《三相正弦交流电路》教案

第一节交流电的产生

一、教材分析

1、教材的地位和作用

本节课内容节选自高等教育出版社出版的全国中等职业学校规划教材《电工基础》第七章第一节，前一章主要讲了电磁感应。在此基础上，本章学习正弦交流电路，而本节是讲解交流电的产生。因此，本节内容既是前章的总结，又是后面学习三相交流电路、对称三相交流电路中电压、电流和功率的计算方法的基础。

2、教学目标

（1）、知识目标

a、了解交流电动势的产生。

b、理解正弦交流电的特征。

c、了解交流电的波形图。

（2）、能力目标

a、培养学生观察能力、实验能力，思维能力。

b、培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。

（3）、德育目标

a、培养学生勤于动脑、大胆实践、勇于探索的良好习惯。

b、指导学生树立辩证唯物主义世界观。

3、教学重点、难点

重点：

（1）、交流电产生的物理过程．使同学了解线圈在磁场中旋转一周的时间内，电流的大小及方向是怎样变化的。

难点：

（1）、分析交流电的大小及方向时，线圈运动方向(v)与磁感强度B．之间的角度关系。

二、教法设计

1、重视问题情景的创设

教师在导入、讲授新课时，注重创设一定的物理情景，以便于激发学生的学习兴趣，启发学生思考。

2、坚持以学生为中心

（1）、在得出交流电的波形图的教学过程中,我采用学生分组“引导探究性推理”的教学方法。

（2）、给学生提供多种机会应用他们所学的知识。

3、采用多种教学形式

在教学中，教师采用视频播放、课件展示及学生分组“引导探究性推理”（利用多媒体教具学具）等教学方式，激发学生的兴趣，并利用多媒体辅助分析演示实验及学生分组“引导探究性推理”，使学生获得更多的理性认识。

三、学法指导

1、强调“协作性学习”

学生在教师的组织和引导下，分组进行实验操作，通过观察、讨论、交流、协商、辩论等多种形式，来促进学生认知结构的“稳定性”、“清晰性”和“可利用性”。

2、强调“引导探究性学习”

学生在教师的引导下，通过动手实验、动脑分析，总结出楞次定律，化“验证”为“探索”，使学生有了单独获取知识的能力。

四、教学过程

1、创设情景，导入新课

英国物理学家法拉第历经十年的潜心实验、研究，终于实现他的伟大梦想：“转磁为电”。多媒体视频播放。无论是各种形式的发电，还是磁悬浮列车等高科技产品的使用，都是法拉第电磁感应现象的重要应用。他的这一伟大发现，极大地解放了生产力，推动了人类社会的飞速发展。那么,在发电厂里的电到底怎么产生呢?我们在使用的电到底是怎么样的呢?现在我们一起来研究一下，教师利用实验器具展示给学生们创设物理情景一:磁场中线圈abcd，在U型磁铁中缓缓转动。并向学生提出问题：闭合回路中有感应电流产生吗？特征如何？学生通过观察、分析,回答出：闭合回路中有感应电流的产生，感应电流的方向可以利用右手定则判定得出。教师继续利用课件展示向学生创设物理情景二:闭合圆形线圈转速加快。接着，教师继续提出：线圈中的感应电流有什么特征吗？学生同样经过观察、分析,回答出：线圈中的感应电流会快速的来回。这时，教师设疑并引入新课：这个来回摆动的电流到底是什么呢？这节课我们就一起来摸索一个电流，来觉察一个电流的特征——交流电（板书课题）。

2、科学猜想，设计实验

首先立疑设问，提出有启发性、耐人寻味的疑难问题:如何设计发电机实验模型。依照认知规律顺序，从感性到理性，先用演示开路，引人新课，并留下悬念:为什么手摇发电机上安的小灯泡是一闪一闪的?这不仅能激发学生学习兴趣，还可调动学生主动探索的积极性。

教师提出：如果你是世界上第一个研究线圈在磁场中旋转产生的感应电流人，猜想一下，这个感应电流会有哪些特征？

学生：在教师的引导下猜测、讨论、交流、辩论。

教师：根据学生猜测结果，归纳、总结出：这个感应电流的大小在一定范围内波动,波动的快慢与线圈转速的快慢有关。

教师：那交流电是什么样子的呢？

用示波器看正弦交流波形、锯齿波形及方波

波形。

指出：这些都属交流电。

对比提问：这是不是交流电？告诉同学这是脉动直流．电流的强弱虽然变化，但方向没变。

板书：“强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交流电”．

提出问题：这种交变电流是怎样产生的呢？

3、利用多媒体，探究电流的产生

（1）、首先对图做一些说明．

①线圈所在磁场为匀强磁场。由磁铁产生的。

②设线圈为矩形线圈。

线圈abcd 为图中线圈水平放置时的图景，线圈平面与磁感线垂直．图1中abcd 所在位置为中性面。

规定t=0的时刻为图中线圈所在的位置为起始时刻，即由中性面开始，逆时针方向转动。 a

d b

c

现在再注意观察线圈转动时线圈中的电流特性。

1）首先观察线圈中电流方向，从这个位置（中性面）开始转动，注意观察线圈ab边、cd边及电路中的电流方向有什么特点？（注：观察到线圈中电流方向是变化的，这是计算机模拟的优点，任何实验都做不到这点。这是交流电特性之一，一定要使学生观察到）

再注意观察：线圈从什么位置开始改变电流方向？这个位置非常重要，常用它作为线圈位置的参照位置，给它起个名叫“中性面”，打开“中性面”。（注：这也只有计算机模拟才能实现。）

2）现在请观察电流强度。注意观察电流表指针位置有什么特点？（应观察到指针位置是在不断变化的。）这个特点反映了什么？（这个特点反映了交流电的第二个特性：交流电流的强度也是在不断变化的，要使学生观察到）。

再观察电流强度与线圈位置的关系：现在先观察线圈在什么位置电流最小？在什么位置电流最大？（要求学生观察到在中性面时电流最小，与中性面垂直时电流最大）。

在结合挂图及课本中插图引导学生总结规律。

总结：交流发电机产生的是交变电流，电流强度与电流方向都是随时间做周期性变化的。思考：当线圈在磁场中旋转一周时，交流电方向改变几次？电流强度改变几次？

角速度是ω，单位是rad/s。经过时间t后，线圈转过的角度是ωt。这