高中物理-交变电流教学课件设计

第三章交变电流山东省莱芜市凤城高中卢凤琴教学目标

（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。演示实验一、交变电流演示实验请同学们注意观察实验现象分析实验现象说明了什么？2、直流电流(DC)方向不随时间变化的电流1、交变电流(AC)

方向随时间变化的电流1、如图5.1-5所示的图象中属于交变电流的有（）课堂练习1BD交流发电机模型二、交变电流的产生想一想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？

二、交变电流的产生（交流发电机）1、在线圈转动的过程中，哪几个边切割磁感线产生感应电动势？AB边和CD边2、怎样将立体图转化为平面图？想一想试将甲、乙、丙、丁四幅图中的立体图转化为平面图（正视图）A(B)D(C)D(C)A(B)BA(B)D(C)D(C)A(B)B比一比看一看从甲→乙这一过程为例具体分析感应电动势、感应电流的产生：感应电流的方向如何判断？

AB边中电流向哪个方向流动？

线圈转到什么位置时没有电流？线圈转到什么位置时的电流最大？

这一整个过程感应电流如何变化？析一析应用右手定则AB感应电流的方向感应电流为0的位置感应电流最大的位置感应电流的变化情况甲→乙乙→丙丙→丁丁→甲甲乙增大丙乙减小丙丁增大甲丁减小B→AB→AA→BA→BA(B)D(C)D(C)A(B)BA(B)D(C)D(C)A(B)B思考：甲、丙图中所示位置具有什么特点?与磁感线垂直的平面B⊥SΦ最大E=0I=0V//B磁通量的变化率为零A(B)D(C)中性面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。A(B)D(C)线圈转动一周，多少次经过中性面?电流方向改变多少次?想一想乙、丁图中所示位置具有什么特点?垂直中性面B∥SΦ=0V⊥B磁通量的变化率最大E、I最大思考A(B)D(C)大致画出通过电路表的电路随时间变化的曲线，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、丁几个位置对应的时刻

大显身手EmT/42T/43T/4T2πtO1、线圈在转动一周的过程中，电流方向的变化规律吗？2、你能定性的分析出线圈从中性面转动一周过程中电流的大小变化规律吗？请总结：1、现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。即电流的方向发生周期性变化2、从中性面开始转动过程中，电流从零逐渐变大到最大，再由最大减小到下一个中性面变为零。即电流的大小发生周期性变化2、一只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变化的图像如图所示，则下列说法中正确的是(

)A．t＝0时刻线圈平面与中性面垂直B．t＝0.01s时刻Φ的变化率达最大C．t＝0.02s时刻感应电动势达到最大D．t＝0.03s时刻感应电动势为零

课堂练习2设线圈平面从中性面开始转动，角速度ω．经过时间t，AB、CD宽L1，AD、BC长L2，磁感应强度是B.BvA(B)D(C)t=0θv11v⊥中性面1、此时AB边感应电动势多大？

2、线圈中的感应电动势多大？3、若线圈匝数为N匝，则电动势如何表示？三．交变电流的变化规律

1、电动势按正弦规律变化2、电流按正弦规律变化

3、电压按正弦规律变化

成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时课堂练习3一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。e=EmsinWt=400sin314t解：电动势瞬时值的表达式为：电流峰值为：Im=Em/R=400÷2000=0.2A电流瞬时值的表达式为：i=ImsinWt=2sin314t(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四、交变电流的种类1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。2、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：

e=Emsinωt

Em=NBSω叫电动势的最大值

i=Imsinωt

Im=Em/R叫电流的最大值

u=UmsinωtUm=ImR叫电压的最大值

小结科学漫步通过阅读科学漫步，我们感觉自己应当怎样做?

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()：T1时刻通过线圈的磁通量为零；T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大。

D课堂练习45、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速度100πrad/s。（1）写出感应电动势的瞬时值表达式。（2）若该发电机只与含