高中物理选修3－2第五章《交变电流》

1、新人教版高中物理选修32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

2、、分析实验教学过程教学过程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

3、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？3.当线圈转过T/4时间，线圈平面转到跟磁感线平行的位置，t=/2，sint =1，ab边和cd边都垂直切割磁感线，线圈中感应电动势最大，用Em来表示，Em=NBS（怎样得到的？）则线圈经过任意位置时，感应电动势的瞬时值：e =Emsint，可见，线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的。此时磁通量多大？方向怎样？4.结合上述问题分析，在旋转过程中磁通量的变化规律是怎样的？和电动势的变化规律有什么联系？例题精析：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

4、 （ ）At1时刻通过线圈的磁通量为零Bt2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大Ct3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三、交变电流的规律由上述分析可知，上述发电机的电动势随时间变化的基本规律：e =Emsint其中时间t从线圈和磁场垂直开始计时的，此时线圈产生的电动势为，线圈中的磁通量为，线圈所在位置称之为中性面。Em是个常数，表示电动势可能达到的最大值，称为电动势的峰值，是。由于发电机的电动势按正弦规律变化，那么回路中的电流的电压的变化规律怎样？（提示根据闭合电路的欧姆定律分析）电流规律：电压规律：所以发电机的电动势、电路中的电流与电压的

5、瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示，如下图所示：正弦交流电：。思考：在线圈旋转一周的时间内，磁通量是怎样变化的？感应电动势如何变化？如何用法拉第电磁感应定律理解这个问题？能否画出二者随时间变化的图像？例题精析：如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=2 T，匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO匀速转动，角速度=200 rad/s。已知ab=0.1 m，bc=0.2 m，线圈的总电阻R=40，试求：（1）感应电动势的最大值，感应电流的最大值；（2）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；（3）画出感应电流的瞬时值i随t变化的图象；（4）当t=30时，穿过线圈的磁

6、通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？（5）线圈从图示位置转过的过程中，感应电动势的平均值是多大？四、几种常见的交变电波形（结合交变电流的定义看下图中的交变电流）小结：本节课主要学习了以下几个问题：1矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流。2中性面的特点：线圈和磁场垂直，线圈不切割磁感线磁通量最大为m，但e=0。3从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSsint，感应电动势的最大值为Em=NBS。4. 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，磁通量和电动势随时间的变化规律。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

7、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）学生分析解决练习一并总结思路（4）教师指导学生阅读课本完成填空（7分钟）提示：结合课本的思考题学生小组间讨论思考左侧的问题及例题并阐述思路（5分钟）学生通过几种波形图理解交变电流的含义（4分钟）教师引导学生对本节进行小结。（3分钟）备注课外训练1交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是 （ ）A电流将改变方向 B磁场方向和线圈平面平行C线圈的磁通量最大 D线圈产生的感应电动势最大2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

8、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3如图所示，一个位于xOy平面内的矩形线圈abcd，处在匀强磁场中，线圈的四个边分别与x、y轴平行，当线圈绕Ox轴匀速转动到与xOy平面重合时，线圈中感应电流方向为abcda，并且电流最大.那么关于磁场方向及线圈转动方向（沿x轴负方向观察），下述说法中正确的是A.磁场方向沿x轴正方向，线圈顺时针转动B.磁场方向沿y轴正方向，线圈逆时针转动C.磁场方向沿z轴正方向，线圈逆时针转动D.磁场方向沿y轴正方向，线圈顺时针转动4如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO在匀强磁场中匀速转动，转动次