(完整版)5.1交变电流
(完整版)交变电流教学设计
物理学科多媒体教学设计课题：§５.１交变电流( 选修３－２)课型：探究课设计:李传亮从本节课开始，我们开始学习交变电流。
学生、教师活动设计思想与目标学生活动评价［引入新课]：将白炽灯泡点亮。
请两位同学上来观察灯丝在蹄形磁铁内外的运动情况，并告诉班级所有的同学。
用实物投影将灯丝的运动情况投影到幕上。
全体同学试图对以上现象进行解释。
从感性认识的层面接触交变电流，激发学生的学习兴趣，引起学生的思考。
其中可能会有同学提出灯丝的颤动是因为交流电的原因，要加以肯定.［进行新课］：［板书(投影）］：§5—１交变电流［演示实验(或视频）］:用两节干电池给小灯珠供电，同时用手摇发电机连接小灯珠，摇动发电机,观察两种情况下小灯珠的发光情况．（全景图和局部图)［问题]:小灯珠不闪烁与小灯珠的闪烁，说明了什么问题？［演示实验（或视频、动画）］：用电压表测干电池两极电压,同时将手摇发电机连接电压计，摇动发电机,观察两种情况下电表指针的摆动情况．［问题］：电表指针不摆动与电表指针左右摆动，说明了什么问题？［演示实验(或视频)］：手摇发电机连接两个发光二极管（说明:单向导电），摇动发电机，观擦二极管发光情况．［问题］:二极管轮流发光说明什么问题？以上三个问题均由学生观察、比较、思考与讨论后回答。
教师可适当提示与点拨。
由现象直观感受直流电与交变电流的区别.初步认识交变电流有大小和方向的变化,激发学生的学习热情，为后续的学习建立感性认识。
［实验(投影照片)］:直流电的波形与正弦式电流的波形 请学生比较两种波形的不同,由学生发言。
［板书（投影）］：一、交变电流 1．方向不随时间变化的电流称为直流 举例:电池供给小灯泡的电流 ２．交变电流:大小和方向都随时间做周期性变化的电流 举例:家庭电路中的电流．(说明交变电流是生活中常见的) 从理性认识的层面接触交变电流,激发学生的学习兴趣，引起学生对直流电与交变电流描述方式的的思考。
(完整版)交变电流 教学设计与教学反思
《交变电流》教学设计与教学反思甘肃陇西一中唐月有 748100一、教材分析交变电流知识对生产和生活关系密切，有广泛的应用，考虑到高中阶段只对交流电的产生、描述方法、基本规律作简要的介绍，这些知识是已学过的电磁感应的引伸，所以在教学过程中对开阔学生思路、提高能力是很有好处的.为了适应学生的接受能力，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.并强调让学生观察教材图5．１－３所示线圈通过甲、乙、丙、丁四个特殊位置时，电流表指针变化的情况，分析电动势和电流方向的变化,这样学生就会对电动势和电流的变化情况有个大致的了解.然后让学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，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。
二、教学目标1、知识与技能（1）知道什么是交变流电。
并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。
（4)知道几种常见的交变电流.如正弦式交变电流、锯齿形交变电流、矩形脉冲电流。
2、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处理物理问题的能力.3、情感、态度与价值观目标结合实际情况培养学生理论联系实际的思想。
三、教学重点难点重点:1、交变电流产生的物理过程的分析。
2、交变电流的变化规律的图象描述。
难点：１、交变电流的变化规律及应用。
２、图象与实际发动机转动时的一一对应关系的理解。
5.1 交变电流
5.1 交变电流
一、交变电流的概念
1、直流电流(DC) 方向不随时间变化的电流 2、交变电流(AC) 大小和方向都随时间做周期性变化的电流
二、交变电流的产生
交 流 发 电 机 模 型
过程分析
B⊥S V // B
Φ最大 E=0 I=0
中性面
B∥S V⊥B Φ=0 E、I最大
感应电流方向b到a
三、交变电流的变化规律 以线圈经过中性面开始计时，切割边L1 ，另一边L2, 推导任意时刻t线圈中的感应电动势（演示 ）
e 2 NBL1v sin t
∴
e NBL1L2 sin t
令 Em 则有
L2 又v 2
NBL1L2=NBSω
e Em sin t
e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值（峰值）NBSω
B c
b
c d
c
b K L B A
c
b a
b
b
a
d
d
L
k
L
A
k
a
c K L B A d L
a
d
A
k B
A
B
a
e
Em
T/4 2T/4 3T/4 3π/2 T 2π
t
ωt
o
π/2
π
五、交变电流的种类 (1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩讨论
线圈转动一周， 多少次经过中性面? 电流方向改变多少次?
c(d)
O a(b)
1.中性面：垂直磁场方向的平面．
（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大 φ=BS，但△φ/△t =0最小，（ ab和cd边都不切割 磁感线），线圈中的感应电动势为零．
交变电流(很好用)
第五章 交变电流
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演讲人姓名
交变电流
交变电流： 大小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(AC)。
直流电： 方向不随时间变化的电流叫做直流电,简称直流（DC）。 交变电流可以转变成直流，实验室学生电源就有这种功能。
设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω．经过时间t，AB、CD宽L1，AD、BC长L2 ，磁感应强度是B.
B
v
t=0
v
v
中性面
线圈与中性面的夹角是多少？
AB边的速度多大？
AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？
AB边中的感应电动势多大？
线圈中的感应电动势多大？
三．交变电流的变化规律 以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（AB和CD边切割磁感线 ） 所以 令 则有 e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值（峰值）． =NBωS 若为N匝线圈
解：
电动势瞬时值的表达式为：
电流峰值为：
Im=Em/R=400V / 2000 Ω =0.2A
电流瞬时值的表达式为：
i=Imsin ω t=2sin314t
1、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所产 生的交变电流按照正弦函数的规律变化——正弦式交流电
正弦式交流电的产生的描述
2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值——峰值， ω为线圈转动的角速度
4、若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧姆定律
交流电的图像
e
二、交变电流的产生（交流发电机）
1、发电机的Hale Waihona Puke 本构造线圈：转轴垂直于磁场方向
5.1 交变电流
答案：EmT ,300
2S
思考与讨论
线圈转动一周， 多少次经过中性面? 电流方向改变多少次?
c(d)
O a(b)
三、交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时，ad边为 L1，ab边为L2,
e 2NBL1v sin t
又v L2
2 e NBL1L2 sin t
令：Em=NBωL1L2=NBSω源自则有 e Em sin t
五、交变电流的种类
六、交流发电机
1.组成： ①线圈（电枢） ②磁极
2.种类 ①旋转电枢式发电机 ②旋转磁极式发电机转动的部分叫转子，不
动的部分叫定子
题型1 如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场
中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速
度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始
计时，则在0～
π
2ω
电动势按正弦规律变化 Em=NBSω
e Em sin t
i Im sin t u Um sin t
u iR，U m Im R
四、交流电的图像
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
B
b
c
a
d
k
L
A
B
e
Em
0
t
-Em
正弦交变电流随时间变化情况可以从 图象上表示出来，图象描述的是交变电流 随时间变化的规律，它是一条正弦曲线，
5.1交变电流
3、在线圈转动一周的过程中电流方向改变两次， 线圈每转到中性面位置时，感应电动势方向都要 改变。
二、大小为什么会改变？
一个闭合线框abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕 轴线OO'转动，边长ab=L1，ad=L2，转动速度为ω， 从线圈经过中性面个位置开始计时，求经过时间t时的 瞬时感应电动势。
当有N匝线圈时：e=NBSωsinωt 将NBSω定义为最大电动势Em
e=Emsinωt 当将此发电机与电阻R串联后总电阻为R总，电流为：
I=e/R总=(Em/R总)sinωt=Imsinωt 此时的路端电压为：
U=IR=e/R=Umsinωt
1、感应电动势的表达式与转轴位置、线圈形状有关吗？
2、公式e=Emsinωt是以中性面为计时起点的，若以垂直 与中性面为计时起点呢？
1、感应电动势的表达式与转轴位置、线圈形状均 无关。
2、公式e=Emsinωt是以中性面为计时起点的，若以垂直 与中性面为计时起点，则e=Emcosωt
正弦式 交流电
拓展：正弦式交变电流的图像：
e/V
O
t/
I/A
O
t/s
φ
O
t/s
1、交变电流：方向随时间作周期性变化的电流。
2、正弦式交变电流的变化规律： （1）方向变化规律-------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。
Vx
解：将AB的速度进行分解，如图
Vx=Vsinωt=(ωl2/2）sinωt
ab棒产生的感应电动势为：
e1=BL1Vx=(BL1ωL2/2）sinωt
《交变电流》》课件
3 热电效应法
通过热电材料的热电效应可以产生电动势， 进而产生交变电流。热电材料的种类较多， 如铁素体材料等。
4 机械振荡法
通过机械振荡的运动引起导体的运动，从而 产生交变电动势。
测量方法
电磁式电流表法
电磁式电流表法是较为常见的电流测量方法， 它利用电流在电磁场中产生的力，测出电流的 大小。
电桥法
频率
交变电流的频率指单位时间内电流变化的次数， 通常以赫兹(Hz)为单位计量。
电压变化
交变电压与交变电流存在本质联系，通常情况 下交变电压与交变电流呈正弦波形变化。
特点
正弦波
正弦波是交变电流最常见的波形，也是电力系统中 最基本的波形。正弦波的频率不同，电流的性质对 系统的影响也不同。
可产生
交变电流可以通过变压器、电动机、发电机等电器 设备产生，其产生方法多样。
工业领域
家庭用电
在工业领域，交变电流广泛应用于电动机、电阻炉、 变压器、电弧焊接等方面。
在家庭用电中，交变电流用于供电、家电拍打等方 面。家庭用电的电压和功率较小。
城市建设
随着智能化技术的不断发展，交变电流在城市建设 中越来越广泛，如智能家居、公共交通、医疗设备
高科技领域
借助于交变电流的便携性和高效性能，交变电流在 航空航天、卫星制造等高科技领域得到了广泛应用。
电桥法是利用电桥的平衡条件，在测量对象和 标准电阻之间调整电桥参数，使电桥达到平衡 来测量电流。
电势式电流表法
电势式电流表法是根据欧姆定律，通过测量电 阻器两端的电压来测量电流大小。
霍尔电流传感器法
通过在电路中插入霍尔电流传感器，可以测量 交变电流的大小和方向，还可以测量交变电流 的功率等参数。
高中物理交变电流知识点总结
交变电流知识点总结一、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，称为交变电流，简称交流，用符号“~”表示。
2特点：电流方向随时间做周期性变化，是交流电最主要的特征，也是交流电与直流电最主要的区别。
3、正弦式交变电流交流电产生过程中的两个特殊位置中性面位置与中性面垂直的位置S0，最小nBSω，最大感应电流最大，方向不变图像4、描述交变电流的物理量 4.1周期和频率（1）周期：交变电流完成一次周期性变化所需要的时间叫做交变电流的周期，用符号T 表示，其单位是秒（s ）。
（2）频率：交变电流在1s 内完成周期性变化的次数叫做交变电流的频率，用符号f 表示，其单位是赫兹（Hz ）。
5、解题方法及技巧5.1正弦交变电流图像的信息获取⎧⎪→⎧⎪⎨⎪→⎨⎪⎪⎪→⎩⎩直接读取：最大值、周期最大值有效值图像信息间接获取周期频率、角速度、转速瞬时值线圈的位置 5.2交变电流有效值的求解方法（1）对于按正（余）弦规律变化的电流，可利用交变电流的有效值与峰值的关系求解，即E =、U =、I 。
（2）对于非正（余）弦规律变化的电流，可从有效值的定义出发，由热效应的“三同原则”（同电阻、同时间、同热量）求解，一般选一个周期的时间计算。
5.3交变电流平均值和有效值的区別求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，q It =。
平均值的计算需用E tΦ∆=∆和E I R =。
切记122E E E +≠，平均值不等于有效值。
三、变压器和远距离输电 1、变压器的构造如图甲所示为变压器的结构图，它是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
跟电源相连的叫原线圈；另一^线圈跟负载连接，叫副线圈。
铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
图乙是电路符号。
2、工作原理变压器的工作原理是电磁感应的互感现象。
当在原线圈上加交变电流时，电流的大小和方向不断改变，它在铁芯中产生交变的磁场，穿过副线圈，变化的磁场在副线圈上产生感应电动势。
这样原、副线圈在铁芯中的磁通量发生了变化，从而发生互感现象，产生了感应电动势。
5_1 交变电流(原卷板)
5.1交变电流【基础知识梳理】知识点01 交变电流1．交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流．2．直流：方向不随时间变化的电流称为直流．3．正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流．知识点02 交变电流的产生闭合线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．知识点03 交变电流的变化规律1．中性面(1)中性面：与磁感线垂直的平面．(2)当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量最大，线圈中的电流为零，且线圈平面经过中性面时，电流方向就发生改变，故线圈转动一周电流方向改变两次．2．从中性面开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式：e＝Em sin ωt，Em叫做电动势的峰值．【实例】交变电流的产生假定线圈绕OO′轴沿逆时针方向匀速转动，如图1甲至丁所示，则：图1(1)线圈转动一周的过程中，线圈中的电流方向的变化情况．(2)线圈转动过程中，当产生的感应电流有最大值和最小值时线圈分别在什么位置？答案(1)转动过程电流方向甲→乙B→A→D→C乙→丙B→A→D→C丙→丁A→B→C→D丁→甲A→B→C→D(2)线圈转到乙或丁位置时线圈中的电流最大．线圈转到甲或丙位置时线圈中电流最小，为零，此时线圈所处的平面称为中性面．【补充】两个特殊位置1．中性面位置(S⊥B，如图1中的甲、丙)线圈平面与磁场垂直的位置，此时Φ最大，ΔΦΔt为0，e为0，i为0.线圈经过中性面时，电流方向发生改变，线圈转一圈电流方向改变两次．2．垂直中性面位置(S∥B，如图1中的乙、丁)此时Φ为0，ΔΦΔt最大，e最大，i最大．【实例】如图2所示，线圈平面绕bc边的中点从中性面开始转动，角速度为ω.经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt.设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈面积S＝L1L2，磁感应强度为B，则：图2(1)ab边产生的感应电动势为多大？(2)整个线圈中的感应电动势为多大？(3)若线圈有n匝，则整个线圈的感应电动势为多大？答案(1)eab ＝BL1vsin ωt＝BL1L2ω2sin ωt＝12BL1L2ωsin ωt＝12BSωsin ωt.(2)整个线圈中的感应电动势由ab和cd两边产生的感应电动势组成，且eab ＝ecd，所以e总＝eab＋ecd＝BSωsin ωt.(3)若线圈有n匝，则相当于n个完全相同的电源串联，所以e＝nBSωsin ωt. 【补充】1．峰值表达式E m ＝nBSω，Im＝EmR＋r＝nBSωR＋r，Um＝ImR＝nBSωRR＋r说明电动势峰值Em＝nBSω由线圈匝数n、磁感应强度B、转动角速度ω和线圈面积S共同决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关．如图3所示的几种情况中，如果n、B、ω、S均相同，则感应电动势的峰值均相同．图32．正弦交变电流的瞬时值表达式(1)从中性面位置开始计时e＝Em sin ωt，i＝Imsin ωt，u＝Umsin ωt.(2)从与中性面垂直的位置开始计时e＝Em cos ωt，i＝Imcos ωt，u＝Umcos ωt.【总结】确定正弦式电流电动势瞬时值表达式的基本方法1．确定线圈转动从哪个位置开始计时，以确定瞬时值表达式是按正弦规律变化还是按余弦规律变化．2．确定线圈转动的角速度．3．确定感应电动势的峰值Em＝nBSω.4．写出瞬时值表达式e＝Em sin ωt或e＝Emcos ωt.知识点04 交变电流的图象如图4甲、乙所示，从图象中可以得到以下信息：图4(1)交变电流的峰值Em 、Im和周期T.(2)两个特殊值对应的位置：①e＝0(或i＝0)时：线圈位于中性面上，此时ΔΦΔt＝0，Φ最大．②e最大(或i最大)时：线圈平行于磁感线，此时ΔΦΔt最大，Φ＝0.(3)e、i大小和方向随时间的变化规律．【例题讲解】一、交变电流的理解1．对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是（）A．电流大小变化，方向不变，是直流电B．电流大小、方向都变化，是交流电C．电流的周期是0.2s，最大值是0.2AD．电流做周期性变化，是交流电2．某实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B。
5.1交变电流学案
5.1交变电流导学案【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、基本知识导学：阅读课本31-33页，认识一下基本概念。
1、△恒定电流：和都不随时间而改变的电流叫恒定电流。
△直流：不随时间变化的电流称为直流。
△交变电流：和随时间周期性变化的电流叫。
2、图中甲和丙线圈所在的平面称为中性面。
此时，通过线圈的磁通量（最大还是最小）3、正弦交变电流：。
感应电动势的瞬时表达式：当负载是电灯等纯电阻用电器时，负载两端的电压表达式：流过的电流表达式：4、电动势的峰值：5、发电机的基本构成：①②发电机的基本种类：①②二、重难点探究：1、交变电流的产生原理：如课本上图5.1-3所示，假定线圈沿逆时针方向匀速转动，产生了正弦交变电流。
请同学按照以下思路分析线圈转动一周的过程中线圈中的电流情况。
①图中矩形线圈转动过程中，哪些边会产生电动势？②在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？过程甲→乙乙→丙丙→丁丁→甲电流方向③当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？④这些位置磁通量及磁通量的变化率等还有什么特点？⑤大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E经过负载流向F的电流记为正，反之为负。
在横坐标上标出线圈到达甲乙丙丁几个位置时对应的时刻。
总结：【反馈练习】1.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流, 以下说法中正确的是:（ ） A 、线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 B 、线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次C 、线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D 、线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次2.一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，穿过线圈平面的磁通量Φ与产生的感应电动势e 的大小关系正确的是 （ ）A ．Φ最大，e 最大．B ．Φ最小，e 最小．C ．Φ最大，e 最小．D ．Φ最小，e 最大． 2、交变电流的变化规律 （1）推导（画出侧视图）在磁感应强度B 的匀强磁场中，矩形线圈逆时针绕中轴匀速转动，角速度ω。
交变电流公式总结PPT
05
功率因数提高方法及意义
提高功率因数方法
选择高效电动机
01
采用高效电动机，可有效提高功率因数，降低无功功率消耗。
合理配置变压器
02
根据负载情况，选择容量和电压等级合适的变压器，避免“大
马拉小车”现象。
采用无功补偿装置
03
在系统中装设无功补偿装置，如并联电容器、静止无功补偿器
等，以吸收谐波、减少无功功率的流动。
在工厂中，通过采用高效电动机、合理配置变压器以及无功补偿装 置等措施，提高功率因数，降低能源消耗和运营成本。
电力系统
在电力系统中，通过提高功率因数来优化电网运行，减少线路损耗 和电压波动，提高供电质量。
智能家居
在智能家居系统中，通过对家用电器的智能控制和管理，实现功率因 数的优化，提高家庭用电效率。
纯电感电路特性分析
电流滞后电压90度
在纯电感电路中，电流相位滞后于电压相位90度。
储存磁场能量
电感元件能够储存磁场能量，并在电流变化时释放或吸收能量。
感抗与频率成正比
电感对交流电的阻碍作用称为感抗，感抗与频率成正比。
纯电容电路特性分析
电流超前电压90度
在纯电容电路中，电流相位超前于电压相位90度。
谐振现象在生活中的应用
收音机
音响设备
收音机的调谐就是利用串联谐振来接 收某一频率的电台广播。
音响设备中重低音喇叭的并联谐振， 也是利用谐振来使重低音更加强烈。
电力系统
在电力系统中，利用串联或并联谐振 可以提高线路的输电能力、改善电能 质量、提高系统的稳定性等。例如， 在高压输电线路上采用串联补偿装置 可以提高线路的输电能力；在电力系 统中采用静止无功补偿装置（SVC） 或静止同步补偿装置（STATCOM） 可以改善系统的无功平衡和电压稳定 性。
5.1普通班的交变电流导学案
5.1普通班的交变电流导学案【教学目标】1．认识交变电流2．理解交变电流的产生原理，掌握交变电流的变化规律3．掌握交变电流的表示方法，理解交流电的瞬时值，最大值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分析及变化规律的推导；2．难点是交变电流的变化规律及应用【教学过程】一、复习巩固（各组提问3分钟完成）1、导体切割磁感线时产生感应电动势大小的瞬时表达式为:E=_______.2、运用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤是：1）、明确研究的闭合回路中________的方向；2）、明确穿过闭合回路的磁通量是________还是________;3）、由楞次定律判断出__________的方向；4）、由安培定则判断出__________的方向。
3、右手定则伸开右手，使拇指与其余四指______，并且都与_____在一个平面内。
让磁感线从_______进入，并使________指向导体运动的方向，这时_______所指的方向就是感应电流的方向。
二．交变电流(学生自学5分钟可完成)（1）________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流；（2）________不随时间变化的电流称为直流；（3）________和_______都不随时间变化的电流叫做_________电流；练习：如图所示的的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是_______，属于正弦式交变电流的是______。
（D答案给以简单解释）三．交变电流的产生（学生阅读5分钟，3分钟讨论完成答案）1．过程分析（教学发现需要老师1分钟给解答表格最后一项电流的方向；右手定则。
为本节第一难点：图形的转换。
）2．结论：（10分钟自学，3分钟讨论核对小组答案。
）（1）在线圈转动时，磁通量最大时，磁通量的变化率__________；磁通量为0时，磁通量变化率_______；感应电动势的大小由_______________决定。
交变电流知识点总结
交变电流知识点总结一、交变电流的基本概念1.1 电压和电流的正弦变化在交变电流中，电压和电流的大小都是按照正弦函数的规律进行周期性变化的，即电压和电流都是随着时间呈现正弦波形的变化。
1.2 交变电流的频率和周期交变电流的频率是指每秒内电流的变化次数，用赫兹（Hz）作为单位表示。
而周期则是指电流完成一个完整变化所需要的时间，即一个周期的时间。
1.3 交变电流的有效值和峰值交变电流的有效值是指在相同功率下的等效直流电流值，通常用RMS值（Root Mean Square）来表示。
而峰值则是交流电流波形的最大值。
二、交变电流的特点2.1 交变电流的方向不断变化交变电流的最大特点就是流经导体的电荷在方向上不断变化，其正负号也会随着时间周期性地改变。
2.2 交变电流的能量传输效率高由于交变电流的有效值可以代表等效的直流电流值，因此交变电流在能量传输时的效率非常高。
2.3 交变电流的输电距离远由于交变电流的能量传输效率高，因此可以实现远距离的能量传输，这也是交变电流被广泛应用于电力输送领域的原因之一。
三、交变电流的应用3.1 交变电流的发电原理交变电流是由发电机直接产生的，发电机通过旋转磁场产生感应电动势，从而产生交变电流。
3.2 交变电流的电力输送交变电流被广泛应用于电力输送领域，通过变压器将高压交变电流转化为低压交变电流，实现远距离的能量传输。
3.3 交变电流的家庭用电家庭中的用电设备通常使用交变电流，例如家用灯具、电视机、冰箱等各种电器都是使用交变电流。
四、交变电流的分析和计算4.1 交变电流的正弦波形分析交变电流的波形是正弦波形，可以通过正弦函数进行分析和计算。
4.2 交变电流的功率计算交变电流的功率计算需要考虑交变电流的有效值，可以通过有效值和峰值进行功率的计算。
4.3 交变电流的相位关系交变电流中电压和电流之间存在着一定的相位差，可以通过相位差来分析电压和电流之间的关系。
五、交变电流的安全问题5.1 交变电流的电击危险交变电流对人体有较强的电击危险，因此在触摸交变电流电路时需要特别注意安全防护。
(完整版)交变电流教案
选修3—2 §5。
1《交变电流》教学目标 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。
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。
情感、态度与价值观： 培养学生理论联系实际的思想教学重点：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 教学过程: 新课导入：今天我们开始学习交变电流,交变电流是电磁感应现象的进一步延伸。
新课教学：（一）探究手摇交流发电机输出电流的特点： 实验一：用手摇交流发电机对小灯泡供电 现象：小灯泡一闪一闪地发光 结论：电流的大小是周期变化的实验二：用手摇交流发电机对并联的反向的发光二极管供电 现象:两个发光二极管轮流发光 结论：电流的方向是周期变化的小结：手摇交流发电机的输出电流的大小和方向都随时间 做周期性的变化.大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流（AC ） 方向不随时间变化的电流称为直流（DC) 大小、方向均不随时间变化的电流叫恒定电流。
（二）探究交变电流的产生原理：交流发电机的构造:哪些边切割磁感线？（ab 和cd) 问题讨论：（1）在转动过程中，哪个位置线圈中没有电流,哪个位置线圈中没有电流，哪个位置线圈中电流最大？物理学中把线圈平面垂直与磁感线的位置成为中性面。
2、你能判断出线圈从中性面开始逆时针转动一周中，线框中电流方向的规律吗？线圈平面与磁感线垂直时，没有感应电流线圈平面与磁感线平行时电流最大a bcdkLABabcdK L AB无电流电流方向：d-a-b-c-dabcdk L ABa bcdk LABabcdK L A B无电流无电流电流方向: a-d-c-b-a3、你能总结线圈在转动过程中，电流的方向的变化规律吗?线圈平面每经过中性面时，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。
5.1交变电流(很好用)
（2）大小变化规律-------按正弦规律变化：
e=Emsinωt i=Imsinωt u=Umsinωt
Em=NBSω叫电动势的最大值 Im=Em/R叫电流的最大值 Um=ImR叫电压的最大值
e Em sin t
e
Em
0
- Em
3T 4
TT 42
（1）线圈与磁感线垂直时
①感应电动势____最_,磁小通量_____。最大
3、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立
4、若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧姆定律
I i e E m sin t Rr Rr
sin t
m
U u R两端的电压为
sin t
m
交流电的图像
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
B
b
c
a
d
无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子
小结
1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。 2、产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速 转动
3、交变电流的变化规律： （1）方向变化规律-------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。
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？
交变电流的产生
交变电流产生示意图：
ABCD——线圈（切割磁感线）
｝ K、L——圆环
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I E 姆定律 i
e
m sin t
Rr Rr
sin t
m
U R两端的电压为 u sint m
交电的图像
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
B
b
c
a
d
k
L
A
B
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
四、交变电流的种类
(1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲
e=Emsinωt i=Imsinωt u=Umsinωt
Em=NBSω叫电动势的最大值 Im=Em/R叫电流的最大值 Um=ImR叫电压的最大值
e Em sin t
e
Em
3T
0
4
TT
42
- Em
（1）线圈与磁感线垂直时 ①感应电动势_最__小__,磁通量__最__大_。 ②是电流方向_发__生__变__化__的位置。
L2 2
sin t
BS
sin t
中性面
B
D(C)
三．交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的 感应电动势（AB和CD边切割磁感线 ）
e BS sin t
若为N匝线圈
所以 e NBS sin t
令 Em =NBSω 则有 e Em sin t
e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值（峰值）．
交变电流的产生
交变电流产生示意图：
ABCD——线圈（切割磁感线）
｝ K、L——圆环
E 、 F——电刷
使线圈在转动时保 持与外电路的连接
A(B)
A(B)
D(C)
D(C)
1、在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪
个方向流动？
由B→A
D(C) B
D(C)
A(B)
B A(B)
2、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪
T
t（2）当线圈与磁感线平行时：
感应电动势_最__大__，磁通量_最__小__。
（3）线圈连续匀速转动的过程中： 电流的大小和方向都做_周__期__性_变化。
例1
下列表示交变电流的有（CE ）
i
u
i
0
t0
t0
t
(A)
(B)
(C)
i
e
0
t0
t
(D)
(E)
练习
一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为 Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s，试写出电动 势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总 电阻为2000Ω，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表 达式。
交流发电机
发电机的基本组成? 发电机的基本种类?
交流发电机简介
• （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
第五章 交变电流
一、交变电流
1、交变电流：大小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(AC)。
2、直流电： 方向不随时间变化的电流叫 做直流电,简称直流（DC）。
二、交变电流的产生（交流发电机） 1、发电机的基本构造 线圈：转轴垂直于磁场方向 磁极：磁极间形成匀强
磁场
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？
个方向流动？
由A→B
在线圈的转动过程中，穿过线圈的磁通量、线 圈中的感应电动势、感应电流有什么特点？
A(B)
D(C)
A(B)
D(C) B
D(C)
A(B)
D(C)
A(B)
B
3、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么
位置时线圈中电流最线大圈？经过甲、
线圈转到甲、丙位丙置位时置线时圈，中电没有电流；
转到乙、丁位置时线圈中流电方流向最发大生！改
A(B)
中性面
与磁感线垂直的平面
D(C)
①线圈经过中性面时，感应电动势为零， 感应电流为零。
②线圈每经过中性面一次，交流电方向改 变一次，线圈每转动一周（交流电的一个 周期） ，两次经过中性面，交流电的方向 改变两次。
设线圈平面从中性面开始转动， 角速度是ω．经过时间t，AB、CD宽
小结
1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
3、交变电流的变化规律： （1）方向变化规律-------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。
（2）大小变化规律-------按正弦规律变化：
解： 电动势瞬时值的表达式为：
e=EmsinWt=400sin314t 电流峰值为：
Im=Em/R=400÷2000=0.2A
电流瞬时值的表达式为：
i=ImsinWt=0.2sin314t
t=0
L1，AD、BC长L2 ，磁感应强度是B. ① 线圈与中性面的夹角是多少？
v11
A(B)
θ
t
② AB边的速度多大？ V L2
2
v v⊥
③ AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？
t
④ AB边中的感应电动势多大？
e1
BL1V
sin
BL1
L2 2
sin t
⑤ 线圈中的感应电动势多大？
e
2BL1
E e
sin t 正弦式交流电的产生的描述
m
1、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所产
生的交变电流按照正弦函数的规律变化——正弦式交流电
2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值——峰值， ω为线圈转动的角速度 e为瞬时值
3、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立
4、若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧