§51交变电流教案

“一师一优课、一课一名师”晒课教案 §5.1交变电流
知识目标：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。

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.培养学生运用数学知识解决问题的能力。

德育目标：培养学生理论联系实际的思想
重点和难点：1.交变电流的产生的物理过程的分析
2.交变电流的变化规律及应用
教学方法：演示、分析、启发、归纳
教 具：手摇单相发电机、小灯泡、ppt 教学课件、示教用的大电流表 教学过程
复习提问(2分钟)
（１）法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式?
（２）设导体切割磁感线时产生的感应电动势的大小与磁感应强度B 、导线长度L 、运动速度v 以及运动方向与磁感线方向夹角θ的正弦值sin θ成正比。

引入新课（3分钟）
出示：单相交流发电机，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？ 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？
新课教学（30分钟）
一、交流电的产生过程分析
1、中性面
（１）位置：当线圈平面与磁感线垂直时所处的平面
（２）特征：A 、磁通量最大，磁通量变化率为零
B 、导体棒速度与磁感线平行，有效速度为零
C 、感应电动势为零
D 、经过中性面，电流反向
2、当线圈平面与中性面垂直时线圈的特征
（1）磁通量为零，磁通量变化率最大。

线圈中的感应电动势最大，为Em. (２)导体棒切割磁感线的速度与磁感线垂直。

Em ＝２B 1L v sin θ＝２B 1L v 又因为 v =
ω22
1L 090=θ 所以Em ＝B 1L 2L ω＝BS ω
对n 匝的线圈有 Em ＝nBS ω
二、交变电流的变化规律
设线圈在磁场中转动的角速度为ω，当线圈与中性面重合时开始计时，取线圈转动过程中任一时刻t ，则此时线圈平面与中性面夹角为θ＝ωt ，则此时导体棒a(b)、c(d)切割磁感线的有效速度为垂直磁感线的分速度1V
1V = v sin θ= v sin ωt e=2nB 1L 1V
=2nB 1L (ω22
1L )sin ωt =nBS ωsin ωt
e=Emsin ωt
思考
如果开始计时时，线圈平面与中性面的夹角θ不为零，该式子是否成立？
例如：线圈从与中性面夹角θ ＝900时开始计时， e=Emsin(ωt + 2
π ) 即： e=Emcos ωt
三、几种常见的交变电流
１、如果把发电机的线圈和电阻组成闭合回路，设电路的总电阻为R 。

因为 e=Emsin ωt 则： i=e/R=(Em/R)sin ωt
此时：感应电流按正弦关系变化，这种按正弦关系变化的交变电流叫正弦交流电 ２、示波器中的锯齿波
３、电子计算机中的矩形脉冲
４、激光通信中的尖脉冲
例题１、关于交流发电机，下列说法正确的是（ ）（5分钟）
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的过900程中，e 逐渐增大
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
总结： １、磁通量最大时，线圈和中性面重合，磁通量变化率为零、导体棒切割磁感线的有效速度为零、产生的感应电动势为零。

２、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
四、本课小结：（5分钟）
1． 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动时，线圈中产生正弦交变电流。

2．从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsin ωt ，如果开始计时时，线圈平面与中性面夹角φ不为零，则e=Emsin （ωt + φ）
如果从φ=900时开始计时，e=Emsin(ωt + π/2） 即：e=Emcos ωt
３．中性面的特点：
A 、磁通量最大，磁通量变化率为零
B 、导体棒速度与磁感线平行，有效速度为零
C 、感应电动势为零
D 、经过中性面，电流反向
五、布置作业：《学案》上的“课后练习”做到作业本上。