5.1交变电流教案

§5.1 交变电流

设计人：尚勇备课组长：林玉勇

共1课时

一、学习目标（一）知识与技能

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．

（二）过程与方法

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

（三）情感、态度与价值观

培养学生的分析推理能力和抽象思维能力二、重点难点

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．三、教学方法

引导分析、分组交流与讨论、类比法、比较法四、教学准备

学案、多媒体设备、条形磁铁、蹄形磁铁、线圈、导线和开关、电源、电流计、图片，五、教学过程

（一）自主学习（8分钟） 1.感应电动势的大小

基本式：E ＝________(法拉第电磁感应定律) n ΔΦ

Δt

导出式：E ＝________(导体切割磁感线时的感应电动势)Bl v

2.感应电动势的方向

基本规律：________________

楞次定律

导出规律：________________(口诀“左力右电”)右手定则

3. ________和________都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流(AC)；________不随时间变化的电流称为直流(DC).________________都不随时间变化的电流称为恒定电流.

大小方向方向大小和方向

4.交变电流产生的方法：线圈在________磁场中绕________于磁感线的轴________转动.

匀强垂直匀速

5. 交变电流的变化规律

(1)正弦式交变电流：按________________规律变化的交变电流叫做正弦式交变电

流，其电动势瞬时值表达式为e＝________.

(2)当正弦式交变电流的负载为灯泡等用电器时，负载两端的电压u、流过的电流i也

按________________变化，即u＝________，i＝________.

（二）问题探究（25分钟）

一、交变电流

[问题设计]

1.把图1电路接在干电池的两端时，可以观察到

的现象是什么？

2.答案当接在干电池两端时，只有一个发光二极管会亮．

2．把图1电路接在手摇式发电机两端时，又会观察到怎样的现

象？

答案当接在手摇式发电机两端时两个发光二极管间或的闪亮，

原因是发电机产生与直流不同的电，两个发光二极管一会儿接通

这一个，一会儿再接通另外一个，电流方向不停地改变．

二、交

变电流

的产生

[问题

设计]

如图2

所示，

当线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线？产生电流的大小和方向为什么会变化？线圈转到哪些位置时没有感应电流？

图2

答案当线圈在磁场中绕OO ′轴转动时，AB 、CD 边切割磁感线产生感应电流，由于两边切割磁感线的有效速度大小及方向不断改变，所以产生的感应电流大小和方向不断变化．线圈转到甲和丙位置时没有感应电流，我们称之为中性面．

三、交变电流的变化规律 [问题设计]

如图3所示，线圈平面从中性面开始转动，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： (1)ab 边产生的感应电动势多大？ (2)整个线圈中的感应电动势多大？

(3)若线圈有N 匝，则整个线圈的感应电动势多大？

答案 (1)eab ＝BL1vsin ωt ＝BL1L2ω2sin ωt ＝12BL1L2ωsin ωt ＝1

2BS ωsin ωt (2)整个线圈中的感应电动势由ab 和cd 两部分组成，且eab ＝ecd ，所以e ＝eab ＋ecd ＝BS ωsin 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 ＝NBS ωsin ωt

例1 如图4所示，矩形线圈边长为ab ＝20 cm ，

bc ＝10 cm ，匝数N ＝100匝，磁场的磁感应强度B ＝0.01 T ．当线圈以n ＝50 r/s 的转速从

图示位置开始逆时针匀速转动时，求： (1)线圈中交变电动势瞬时值表达式；

(2)从线圈开始转动起，经0.01 s 时感应电动势的瞬时值．解析 (1)转动角速度ω＝2πn ＝100π rad/s

电动势瞬时值表达式：e ＝NBS ωsin(ωt ＋π

所以e ＝2πsin(100πt ＋π

6) V

(2)经0.01 s 时e ＝2πsin(π＋π

6) V ＝－π V ，负号表示与原方向相反课堂训练

1.线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流的图象如图6所示，由图象可知( ) A ．在t1、t3时刻线圈处于中性面位置 B ．在t2、t4时刻穿过线圈的磁通量为零 C ．从t1时刻到t4时刻线圈转过的角度为π

D ．若从0时刻到t4时刻经过0.02 s ，则在1 s 内交流电的方向改变100次

解析线圈在磁场中从题图位置开始匀速转动时可以产生按余弦规律变化的交流电．对于题图起始时刻，线圈的cd 边离开纸面向纸外运动，速度方向和磁场方向垂直，产生的电动势的瞬时值最大；用右手定则判断出电流方向为逆时针方向，与规定

的正方向相同．所以C对．

2．如图8(a)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°时为计时起点，如图(b)所示，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则下面所示的四幅图中正确的是（）

解析t1、t3时刻感应电流最大，线圈位置与中性面垂直，t2、t4时刻感应电流为零，线圈在中性面，磁通量最大．从t1时刻到t4时刻线圈转过的角度为3π/2.从0时刻到t4时刻经过0.02 s，线圈转动周期T＝0.02 s，在1 s内交流电的方向改变100次．D正确．

六、课堂小结（2分钟）.

七、教学反思

交变电流--章复习课

交变电流章复习课一、知识梳理 1．交变电流的产生：线圈在匀强磁场中绕_垂直_于磁场的轴匀速转动，产生按_正弦_规律变化的电流。线圈转至中性面时，穿过线圈的磁通量_最大_，而感应电动势_为0_。 2．表征交变电流的物理量：周期T ，频率f ，关系_倒数_；峰值：E m 、I m 、U m ；有效值：E 、I 、U 3．正弦交变电流的变化规律：瞬时值表达：e=_E m sin ωt_，i=_I m sin ωt ，u=_U m sin ωt_ 峰值：E m =nBS ω；正弦交变电流有效值与峰值的关系：E=，I=， U=4．电感电容对交变电流的影响：电感作用：____通直流，阻交流______；电容作用：_通交流，阻直流。 5．理想变压器：原理：___互感现象__；原副线圈输入输出功率的关系： __P 1=P 2_；电压与匝数的关系：_ 1 2 12N N U U =_；电流与匝数的关系：只有一个副线圈时，_ 2 1 12N N I I =_；有多个副线圈时，n n I n n I n n I n 1 313212 n I +??++= 6．远距离输电：导线上的功率损失 r I 2=?P ；导线上的电压损失R I 2=?U 二、专题讲练专题一交变电流的四值交变电流的四值是指：瞬时值、峰值、有效值、平均值 1、瞬时值：反映不同时刻交变电流的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为：t E e m ωsin =， t I i m ωsin =。应当注意必须从中性面开始。生活中用的市电电压为220V ，其峰值为_311_V ，频率为_50_H Z ，所以其电压瞬时值的表达式为u =311sin314t_V 。

交变电流的产生教案

(2) (3) t (4)(5) 5.1交变电流的产生教案【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？思考：交变电流和直流有什么区别？归纳总结：只要________改变的电流就是交变电流. （二）交变电流的产生 1．产生机理：演示课本P31“做一做”中的实验，请同学们观察发光二极管的发光情况，说明产生的是哪种电流？分析转轴与磁场方向的关系，得出如下结论结论：当线圈绕的轴转动时会产生交变电流。 2．探究电流的特点：看课本P32图5.1-3，分析：

（1）判断线圈由甲转到乙的过程中，线圈中的电流方向如何？（沿A →B →C →D 还是D →C →B →A ）由乙转到丙、由丙转到丁以及由丁转到甲的过程中呢？（2）判断线圈处于甲、乙、丙、丁四个位置时是否产生感应电流？若有，在原图中标出电流的方向；若无，说明原因。A B C D 图 2假设线圈所处的磁场为匀强磁场，请在上面四幅图中画出线圈在甲、乙、丙、丁四个位置对应的侧视图，标出AB 、CD 边中的电流方向。（3）分析线圈在由甲转到乙、由乙转到丙、由丙转到丁、由丁转到甲的过程中中的电流大小变化情况？（4）在电流—时间图中画出甲、乙、丙、丁四个位置对应的点。猜测在一个周期内感应电流随时间变化的关系，大致画出i —t 图线。（5）根据上述分析，回答：①线圈转到哪些位置时电流方向改变？______。②在这些位置时，线圈中感应电动势多大？_______。感应电流多大？________ 。③ 在线圈转动一周的过程中，电流方向改变几次？________。我们把与磁场方向垂直的面叫____________。结论：(1) 线圈转动过程中电流的大小做周期性变化，最小，最大。(2) 线圈每经一次，感应电流方向改变一次，线圈转动一周，感应电流方向改变次。例 2、完成下面的表格位置磁通量感应电流感应电动势磁通量变化率中性面中性面的垂面（三）交变电流的变化规律 1 ．推导图 3对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束

交变电流章末总结

交变电流章末总结要点一交变电流的有效值交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果让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． (1)只有正弦式交变电流的有效值才一定是最大值的2 2 倍． (2)通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都指有效值．要点二交变电流的“四值”的区别与联系正弦式交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值．以电动势为例：最大值用E m 表示，有效值用E 表示，瞬时值用e 表示，平均值用E 表示，它们之间的关系是E ＝E m 2 ，e ＝E m sin ωt ，平均值不常用，必要时可用电磁感应定律直接求E ＝n ΔΦ Δt .特别要注意，有效值和平均值是不同的两个物理量，在研究交变电流做功、电功率以及产生的热量时，只能用有效值；另外，各种交流电表指示的电压、电流和交流电器上标注的额定电压、额定电流，指的都是有效值，与热效应有关的计算，如保险丝的熔断电流等必须用有效值，在研究交变电流通过导体横截面的电荷量时，只能用平均值，千万不可混淆．要点三理想变压器理想变压器的两个基本公式是：(1)U 1U 2＝n 1 n 2 ，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比．(2)输入功率等于输出功率．无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和．需要引起注意的是：①只有变压器是一个副线圈时，才满足I 1I 2＝n 2 n 1 ，但是变压关系总满足U 1U 2＝n 1 n 2 .②变压器的输入功率是由输出功率决定的．要点四远距离输电 1．在求解远距离输电问题时，一定要先画出远距离输电的示意图来，包括发电机、两台变压器，输电线等效电阻和负载电阻，并依次写出各部分的符号以便备用．一般设两个变压器的初次级线圈的匝数分别为n 1、n 1′、n 2、n 2′，相应的电压、电流、功率也应采用相应的符号来表示． 2．远距离输电的功率损失在远距离输送电能计算线路功率损耗时常用关系式P 损＝I 2线R 线计算．其原因是I 线较易由公式I 线＝P 输U 输求出，P 损＝U 线I 线或P 损＝U 2 线 R 线，则不常用，其原因是在一般情况下，U 线不易求出，且易把U 线和U 输相混淆而造成错误．远距离输电中的功率关系： P 输＝P 线损＋P 用户．一、交变电流的产生规律【例1】如图所示，线圈的面积是0.5 m 2，共100匝；线圈电阻为1 Ω，外接电阻为R ＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度为B ＝1 π T ，当线圈以300 r/min 的转速匀速旋转时，求： (1)若线圈从中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式． (2)线圈转过1/30 s 时电动势的瞬时值多大？ (3)电路中交流电压表和电流表的示数各是多大？二、交变电流图象的考查【例2】一个面积为S 的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中感应电动势e 与时间t 的关系如图所示，感应电动势的最大值和周期可由图中读出，则磁场的磁感应强度B 为多大？在t ＝T /12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角为多大？三、理想变压器的考查【例3】有两个输出电压相同的交变电源，第一个电源外接电阻为R 1；第二个电源外接一个理想变压器，变压器原线圈的匝数为n 1，副线圈的匝数为n 2，变压器的负载为一个阻值为R 2的电阻．今测得两个电源的输出功率相等，则两电阻的大小之比R 1∶R 2为( ) A ．n 1∶n 2 B ．n 21∶n 2 2 C ．n 2∶n 1 D ．n 22∶n 2 1

新人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》精品教案.doc

新人教版高中物理选修第五章《交变电流》精品教课5.交变电课新授课1 教学目的（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。重难点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。教学方法通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验

教学过程教师活动学生活动【预习导引】 1.恒定电流的定义是什么？直流电的定义是什么？ 2.我们根据什么来定义直流电和恒定电流的？【新课教学】一、交变电流 1.定义： 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？方向怎样？学生思考预习引导的两个问题？（3分钟）教师指导学生阅读课本完成1、2两题（4分钟）学生思考并讨论右侧的四个问题（10分钟）

高中物理第五章交变电流2描述交变电流的物理量学案新人教版选修

2 描述交变电流的物理量 [目标定位] 1.掌握交变电流的周期、频率、线圈转动角速度三者间的关系.2.理解交变电流有效值的含义，会进行有效值的相关计算.3.知道正弦式交变电流有效值与峰值的关系及在生活中的应用.4.了解相位及相位差的概念. 一、周期和频率 1.周期(T )：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用T 表示，单位是秒. 2.频率(f )：交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数，用f 表示，单位是赫兹，符号是Hz. 3.T 、f 、ω三者之间的关系： T ＝1f ，f ＝1T ，ω＝2π T ＝2πf . 4.(1)我国工农业生产和生活所用的交变电流，周期是0.02 s ，频率是50 Hz ，电流方向每秒改变100次. (2)打点计时器接交变电流，f ＝50 Hz ，T ＝0.02 s ，所以每隔0.02 s 打一次点. 例1 如图1所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式交变电流的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦式交变电流的图象如图线b 所示，以下关于这两个正弦式交变电流的说法正确的是( ) 图1

A.线圈先后两次周期之比为2∶3 B.线圈先后两次转速之比为2∶3 C.交变电流a 的瞬时值为u ＝10sin (5πt )V D.交变电流b 的最大值为20 3 V 解析由u －t 图象知：T a ∶T b ＝2∶3，故两次转速之比为3∶2，选项A 正确，B 错误；对交变电流a ：U m ＝10 V ，T a ＝0.4 s ，则ωa ＝5π rad/s，故u ＝U m sin(ωa t )V ＝10sin(5πt )V ，选项C 正确；由E m ＝nBSω，且ωa ∶ωb ＝T b ∶T a ＝3∶2知，E m b ＝23E m a ＝20 3 V ，选项D 正确. 答案 ACD (1)由图象可直接获得的信息有：①该交变电流的最大值、周期；②任意时刻交变电流的数值. (2)掌握角速度ω、周期T 、转速n 的关系. ω＝ 2πT ；ω＝2πn ；n ＝1 T . 二、峰值和有效值 1.峰值：交变电流的电压、电流所能达到的最大数值. (1)表达式：E m ＝nBSω. (2)应用：电容器所能承受的电压应高于(选填“高于”或“低于”)交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿. 2.有效值：让交流和恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内，它们产生的热量相等，而这个恒定电流是I 、电压是U ，我们就把I 、U 叫做这个交流的有效值. (1)正弦式交变电流有效值和最大值的关系：E ＝ E m 2；U ＝U m 2；I ＝I m 2 . (2)应用：电气设备铭牌上标注的额定电压、额定电流都是有效值.交流电压表和交流电流表测量的也是有效值. (3)计算：①对于正弦式交变电流，可先根据E m ＝nBSω求出最大值，然后根据E ＝E m 2 求出其有效值. ②当电流是非正弦式交变电流时，必须根据有效值的定义求解.先计算交变电流在一个周期内产生的热量Q ，再将热量Q 用相应的物理量的有效值表示Q ＝I 2 RT 或Q ＝U 2 R T ，最后代入数据求解有效值.

【最新版】2014年秋高中物理 5.1 交变电流教案新人教版选修3-2

5.1交变电流一．教学设计：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．要让学生明白交变电流、正弦电流、中性面、瞬时回值、最大值的准确含义；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．二．教学目标： 1．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。 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物理问题的能力。 3．情感、态度与价值观通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性。三．教学重点、难点： 1．重点：交变电流产生的物理过程的分析。 2．难点：交变电流的变化规律及应用。四．教学方法：演示法、分析法、归纳法。教具：手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、示教用大的电流表五．教学过程： 1．引入新课出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造。演示：将手摇发电机模型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? 这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫做交变电流。 2．进行新课（1）交变电流的产生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？多媒体课件打出右图。当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线? ab 与cd。当ab边向右、cd边向左运动时，线圈中感应电流的方向沿着a→b→c→d→a方向流动的。

高中物理-交变电流章末检测

高中物理-交变电流章末检测 (时间：90分钟满分：100分) 一、选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合要求,选对的得4分,选错或不答的得0分) 1．如图1甲为风速仪的结构示意图．在恒定风力作用下风杯带动与其固定在一起的永磁体转动,线圈产生的电流随时间变化的关系如图乙．若风速减小到原来的一半,则电流随时间变化的关系图可能是( ) 图1 答案 C 解析根据E m＝NBSω,若风速减小到原来的一半时,则最大感应电动势也变小,所以感应电流也变小；根据转速与周期成反比,可知,若风速减小到原来的一半时,则周期变大为原来两倍,故C正确,A、B、D错误． 2．图2甲、乙分别表示两种电压的波形,其中图甲所示的电压按正弦规律变化,图乙所示的电压是正弦函数的一部分,下列说法错误的是( )

图2 A．图甲、图乙所示的电压的最大值不相等 B．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝20sin(50πt) V C．图乙所示电压的有效值为20 V D．图乙所示电压的有效值为10 V 答案 D 解析图甲、图乙所示电压的最大值都等于20 V,图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝20sin(100πt) V,选项A、B错误；由有效值定义,(102)2 R ×0.02＝0.04× U2 R , 解得题图乙所示电压的有效值为10 V,选项D正确,C错误． 3.用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压是110V,通过负载的电流随时间变化的图像如图3所示,则( ) 图3 A.变压器输入功率约为3.9W B.输出电压的最大值是110V C.变压器原、副线圈的匝数比是1∶2 D.负载电流的函数表达式i＝0.05sin (100πt＋π 2 ) A 答案 A 解析变压器的输入功率等于输出功率,等于输出电压的有效值与输出电流的有效值的乘积,所以P＝UI＝110V×0.05 2 A≈3.9W,A正确；输出电压的有效值是110V,

(完整版)新人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》精品教案(可编辑修改word版)

新人教版高中物理选修3－2 第五章《交变电流》精品教案课题§5.1交变电流课型新授课课时1 教学目的（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。重难点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。教学方法通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验教学过程教师活动学生活动【预习导引】 1.恒定电流的定义是什么？直流电的定义是什么？ 2.我们根据什么来定义直流电和恒定电流的？【新课教学】一、交变电流 1.定义： 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？方向怎样？学生思考预习引导的两个问题？（3 分钟）教师指导学生阅读课本完成 1、2 两题（4 分钟）学生思考并讨论右侧的四个问题（10 分钟）

20182019学年高中物理第二章交变电流3习题课交变电流的产生及描述学案教科版选修32

3 习题课：交变电流的产生及描述 [学习目标定位] 1.理解交变电流的产生过程，能够求解交变电流的瞬时值.2.理解交变电流图像的物理意义.3.知道交变电流“四值”的区别，会求解交变电流的有效值． 1．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时产生正弦式交变电流，瞬时值表达式 e ＝E m sin ωt (从中性面开始计时)． 2．正弦式交变电流的最大值E m ＝NBSω，即最大值由线圈匝数N 、磁感应强度B 、转动角速度ω及线圈面积S 决定，与线圈的形状、转轴的位置无关．(填“有关”或“无关”) 3．线圈在转动过程中的平均电动势，要用法拉第电磁感应定律计算，即E ＝N ΔΦ Δt . 4．正弦交流电的有效值U ＝ U m 2 ，I ＝ I m 2 .其他非正弦交流电的有效值根据电流的热效应求解. 一、对交变电流产生规律的理解求解交变电动势瞬时值时：(1)首先要计算峰值E m ＝NBSω；(2)确定线圈转动从哪个位置开始，以便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；(3)确定线圈转动的角速度ω(以rad/s 作单位)；最后确定感应电动势的瞬时值表达式．例1 图1甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图．其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO ′匀速转动，线圈的匝数n ＝100匝，电阻r ＝10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R 连接，电阻R ＝90 Ω，与R 并联的交变电压表为理想电表．在t ＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t 按图乙所示正弦规律变化．求：图1 (1)交流发电机产生的电动势最大值； (2)电动势的瞬时值表达式； (3)线圈转过1 30 s 时电动势的瞬时值； (4)电路中交变电压表的示数．解析 (1)交流发电机产生电动势的最大值E m ＝nBSω

交变电流-优质获奖教案

3.3交变电流【教学目标】一、知识与能力 1、理解交变电流是怎样产生的。 2、定性了解交流的变化规律及其图像表示和主要特征物理量。 3、知道交流能通过电容器的原因，了解交流这一特性在电子技术中的应用。 4、初步了解发电机、交变电流的发明和利用对促进人类社会进步的作用，进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。二、过程与方法 1、培养学生阅读、理解及自学能力． 2、培养学生将知识进行类比、迁移的能力． 3、使学生理解如何建立新的物理概念而培养学生处理解决新问题能力． 4、培养学生应用数学工具处理解决物理问题的能力． 5、训练学生由特殊到一般的归纳、演绎思维能力．三、情感态度与价值观 1、由用电器铭牌，可介绍我国近几年的经济腾飞，激发学生爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神． 2、让学生体会对称美．【重点难点】本节重点：交变电流的产生和变化规律．本节难点：表征的物理量和交流电有效值. 【教法学法】教法：以指导学生实验探究为主，讲授法为辅学法：主动探究、互相协作、抽象提炼【教学准备】交流发电机、电灯、电流表、示波器、小灯泡、导线、学生电源【教学过程】

一、新课引入一、交流发电机出示发电机的结构图：说明：交流发电机是由定子和转子构成，有的发电机的磁体转动，线圈不动；有的发电机的磁体转动，线圈不动。实验结果：电灯的亮度忽明忽暗，电流表的指针忽左忽右实验结论：发电机发出的电流大小和方向都在不断变化，大小、方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。各种电池供给的电流只沿一个方向流动，叫做直流学生通过实践体验，找出其中规律二、进入新课（导出概念）二、交流的变化规律介绍认识交流电和直流电特征说明：严格的数学分析表明，电网中的交变电流，它的电流、电压随时间按正弦函数的规律变化，这样的电流称之为正弦式电流问：如何表示正弦式电流在某一时刻的电流、电压？（i = Imsinωt u =Umsinωt）说明：Im、Um分别是电流和电压的最大值，叫做交流的峰值问：频率和周期有怎样的关系？（T＝1/f）说明：我国使用的交变电流，频率是50 Hz 三、问：为什么在上述实验中看不到电灯中电流大小的变化？【学生讨论、回答】演示实验：实验仪器：示波器、小灯泡、导线、学生电源实验过程：将示波器和灯泡并联接入电路中，用示波器演示加在灯泡两端的电压说明：交变电流的大小和方向在不断地变化，我们把交流完成一次周期性变化所用的时间叫做交流的周期，通常用T 表示，它的单位是秒。交流在1s 内发生周期性变化的次数，叫做交流的颇率通常用f表示，它的单位给出板书，强调重要性实验现象：显示的电压图象为正弦曲线

《交变电流》复习导学案

交变电流复习导学案学习目标: 1、通过自主复习让学生进一步提升、整合交变电流的产生与描述物理量以及变压器工作、电能输送原理等基本知识的理解。 2、通过对交流电产生和表征物理量的应用以及远距离输电等实际问题的处理,进一步掌握该类问题的处理思路和方法。 3、体会交变电流在现实生活中的作用。教学过程：【用框图画出本章的主体知识结构进行知识的自我梳理】【能力提升点一：交变电流的产生与描述物理量】知识整合 1、交变电流的产生与规律（1）交变电流的定义：和都随时间做的电流叫做交变电流．正弦交变电流是电压和电流随时间做变化的交流电．（2）产生正弦交变电流的条件：线圈绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生．正弦交变电流电动势瞬时表达式．（3）中性面的定义以及规律：当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都不切割磁感线，磁通量的变化率为0，线圈中没有感应电流，但是磁通量最大，这样的位置叫做．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变．自我测试1、一矩形线圈绕垂直于磁场的轴线匀速转动而形成了如图所示的电动势随时间变化的图像，由图象可知以下说法正确的是（） A、2s时线圈所处的位置是中性面 B、1s时穿过线圈的磁通量最大 C、1s时穿过线圈的磁通量的变化率最大 D、形成的交变电流的电动势的瞬时表达式为e =4sin(100t)V 知识整合2、交变电流的描述物理量（1）周期是交变电流完成一次周期性变化所用的时间，通常用字母T表示，单位是，周期T和频率f的关系为。 (2)交变电流的有效值是让交流与恒定电流分别通过大小的电阻，如果在交流的一个内产生的热量相等，就把这一恒定电流的电压U

高中物理人教版选修3-2教案设计 5.1《交变电流》

交变电流教学目标 1. 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峰值及中性面的准确含义． 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)培养学生的观察能力、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． 3. 情感、态度与价值观通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性．教学重难点 1．交变电流产生的物理过程分析． 2．交变电流的变化规律及应用．教学准备手摇发电机、小灯泡、示教电流表、电压传感器(或电流传感器)、学生电源、多媒体课件等．引入新课【演示实验】把两个发光颜色不同的发光二极管并联，注意使两者正负极的方向不同，然后连接到教学用发电机的两端．转动手柄，两个磁极之间的线圈转动．观察发光二极管的发光情况．提出问题：实验现象说明了什么？思路点拨：观察到的实验现象是两个发光二极管交替发光．手摇发电机的手柄带动发电机的线圈转动，线圈在磁场中的磁通量变化情况不同，产生的感应电流的大小、方向发生变化，由于发光二极管并联在一起，但是正负极的方向不同，导致它们不会同时发光．我们把这种方向随时间做周期性变化的电流称为交变电流，简称交流．现代生产和生活中大都使用交变电流．今天我们学习交变电流的产生和变化规律．

新课教学 (一)交变电流【自主学习】引导学生阅读课本P31“交变电流”的内容，学习交变电流的相关知识． 1．交变电流：方向随时间周期性变化的电流叫做交变电流． 2．直流：方向不随时间变化的电流． 3．恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流． 4．交变电流经过电子电路的处理，也能变成直流．【演示实验】用示波器演示直流和交变电流随时间变化的图象．【反馈练习】在如图所示的几种电流随时间变化的图象中，属于直流电的是________，属于交变电流的是__________．答案：1、23、4、5、6 (二)交变电流的产生【课件展示】利用多媒体课件展示交流发电机的示意图，并设置以下问题．

高中物理《交变电流》教案 4

高中物理课堂教学教案年月日

教学活动（一）引入新课出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造。演示：将手摇发电机模型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? 这种大小和方向都随时间做周期性变化电流，叫做交变电流。（二）进行新课 1、交变电流的产生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？多媒体课件打出下图。当abcd 线圈在磁场中绕OO ′轴转动时，哪些边切割磁感线? ab 与cd 。当ab 边向右、cd 边向左运动时，线圈中感应电流的方向沿着a →b →c →d →a 方向流动的。当ab 边向左、cd 边向右运动时，线圈中感应电流的方向如何? 感应电流是沿着d →c →b → a →d 方向流动的。线圈平面与磁感线平行时，ab 边与cd 边线速度方向都跟磁感线方向垂直，即两边都垂直切割磁感线，此时产生感应电动势最大。线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小? 当线圈平面跟磁感线垂直时，ab 边和cd 边线速度方向都跟磁感线平行，即不切割磁感线，此时感应电动势为零。利用多媒体课件，屏幕上打出中性面概念：（1）中性面——线框平面与磁感线垂直的位置。（2）线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但t ΔΔ =0。（3）线圈越过中性面，线圈中I 感方向要改变。线圈转一周，感应电流方向改变两次。 2．交变电流的变化规律设线圈平面从中性面开始转动，角速度是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 ，如右图所示。设 ab 边长为L 1，bc 边长L 2，磁感应强度为B ，这时ab 边产生的感应电动势多大? e ab =BL 1v sin ωt = BL 1·22L ωsin ωt =2 1BL 1L 2sin ωt 此时整个线框中感应电动势多大? 学生活动

高中物理-交变电流章末测试

高中物理-交变电流章末测试 (时间：90分钟满分：100分) 一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分) 1．如图1是某种正弦式交变电压的波形图,由图可确定该电压的( ) A．周期是0.01sB．最大值是311V C．有效值是220VD．表达式为u＝220sin100πt V 2．有一交变电流如图2所示,则由此图象可知( ) A．它的周期是0.8sB．它的峰值是4A C．它的有效值是22AD．它的频率是0.8Hz 3．图3为某种交变电流的波形,每半个周期按各自的正弦规律变化,其有效值为( ) A．7 AB．5 AC．3 2 A D．4 2 A 图1 图2 图3 4．一电饭煲和一台洗衣机同时并入u＝311sin314t V的交流电源上,均正常工作,用电流表分别测得电饭煲的电流是5A,洗衣机的电流是0.5A．下列说法正确的是( ) A．电饭煲的电阻是44Ω,洗衣机电动机线圈电阻是440Ω B．电饭煲消耗的功率为1555W,洗衣机电动机消耗的功率为155.5W C．1min内电饭煲消耗的电能为 6.6×104J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103J D．电饭煲的发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍 5．如图4甲所示为一种调光台灯电路示意图,它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度．给该台灯接220V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示,则此时交流电压表的示数为( )

图4 A．220VB．110VC.220 2 VD. 110 2 V 6．图5甲所示电路中,A 1、A 2 、A 3 为相同的电流表,C为电容器,电阻R1、R2、 R 3 的阻值相同,线圈L的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示,则在t1～t2时间内( ) 图5 A．电流表A 1的示数比A 2 的小B．电流表A 2 的示数比A 3 的小 C．电流表A 1和A 2 的示数相同D．电流表的示数都不为零 7.图6中为一理想变压器,其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连,Q 为滑动头．现令Q从均匀密绕的副线圈最底端开始,沿副线圈匀速上滑,直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止．用I1表示流过原线圈的电流,I2表示流过灯泡的电流,U2表示灯泡两端的电压,P2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值,电功率指平均值)．下列四个图中,能够正确反映相应物理量的变化趋势的是( ) 图6 8．图7所示,M为理想变压器,电表均可视为理想电表,接线柱a、b接电压u ＝311sin314t V的正弦交流电源．当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,示数发生

交变电流教学设计

导学案 5.1交变电流【要点导学】一、交变电流的定义直流电交变电流二、正弦式交流电的产生及规律线圈中的电流方向过程甲→乙乙→丙丙→丁丁→戊电流方向【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．

1.中性面的特点 2. 3.表达式（1）推导（画出侧视图）（2）结论条件思考：转轴垂直匀强磁场，从线圈平行于磁场时开始计时，电动势变化表达式？【反馈练习】 3.交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=Emsinωt ，如果线圈的角速度ω提高1倍，其它条件不变，则电动势的变化规律将变化为（） A、e=Emsinωt B、e=2Emsinωt C、e=2Emsin2ωt D、e=2Emsin4ωt 四、交变电流的图像：五、交变电流的种类：

4、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随时间的变化规律如图所示，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大； D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 5.P书本34页第五题 6、一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角100πrad/s。（1）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？（2）线圈从中性面转过180度的过程中，电动势的最大值、平均值分别是多少？

2019-2020年高一物理 5.1 交变电流学案

2019-2020年高一物理 5.1 交变电流学案学习目标： 1.使学生理解和掌握线框在磁场中的不同位置时，感应电动势的大小和方向的变化。 2.掌握交变电流的变化规律，会用e =E m sin ωt ,解题。 3.自己能分析交变电流Φ-t 图与E-t 图间的关系。【要点导学】一、交流电：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做__________，方向不随时间变化的电流称为______，大小和方向都不随时间变化的电流称为__________．二、交变电流的产生： 1．过程分析 2．中性面：_______________________________ 甲戊丁丙乙

磁通量___________ 磁通量的变化率____________ 感应电动势e ＝________，_______感应电流感应电流方向________，线圈转动一周，感应电流方向改变______次【例1】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 ．t 1时刻通过线圈的磁通量为零 B ．t 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C ．t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 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【例2】．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化图象如图6所示，则下列说法中，正确的是( ) 图6 A ．t ＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B ．t ＝0.01 s 时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大 C ．t ＝0.02 s 时刻，线圈中有最大感应电动势 D ．t ＝0.03 s 时刻，线圈中有最大感应电流 3、交变电流的变化规律：如图所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程：当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=E m sin ωt ，其中E m =2NBLv=NB ωS ；i=I m sin ωt ，其中I m =E m /R 。当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=E m sin ωt ，其中E m =2NBLv=NB ωS ；i=I m sin ωt ，其中I m =E m /R 。图5－1－2所示为以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的e －t 和i-t 图象：特点

高二物理教案-交变电流

精心整理高二物理教案:交变电流以下是为大家整理的关于《高二物理教案:交变电流》，供大家学习参考！ 12 34说明：交流发电机是由定子和转子构成，有的发电机的磁体转动，线圈不动；有的发电机的磁体转动，线圈不动。问：无论是线圈转动，还是磁体转动，转子的作用是什么？（转子的

转动使得穿过线圈的磁通量发生变化) 演示实验实验仪器：交流发电机、电灯、电流表实验过程：将交流发电机、电灯、电流表连接成电路，摇动交流发电实验现象：显示的电压图象为正弦曲线说明：严格的数学分析表明，电网中的交变电流，它的电流、电压随时间按正弦函数的规律变化，这样的电流称之为正弦式电流问：如何表示正弦式电流在某一时刻的电流、电压？（i=Imsinωtu=Umsinωt）

说明：Im、Um分别是电流和电压的值，叫做交流的峰值说明：交变电流的大小和方向在不断地变化，我们把交流完成一次周期性变化所用的时间叫做交流的周期，通常用T表示，它的单位是秒。交流在1s内发生周期性变化的次数，叫做交流的颇率通常用f表示，称做交流电压、电流的有效值）说明：经过实验和理论分析表明有效值和值之间存在着这样的关系：Ie=Im/√2Ue=Um/√2 其中Ue、Ie分别代表交流电压、电流的有效值说明：在各种使用交变电流的电器设备上，所标注的额定电压、额定

电流值，都是交流的有效值。四、交流能够通过电容器说明：当电容器上两端连接直流电源时，正负电荷聚集在极板上，不能移动，因此电路中不会形成长时间的电流，因此我们说电容器具有 1 2、直流电流：方向不变的电流称之为直流二、交流的变化规律 1、正弦式电流：电流、电压随时间按正弦函数的规律变化的电流 i=Imsinωtu=UmsinωtIm、Um分别是电流和电压的值

高中物理交变电流学案

第五章交变电流第一节《交变电流》导学案教学目标: 1、使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面及中性面的准确含义； 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； 4、掌握交变电流的变化图像及应用。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。（一）引入新课一、交变电流：演示实验：将手摇发电机模型与两个发光二极管组成闭合电路。当线框课本P 31 快速转动时，观察到什么现象? 这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫做。方向不随时间变化的电流称为__ ____，大小和方向都不随时间变化的电流称为_ ．二、交变电流的产生：下图为交流发电机示意图。假定线圈沿逆时针方向匀速转动，从甲图至丁图，考虑回答下列问题。 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？ 2、在线圈由乙转到丙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 3、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 4、在线圈由丁转到甲的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 5、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？

6、大致画出通过电流表的电流随时间的变化曲线，假设从E经过负载流向F的电流记为正方向，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。 7.中性面是指在磁场中线圈与垂直的平面，此位置穿过闭合线圈的磁通量为，磁通量的变化率为，感应电动势为。总结: （1）（甲）（丙）中性面（线圈与磁感线垂直的平面）特点: a. 磁通量Φ最大 b. E＝0，磁通量的变化率ΔΦ/Δt为零 c. 当线圈转至中性面时，电流方向发生改变 d. 线圈转动一周电流方向改变两次（2）（乙）（丁）感应电动势的最大值面（线圈垂直中性面）特点：a. 磁通量Φ为0 b. E最大，磁通量的变化率ΔΦ/Δt最大三、交变电流的变化规律: 1、线圈在__ ____磁场中绕___ ____ _ ____的轴匀速转动时，产生交变电流，此交变电流按正弦规律变化叫做______ _____ _____电流。 2、正弦式交变电流的变化规律的推导(从中性面开始计时)： 3.正弦式交变电流的规律:(从中性面开始计时)