2020-2021学年高中物理-第五章-交变电流-1-交变电流3教案-新人教版选修3-2

2020-2021学年高中物理第五章交变电流1交变电流（3）教案新人教版选修3-22020-2021学年高中物理第五章交变电流1交变电流（3）教案新人教版选修3-2PAGE1-2020-2021学年高中物理第五章交变电流1交变电流（3）教案新人教版选修3-22020-2021学年高中物理第五章交变电流1交变电流（3）教案新人教版选修3-2年级：姓名：交变电流【学习目标】1．理解交变电流、直流的概念，能区分交流、直流电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、新课导入演示单项交流发电机：当线框快速转动时，观察到什么现象？（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：课件展示线圈转动一周的过程，分析：当线圈转动时，哪些边切割磁感线？判断线圈每转动1/4周期，感应电流的方向如何？（3）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。ABCD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。（4）根据上述分析，回答：线圈转到哪些位置时电流方向改变？______。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Badvv图4在磁感应强度B的匀强磁场中，矩形线圈逆时针绕中轴匀速转动，角速度为ωBadvv图4①线圈与中性面的夹角是多少？②ab边速度方向与磁场方向夹角多大？③ab边的速度是多少？④ab边产生的感应电动势多大？⑤线圈中感应电动势多大？若线圈的匝数为N匝呢？2．规律（1）令Em=，感应电动势的瞬时值。（2）若电路为纯电阻，总电阻为R，则瞬时电流为：,i=，（3）若外电阻为R，线圈内阻为r，路端电压的瞬时值为：u=.结论：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电流是按规律变化的，这种交变电流叫，简称。（4）在图5中作出感应电动势随时间变化的图像。etet图5Φt图6思考：承接感应电动势的推导，求经过时间t，穿过线圈平面的磁通量是多少？在图6中做出图线，在图线中找出线圈在甲、乙、丙、丁四个位置对应的点，分析这四点的磁通量变化率。如果从线圈与磁场平行的位置开始计时，写出感应电动势的表达式。例3、在图4中，设磁感应强度为0.01T，单匝线圈边长AB=20cm，宽AD为10cm，转速为50r/s，求线圈转动时感应电动势的最大值。例4、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，线圈匀速转动的角速度为或，①试写出电动势瞬时值的表达式，②求出在t=1/600s时感应电动势的瞬时值为多少？③如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2k，电路中电流的峰值为多少？写出电流瞬时值的表达式。例5、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如