转过90°过程中，Δt内流过R的电荷量q＝NΔΦ(R＋r)ΔtΔt＝NBΔSR＋r＝NBl1l2R＋r代入数据得q＝0.1 C.答案：(1)感应电流方向沿adcba(2)e＝314cos100πt V(3)98.6 J(4)0.1 C交变电流瞬时表达式的书写问题1．确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式E m＝nBSω求出相应峰值．2．明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式．(1)若线圈从中性面位置开始转动，则it图象为正弦函数图象，函数式为i＝I m sinωt.(2)若线圈从垂直中性面位置开始转动，则it图象为余弦函数图象，函数式为i＝I m cosωt.9．图甲是交流发电机模型示意图．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO′转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路．图乙是线圈的主视图，导线ab 和cd分别用它们的横截面来表示．已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动．(只考虑单匝线圈)(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；(3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热．(其他电阻均不计)解析：(1)矩形线圈abcd 在磁场中转动时，只有ab 和cd 切割磁感线，且转动的半径为r ＝L 22，设ab 和cd 的转动速度为v ，则v ＝ω·L 22在t 时刻，导线ab 和cd 因切割磁感线而产生的感应电动势均为E 1＝BL 1v ⊥由图可知v ⊥＝v sin ωt则整个线圈的感应电动势为e 1＝2E 1＝BL 1L 2ωsin ωt .(2)当线圈由图丙位置开始运动时，在t 时刻整个线圈的感应电动势为e 2＝BL 1L 2ωsin(ωt ＋φ0)．(3)由闭合电路欧姆定律可知I ＝E R ＋r这里E 为线圈产生的电动势的有效值E ＝E m 2＝BL 1L 2ω2 则线圈转动一周在R 上产生的焦耳热为Q R ＝I 2RT其中T ＝2πω于是Q R ＝πRω⎝⎛⎭⎫BL 1L 2R ＋r 2. 答案：(1)e 1＝BL 1L 2ωsin ωt (2)e 2＝BL 1L 2ωsin(ωt ＋φ0)(3)πRω⎝⎛⎭⎫BL 1L 2R ＋r 2。
交变电流的产生教案
篇一：交变电流是怎样产生的教学设计交变电流是怎样产生的一、教学内容分析：《交变电流是怎样产生》的是继《电磁感应》、《楞次定律》后的进一步研究，是电磁感应现象的具体应用，所以本章是前一章的延续和发展。
另一方面，交变电流知识与生产和生活的关系密切，有着广泛的应用，本节知识是全章的理论基础，有着承上启下的作用。
二、学生情况分析：学生已经学习了《电磁感应》、《楞次定律》两个章节，再来学习交流电一章。
可以利用学过的法拉第电磁感应定律、右手定则，引导学生进行分析判断感应电流的大小和方向，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。
在本节学生第一次接触到许多新名词，如:交流电、正弦交流电、中性面、瞬时值等.要让学生搞清楚这些名词的准确含义。
三、设计思想：本设计包括交流电如何产生及交流电变化规律两部分内容。
基本思路：从演示实验入手，对交变电流有初步认识：大小、方向不断变化。
进一步分析：为何会产生这种电流，抓住几个特殊位置引导学生分析。
继续深入：这种电流变化规律怎样，引导学生分析一般位置。
最后用动画显示正弦交流电波形图产生过程，加深学生印象。
本设计要突破的重点是：如何分析交流电的产生过程。
方法是：利用动画慢动作显示线圈转动过程中几个特殊位置，结合给出的问题，学生讨论分析，画出平面图，最后在同一幅图中进行对比总结，从而了解在线圈匀速转动的过程中，如何产生交变电流。
本设计要突破的难点是：交变电流的变化规律。
方法是：先回顾导体棒垂直磁场，但速度与磁场有一个夹角时，如何求产生的感应电动势，同时设置几个问题降低学生动手推导的难度。
本设计强调问题提出，学生思考分析，教师指导等多种教学策略的应用，强调通过学生主动参与，培养学生的学习兴趣，空间想象能力和抽象思维能力，培养学生应用数学知识综合解决物理问题的能力，训练学生科学的思维方法。
（完成本设计约1课时）四、教学目标（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。
交变电流的产生和变化规律物理教案
交变电流的产生和变化规律物理教案1、知道正弦交流电是矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生的．知道中性面的概念．2、掌握交变电流的变化规律及表示方法，理解描述正弦交流电的物理量的物理含义．3、理解正弦交流电的图像，能从图像中读出所需要的物理量．4、理解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、理解交流电的有效值的概念，能用有效值做有关交流电功率的计算．能力目标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．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．学习中我们特别要注意的是交流与直流的不同之处，即交流电的特殊之处．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掌握新知识特点的方法，是物理课学习中很有效和很常用的方法．在学习交变电流之前，应帮助学生理解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间变化．同时给出了恒定电流的定义――大小和方向均不随时间变化．2、对于交变电流的产生，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．为了有利于学生理解和掌握，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察教材中的线圈通过4个特殊位置时电表指针的变化情况，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楚的了解．有条件的，还可以要求学生运用已学过的知识，自己进行分析和判断．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、学生易于接受．要注意在学生已有的图像知识的基础上，较好地掌握这种表述方法．更要让学生知道，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接受许多新名词，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．特别是对中性面的理解，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，得到电动势随时间满足正弦变化的交变电流．这里可以明确指出，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，意图是帮助学生建立起鲜明的形象，把物理过程和描述它的物理规律对应起来．教师可以通过一些问题的提问，帮助学生理解有关内容，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？。
第五章 第一节交变电流的产生和描述 教学设计
第五章第一节交变电流的产生和描述一、教材分析1.单元高度：本节内容是高中物理选修3-2第五章“交变电流”第一节。
本节内容是整章内容的理论基础，是后3节“描述交变电流的物理量”、“电感和电容对交变电流的影响”、“变压器”“电能输送”的基础，所以本节内容的安排对整章内容有非常重要的意义。
2.立体整合：第五章“交变电流”内容是第四章“法拉第电磁感应定律”的延续，本节内容起着连续这两章内容的重要地位和作用。
“法拉第电磁感应定律”在生活中最实际最广泛的应用就是通过发电机发电。
本节内容解释了发电机原理联系实际应用于实际，让学生体会到物理来源于生活服务于生活的学科特点。
3.本节内容：本节内容分三部分（1）认识交流电：通过图像类比，演示实验让学生认识到交流电和直流电的区别。
（2）交变电流产生：通过对教学用发电机的理论分析得出交流电变化规律。
（3）交变电流的变化规律：总结归纳出交变电流的规律。
过渡：了解学情是开展教学工作的第一步，下面进行学情分析二、学情分析1.学生已有的知识基础：学习本章内容之前学生已经掌握了直流电的特性，直流电满足的一些计算公式同样可以应用于交流电，比如欧姆定律、焦耳定律、功率计算等。
2.能力基础：通过对第四章《法拉第电磁感应定律》的学习，学生已经具备了独立分析电磁感应现象中电流方向、电动势大小等分析判断能力，学生对理论应用于实际分析的能力也大大提高。
3.生活经验：交变电流是生活和生产中最常用的电流，可以说知识来源于生活。
虽然如此但学生对交流电的认识却仅限于“家用电器使用的就是交流电”这种表面层次。
通过对本节内容的学习更利于学生形成理论到实际应用完善科学观念的建立。
过渡：一切教学活动都要围绕教学目标开展，我对本节课的教学目标做如下分析：三、教学目标1.知识目标：（1）能区分交流和直流的不同（2）理解交流电产生的原理，知道中性面，会分析线圈转动过程中电流方向。
（3）掌握交变电流变化规律，会写交变电流的的瞬时表达式会用图像表示电流变化，理解峰值意义。
高中物理《交变电流的产生及描述》教学设计
用评价促进学生的学习、教师的教学——以高三一轮复习《交变电流的产生及描述》为例【教学目标】1、能够用切割和磁通量的变化率的两种观点推导线圈在磁场中转动产生感应电动势的规律。
2、能够用函数、图像、物理量不同途径对交变电流进行描述。
3、从热效应的角度说出交变电流有效值的物理意义，并且能够加以运用求出给定交变电流的有效值。
【课堂实录】创设情境，引发回忆：用手摇发电机演示交流电的产生过程。
模型建立，提供平面图。
教师用PPT 给出例题例1．一交流电的产生原理如图说示，匀强磁场的磁场强度为B ，矩形线圈以角速度ω逆时针转动。
线圈AB 边长为L 1，线圈AD边长为L 2。
线圈从中性面面转动开始计时，t 时刻线圈中的感应电动势为多大？（你可以用两种方法进行推导）（给学生足够的审题时间，先全体思考后提问学生）T ：t 时刻线圈的感应电动势选用哪个公式求解？还可以选用其他公式求解吗？ 提示：切割的观点：经时间t ，线圈转过的角度？哪两根导线切割磁感线，导线在该时刻的速度及切割速度分别为多少?每根导线切割磁感线产生的电动势为？两根导线上的电动势是累加还是抵消？S ：选用动生切割表达式，关注速度垂直磁感线的分量。
T 磁通量的变化率的观点：t 时刻，线圈磁通量的表达式？0→∆∆∆Φt t 即()t Φ对tA B C D的求导。
S：磁通量变化率即对磁通量变化的求导，经老师提示修改为对磁通量的求导两学生黑板板演S：评价前两位学生的推导T：用PPT向学生展示“拓展研究”：两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。
这种辐向磁场中线圈产生的感应电动势和刚刚推导的感应电动势有什么区别？S：速度始终和磁场垂直，速度不需要再分解。
T：电动势的大小变化吗？S：变化教师纠正继续对推导出的线圈的感应电动势的瞬时表达式进行研究。
T:如果线圈有N匝？如果以CD边为转轴？如果线圈是圆形？感应电动势瞬时表达式是什么形式呢？S：在原有感应电动势的瞬时表达式上在乘以N，以CD边为转轴、线圈是个圆形感应电动势的表达式不变。
交变电流教案课程
交变电流教案课程第一章：交变电流的基本概念1.1 交变电流的定义1.2 交变电流的产生1.3 交变电流的表示方法1.4 交变电流的频率与周期1.5 交变电流的峰值与有效值第二章：交变电流的特性2.1 交变电流的平均值与瞬时值2.2 交变电流的相位与相位差2.3 交变电流的电阻、电抗与阻抗2.4 交变电流的功率与功率因数2.5 交变电流的频率响应与谐波第三章：交变电流的测量与测试3.1 交变电流的测量方法3.2 电流表与电压表的使用3.3 示波器的使用与波形分析3.4 交变电流的频率分析与滤波3.5 交变电流的信号发生器与信号分析第四章：交变电流的电路分析4.1 交变电流的电阻电路分析4.2 交变电流的电感电路分析4.3 交变电流的电容电路分析4.4 交变电流的RL 电路分析4.5 交变电流的RLC 电路分析第五章：交变电流的应用5.1 交变电流的电动机应用5.2 交变电流的变压器应用5.3 交变电流的电容器应用5.4 交变电流的电感器应用5.5 交变电流在现代电力系统中的应用第六章：交流电路的功率分析6.1 交流电路的瞬时功率计算6.2 交流电路的平均功率计算6.3 交流电路的无功功率与视在功率6.4 功率因数的计算与改善6.5 交流电路的效率分析第七章：交流电路的相位与相位差7.1 相位的基本概念7.2 相位差的计算与表示7.3 相位差的应用与测量7.4 相位locked loop (PLL) 原理介绍7.5 相位控制技术在电力系统中的应用第八章：交流电路的频率响应与谐波分析8.1 频率响应的基本概念8.2 谐波的产生与分类8.3 谐波分析与计算8.4 谐波滤波器的设计与应用8.5 频率响应与谐波分析在电力系统中的应用第九章：交流电路的电磁兼容性（EMC）9.1 电磁兼容性的基本概念9.2 电磁干扰（EMI）的产生与控制9.3 电磁兼容设计的原则与方法9.4 电磁兼容测试与标准9.5 电磁兼容性在电子设备中的应用第十章：交流电路的现代应用与发展趋势10.1 交流电路在可再生能源中的应用10.2 智能电网与交流电路的集成10.3 交流电路在电动汽车中的应用10.4 无线电力传输技术的发展10.5 未来交流电路技术的发展趋势与挑战重点和难点解析重点一：交变电流的基本概念解析：理解交变电流的定义、产生方式、表示方法以及频率与周期的关系是学习交变电流的基础。
《交变电流》教案
《交变电流》教案《交变电流》教案「篇一」教学目标知识目标（1）知道电流表的符号和用途．（2）知道电流表的正确读数方法．（3）知道电流表的使用规则．能力目标通过观察和实验，形成电学实验的初步技能．情感目标养成科学的态度，体验科学精神．教学建议教材分析教材介绍了一些物理课上常见的电流表，有电流计、教学演示用电流表、学生用电流表．说明电流表能够测量电流．详细介绍了电流表的读数，注意零刻度线、量程有两个、每个量程对应有最小刻度、接线柱有三个且分正负．要求学生能够根据实际情况读出电流表的示数．教材又详细介绍了电流表的使用规则，对于连接方式画出了参考图，并分析了在电路中电流表测是测量哪部分的电流．对于接线柱的连接，教材画出了参考图分析了如何连接才是正确的．选择量程问题，教材讲解了选择量程的具体方法，要注意先选用较大量程，并用试触的方法．对于不能直接连接在电源两极上，教材用图示分析了其做法的错误．教材最后提出了思考的问题，学生应的联系实际，注意想像选择不同接线柱的物理图景，分析出正确的方法．教法建议本节教学要注意观察和实验，有条件的可以边授课边学生实验探究的方式进行．学生联系实际学习，教师要提供不同的电流表让学生观察，接触实际的材料．教师还可以提供大量的电流表的资料，增长学生的见识．电流表读数的教学，要注意讲清三个接线柱对应着两个量程，要通过练习掌握电流表的读数．电流表的使用，要联系实际学习，学生可以动手连接并分析电流表这些用法的原因．分析一些电路图中电流表的使用是否正确，并如何改正．教学设计方案【重难点分析】学生使用电学测量仪器，所以电流表是本节的重点和难点，学生要会读数和使用．【教学过程设计】一．电流表教师可以提供实际资料，如各种电流计、教师演示用电流表、学生电流表，对于学生电流表可以提供多种，例如零刻度线在左边的、左面是负刻度的、一个负两个正接线柱的、一个正和两个负接线柱的电流表．本处学生要接触实际材料，切实联系科学实际．在此基础上，教师介绍电流表的符合和用途．二．电流表的示数方法1、讲清电流表的接线柱、对应的量程、每个量程所对应的最小刻度．并出示制作的表盘和指针让学生根据所连接的接线柱判断所选用的量程，根据指针的位置读出电流表的读数．可以使学生思考没给出接线柱的连接是电流的读数可能是多少，可以让学生思考某个电流值要选用什么量程，为什么．方法2、对于基础较好的班级可以用实验探究的方法，教师提供电流表，学生自行设计方法，电流表的一些问题如：电流表的三个接线柱的用途和用法；电流表的两个量程、最小刻度；电流的读数．教师可以指导学生的探究过程，注意学生在学习过程中遇到的问题，帮助学生形成正确的学习方法．三．电流表的使用方法1、教师要注意结合电路图来帮助学生学习电流表的四个使用规则，要注意引导学生想像物理过程，分析这些使用电流表方法的原因．对于电流表的连接方式，可以由电流是测电路的某点处的电流入手，把电流表接到电路的某点处应当是串联．结合电路图分析各种电流表的测量，并会判断一些电路图中电流表的作用．对于电流表接线柱的连接，讲清电流由电流表的正接线柱流进和从负接线柱流出的过程，要结合电路图分析，发现电路图中的问题．可以由学生实际连接，从电源的正极开始连线，连接电流表时连接正接线柱，又从负接线柱连线，经过电路连回电源的负极．学生感受电流表是如何在电路中连接的．对于电流表的量程，在第二个问题"电流表的读数"中已经介绍过了，这里学生比较好理解选择量程的意义，只是介绍清楚具体的实现方法，选择较大量程用导线试触的方法就可以了，可以让学生亲自实践，体会这种方法的意义，从而深入理解电流表量程的选择问题．对于电流表不能连在短路的电路中，由于没有电阻的知识，所以本处宜形成学生的观念，在电阻学习中再深入讲解，教师可以结合电路图提高学生的观察能力，分析电路中哪些有短路的现象并如何改正．方法2、对于基础较好的班级，可以用学生实验探究的方法，教师提供实验仪器，并提供一些可能用到的电路图，学生自行设计实验方案，完成教师提供的课题，教师可以参考的课题有：电流表的应当如何连到电路中；分析电路中电流表的作用；怎样才能安全使用电流表．教师要注重学生的学习过程，及时纠正学生在分析问题、设计方案、实施方案、得出结论的过程中错误，并建立学生正确的学习方法．【板书设计】一．电流表1．电流表的符号：2．电流表的作用：测量电路中的电流．二．电流表的示数1．量程：0－0.6A；0－3A2．对应的最小刻度：0.02A；0.1A三．电流表的使用1．电流表要串联在电路中2．正负接线柱的`接法要正确：电流从正接线柱流入，从负接线柱流出．3．被测电流不要超过电流表的量程：先选用较大量程，用导线试触．4．绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上．探究活动【课题】电流表的种类、原理、构造。
交变电流的产生和描述(教案)
4.1交变电流的产生和描述一、教材分析（一）地位和作用本节知识是电磁感应的后继，是交变电流的基础，具有重要的承上启下的作用。
（二）教材分析教材从交变电流的产生出发，根据对交流发电机的线圈在磁场中运动的特殊位置的分析从而得出发电机中产生的电动势是无论大小还是方向都是周期性变化的。
再由示波器展示出其电压的图象进而得出电动机产生的电动势是正弦式变化的，故写出公式，得出正弦式交变电流的公式。
教材的第二部分是表征电流的物理量，与其相关的有效值、周期、频率等物理量。
最后介绍电容器对交变电流作用。
（三）学情分析高二学生已经由对事物的感性认识上升到对事物的理性认知，可以较正确的、科学的看待事物，且对电磁学的学习和了解已经有了学习本节知识的基础。
故本节知识可以顺利高效的学习。
（四）教学目标1、知识与技能（1）知道什么是交流电；（2）掌握正弦式电流的公式；2、过程与方法（1）通过分析，得出交流发电机所产生的电动势的大小和方向是周期性变化的；（2）通过观察示波器上的波形图，明确交变电压随时间变化是正弦规律；3、情感态度与价值观通过对交变电流的产生情况的判断，培养学生实事求是的科学态度（四）教学重难点重点：手摇发电机产生的电流大小和方向都是周期性变化的难点：交变电流的产生过程二、教法和学法教法：演示法，引导法，讲授法 学法：探究式综合学习法 三、教学设计【教学引入：复习式引入】1、什么是电磁感应？由磁场产生电流的现象 2、磁通量Ø的公式？垂直时Ø=BS 平行时Ø=03、右手定则【教学新授】观察：手摇发电机在工作时1、小灯泡的亮度变化情况？ 一闪一闪周期性变化2、由小灯泡的亮度变化情况可得，通过小灯泡的电流大小是否发生变化？ 发生了周期性变化vvB B一、交变电流的产生1、交变电流：大小、方向随时间不断变化的电流2. 交流发电机（构造介绍）核心部件：线圈和提供磁场的磁铁3、交流发电机的示意图(p55)tttttt(5)学生分析讨论得出图里面的这些问题答案cba bk A B ak甲 乙 丙 丁 戊4、交流发电机产生的感应电动势的特点（1）中性面：线圈平面与磁场垂直的面，如甲、丙、戊；（2）特点：①线圈转到甲、丙、戊位置电动势为0；②线圈转到乙、丁位置电动势最大；③线圈转动一圈，产生的电动势大小、方向都发生一次周期性变化；④每经过中性面，电流方向发生改变，故转一周电流方向改变两次。
第一课时 交变电流的产生和描述导学案
第一课时 交变电流的产生和描述【自主复习】一、交变电流的产生和变化规律1．交变电流：大小和 都随时间做 变化的电流，简称交流（AC ）电。
2．正弦式交变电流（1）定义：按 变化的交变电流。
（2）产生：将闭合矩形线圈置于 磁场中，并绕 方向的轴做 转动。
（3）中性面：与磁场方向 的平面。
（4）正弦式交变电流的变化规律（线圈在中性面位置开始计时）：3．对中性面的理解（1）线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量 ，而磁通量的变化率为 ，产生的感应电动势为 。
（2）线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通量为 ，但磁通量的变化率，产生的感应电动势 。
（3）线圈每经过中性面一次，电流方向就改变 次，线圈转动一周，两次经过中性面，所以电流的方向改变 次。
思考1 如图甲所示，一矩形线圈abcd 放置在匀强磁场中，并绕过ab 、cd 中点的轴OO ’以角速度ω逆时针匀速转动。
若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时如图乙为计时起点，并规定当电流自a 流向b 时电流方向为正，则下列四幅图中正确的是（ ）思考2 某台家用柴油发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流。
现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图象是（ ）二、描述交变电流的物理量 1．周期和频率（1）周期T ：交变电流完成 变化（线圈转一周）所需的时间，单位是秒（s ） 。
公式：T ＝2πω。
（2）频率f ：交变电流在1 s 内完成周期性变化的 ，单位是赫兹（Hz ）。
（3）周期和频率的关系：T ＝ 或f ＝ 。
2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值（1）瞬时值：交变电流某一 的值，是时间的函数。
（2）峰值：交变电流的电流或电压所能达到的 。
（3）有效值：让交流与恒定电流分别通过 的电阻，如果它们在一个周期内产生的 相等，则这个恒定电流I 、恒定电压U 就是这个交变电流的 。
物理教案-交变电流的产生和变化规律
物理教案－交变电流的产生和变化规律一、教学目标知识目标•了解交变电流的产生原理；•掌握交变电流的变化规律；•理解交变电流的频率和周期的概念。
能力目标•能运用交变电流的产生原理解决相关问题；•能分析交变电流的变化规律，并进行实际应用。
情感目标•培养学生对物理学科的兴趣；•培养学生的实验观察能力和解决问题的能力。
二、教学重点•交变电流的产生原理；•交变电流的变化规律。
三、教学难点•理解交变电流的频率和周期的概念；•运用相关知识解决实际问题。
四、教学过程1. 导入与扩展（10分钟）•导入：学生回顾直流电流的产生原理和基本规律，并思考交变电流的产生和变化与直流电流有何不同？•扩展：引导学生思考现实生活中交变电流的应用场景，如电灯的亮灭、电扇的转速等。
2. 理论讲解（20分钟）•交变电流的产生原理：引导学生回顾电磁感应定律和法拉第电磁感应定律，解释交变电流的产生原理。
•交变电流的变化规律：讲解交变电流的正弦变化规律，引导学生理解交变电流的波形图、幅值、频率和周期的概念。
3. 实例分析（30分钟）•通过实例分析，引导学生进一步理解交变电流的变化规律。
•实例1：分析电压为正弦波的交流电路中电流的变化规律。
•实例2：分析电流为正弦波的交流电路中电压的变化规律。
4. 实验探究（40分钟）•实验1：利用示波器观察交变电流的波形图，探究交变电流的频率和周期的关系。
•实验2：改变交流电源的电压、频率和负载等条件，观察电路中电流的变化情况，进一步理解交变电流的变化规律。
5. 拓展与巩固（10分钟）•拓展：引导学生了解交变电流的其他应用领域，如交流发电、变频调速等。
•巩固：设计练习题，巩固学生对交变电流的产生和变化规律的理解。
五、教学资源•教材：物理教科书及配套参考书•实验器材：示波器、交流电源、电阻、电容器等六、教学评价•观察学生在实验中的操作情况，判断实验过程是否规范；•抽查学生对交变电流产生原理和变化规律的掌握程度，检查学生掌握情况；•评价学生对交变电流应用领域的了解能力，检查学生对教学内容的拓展。
高考物理总复习 11 第1讲 交变电流的产生和描述教案 新人教版-新人教版高三全册物理教案
第1讲 交变电流的产生和描述一、交变电流、交变电流的图象 1．交变电流 (1)定义大小和方向随时间做周期性变化的电流。
(2)图象如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流。
2．正弦交流电的产生和图象(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直磁场方向的轴匀速转动。
(2)图象：如图甲、乙所示。
二、正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 1．周期和频率(1)周期T ：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)。
公式：T ＝2πω。
(2)频率f ：交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz)。
(3)周期和频率的关系：T ＝1f 或f ＝1T。
2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值 (1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。
(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值。
(3)有效值①定义：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。
②正弦交流电有效值和峰值的关系：E＝E m2，U＝U m2，I＝I m2。
(4)平均值：交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值。
(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
)1．交变电流的主要特征是电流的方向随时间周期性变化。
(√)2．线圈经过中性面位置时产生的感应电动势最大。
(×)3．我国使用的交流电周期是0.02 s，电流方向每秒钟改变100次。
(√)4．任何交变电流的最大值I m与有效值I之间的关系是I m＝2I。
(×)5．交流电压表及电流表的读数均为峰值。
(×)1．(交变电流的产生)如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则下列说法正确的是( )A．乙图中0～t1时间段对应甲图中①至②图的过程B．乙图中t3时刻对应甲图中的③图C．若乙图中t4等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变50次D．若乙图中t2等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz答案 A2.(交变电流的瞬时值表达式)如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴线OO ′与磁感线垂直。
交变电流的产生及描述(教案)
第十章 交变电流 传感器陕西省府谷中学 任彦霞 课程内容标准：【2012高考导航】：1．从近几年的命题情况看，总体上难度不大，热点较为集中，主要集中在以下两个方面：一是交变电流的产生、图像和有效值问题；二是变压器、电压、功率、电流关系及远距离输电问题．2．高考对本部分知识的考查主要以选择题的形式出现，但也出现过关于交变电流的计算题．在增加应用型和能力型试题的今天，应注意本部分知识与现代科技的联系．第1单元 交变电流的产生及描述【教学目标】：1、理解交变电流的产生及其规律.2、理解描述交变电流的物理量，特别要能区分交变电流的瞬时值、最大值、有效值、平均值，知道它们在不同问题中的应用. 【教学重点】：1、交变电流的产生、规律及应用.2、描述交变电流的物理量及“四值”的比较.【教学难点】：1、交变电流的变化规律及其应用 . 2、对有效值的理解. 【教学方法】：多媒体辅助、归纳总结、讲练结合 【教学用具】：多媒体新课程标准考试说明要求(1)知道交变电流，能用函数表达式和图象描述交变电流． (2)通过实验，了解电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用．(3)通过实验，探究变压器电压与匝数的关系． (4)了解从变电站到住宅的输电过程，知道远距离输电时应用高电压的道理．(5)知道非电学量转换成电学量的技术意义． (6)通过实验，知道常见传感器的工作原理． (7)列举传感器在生活和生产中的应用.交变电流 交变电流的图象Ⅰ 正弦交变电流的函数表达式，峰值和有效值 Ⅰ 理想变压器 Ⅰ 远距离输电Ⅰ 实验：传感器的简单应用【教学过程】：一、双基梳理与考点突破：【教师活动】：检查学生学案完成情况，并实物投影一位同学学案,更正个别错误. 【多媒体展示】：导练 。
【学生活动】：回答导练所列问题。
【教师活动】：根据学生回答情况，加以点评。
【学生活动】：根据上面的问题总结这个题考查了哪些知识点。
【过渡引入】：下面我们一起复习这一节所涉及知识点。
高三物理交变电流的产生和描述教案
交变电流传感器考情分析高考对本部分知识的考查主要以选择题的形式出现，试题的难度一般在中等偏下。
重要考点1.交变电流、交变电流的图像(Ⅰ)2．正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值(Ⅰ)3．理想变压器(Ⅱ)4．远距离输电(Ⅰ)实验十二：利用传感器制作简单的自动控制装置考点解读1.交变电流的产生及其各物理量的变化规律，应用交流电的图像解决问题。
2．对交变电流的四值进行计算。
3．理想变压器原、副线圈中电流、电压、功率之间的关系应用，变压器动态变化的分析方法。
4．远距离输电的原理和相关计算。
5．利用传感器制作简单的自动控制装置，能够解决与科技、社会紧密结合的问题。
第1讲交变电流的产生和描述知识点交变电流、交变电流的图像Ⅰ1．交变电流(1)01周期性变化的电流叫作交变电流。
(2)图像：用以描述交变电流随时间变化的规律，图a、b、c、d所示电流都属于交变电流，其中02按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流，如图a所示。
2．正弦式交变电流的产生和变化规律(1)产生：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴03匀速转动产生的电流是正弦式交变电流。
(2)中性面①中性面：04与磁感线垂直的平面称为中性面。
②中性面的特点以及与峰值面(中性面的垂面)的比较中性面峰值面含义与磁场方向垂直的平面与磁场方向平行的平面穿过线圈的磁通量最大(BS)0磁通量的变化率0最大感应电动势0最大(NBSω)电流方向发生改变不变(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向05发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变06两次。
(4)正弦式交流电的图像：如果从线圈位于中性面位置时开始计时，其图像为正弦曲线。
如图甲、乙所示。
(5)变化规律正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置时开始计时)①电动势e随时间变化的规律：07e＝E m sinωt，其中ω表示线圈转动的角速度，E m＝NBSω。
②负载两端的电压u随时间变化的规律：08u＝U m sinωt。
交变电流描述教案
交变电流描述教案教案标题：交变电流描述教案教案目标：1. 理解交变电流的概念和特点；2. 掌握交变电流的描述方法和相关计算；3. 能够应用所学知识解决相关问题。
教学时长：2个课时教学内容和步骤：第一课时：步骤一：导入（5分钟）通过展示一段交变电流的实际应用场景，如家庭用电中的电灯闪烁现象，引发学生对交变电流的兴趣和思考。
步骤二：概念解释（15分钟）1. 介绍交变电流的概念：交变电流是指电流的方向和大小随时间变化的电流。
2. 解释交变电流的特点：频率恒定，方向周期性改变，大小随时间变化。
步骤三：描述交变电流的方法（20分钟）1. 示意图法：通过画出电流随时间变化的示意图，描述电流的方向和大小变化规律。
2. 数学表达法：用数学函数描述交变电流，如正弦函数。
解释函数中的各个参数对电流的影响。
步骤四：计算交变电流的有效值（15分钟）1. 介绍交变电流的有效值：交变电流的有效值是指在相同时间内所产生的热效应相同的直流电流值。
2. 计算交变电流的有效值：通过对电流的周期内取平方、求平均值、开平方的数学运算，计算出交变电流的有效值。
第二课时：步骤一：复习（5分钟）回顾上节课所学的交变电流的概念和描述方法。
步骤二：应用举例（20分钟）通过实际应用举例，如交流电路中的电阻、电感、电容元件的阻抗计算，引导学生运用所学知识解决问题。
步骤三：交变电流的安全问题（10分钟）1. 引导学生思考交变电流对人体的危害。
2. 介绍交变电流的安全标准和防护措施。
步骤四：小结和拓展（10分钟）总结本节课所学内容，并引导学生思考交变电流在日常生活中的应用和意义。
教学资源和评估：1. 展示交变电流实际应用的视频或图片；2. 交变电流描述方法的示意图和数学表达式；3. 计算交变电流有效值的练习题；4. 交变电流应用举例的案例分析题。
评估方式：1. 课堂参与度观察；2. 计算交变电流有效值的练习题完成情况；3. 交变电流应用举例的案例分析题解答质量。
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。
《交变电流的描述》教案
《交变电流的描述》教案<教学目标>：1.理解周期和频率、峰值和有效值等表述正弦交流电特征的物理量.理解正弦交流电的图像，并能从图像中获取表述正弦交变电流特征的物理量.2.能利用有效值定义计算某些交流电的有效值；会应用正弦交流电有效值公式进行有关计算，进一步理解物理学中“等效”的思想.3.具有运用类比、迁移的科学方法分析新问题的意识和能力.4.初步认识可以用不同的方法表述物理过程或物理规律.<教学背景分析>：本节课选自人教版物理选择性必修2，第3章第2节。
主要对交变电流进行描绘。
本章第1节引入交变电流和正弦交变电流的表达式，第2节课则在第一节课的基础上，继续描述交变电流，从而为后续应用交变电流作好铺垫，可见本节课起到了承接与铺垫的作用。
<教学重点与教学难点>：重点：1.理解周期和频率、峰值和有效值等表述正弦交流电特征的物理量.2.能利用交流电的有效值进行计算.难点：利用等效的思想，得到交流电的有效值.<教法学法>：讲授法<教学用具>：多媒体设备<教学过程>：周期与频率结合交变电流的定义，发现交变电流的周期性。
回顾已学知识中的周期性运动：圆周运动。
将线圈匀速转动过程与正弦交变电流的i-t 图像相对应，得出线圈匀速转动的周期与正弦交变电流的周期相同。
【周期和频率的定义】周期：将作一次周期性变化所需要的时间 频率：1秒时间内完成周期性变化的次数 利用1T f =，2πT ω=，得出： m m m 2πsin sin sin 2πe E t E t E ft Tω===指出从公式中可以计算出正弦交变电流的周期与频率。
【对比图中两个交变电流】结论：周期和频率还可以用来描述交变电流变化的快与慢。
进一步对“周期”、“频率”的物理含义深入理解【继续观察正弦交变电流的i-t 图像，找到描绘交变电流的角度】进一步挖掘图像的信息教学环节（三）峰值和瞬时值由“一个周期内，交变电流的数值在一个限定的范围内变化”得出峰值和瞬时值的定义。
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2019-7-15
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(5) 交变电流的产生和描述
【学习目标】
1．会观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流、直流的概念
2．理解交变电流的产生原理
3．掌握交变电流的变化规律及表示方法
4．理解交流电的瞬时值，最大值及中性面的概念
5．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
【重点难点】
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
手摇发电机获得的电流与由干电池获得的电流的波形有什么不同？
二、新课教学
让学生观察实验总结交变电流的定义
（一）交变电流
交变电流：
和随时间周期性变化的电流叫。
直流：不随时间变化的电流称为直流。
恒定电流：
和都不随时间而改变的电流叫恒定电流。
例1、下图中_______是直流电？___________是交变电流？。