《山西省吕梁市石楼县高二物理《5.1交变电流》学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山西省吕梁市石楼县高二物理《5.1交变电流》学案（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、5 51 1 交变电流交变电流教学目标教学目标 （一）知识与技能（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（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（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、难点教学重点、难点
2、重点重点 交变电流产生的物理过程的分析。 难点难点 交变电流的变化规律及应用。 教学方法教学方法高考资源网高考资源网 KS5U.COM 演示法、分析法、归纳法。 教学手段教学手段高考资源网高考资源网 手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、示教用大的电流表教学过程教学过程（一）引入新课（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（二）进行新课 1、交变电流的产生、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
3、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 abcda 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 dcbad 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
4、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 最大，但=0。t（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。经过时间 t，线圈转过的角度是t，ab 边的线速度 v 的方向跟磁感线 方向间的夹角也等于t，如右图所示。设 ab 边长为 L1，bc 边长 L2，磁感应强度为 B，这时 ab 边产生的感应电动势多大?eab=BL1vsint = BL1sint =BL1L2sint22L 21此时整个线框中感应电
5、动势多大?e=eab+ecd=BL1L2sint 若线圈有N 匝时，相当于N 个完全相同的电源串联， e=NBL1L2sint，令Em=NBL1L2，叫做 感应电动势的峰值，e 叫做感应电动势的瞬时值。 根据部分电路欧姆定律，电压的最大值 Um=ImR，电压的瞬时值 U=Umsint。 电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示，如下图所示：3几种常见的交变电波形几种常见的交变电波形（三）课堂总结、点评（三）课堂总结、点评 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从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表
6、达式为 e=NBSsint，感应电动势的最 大值为 Em=NBS。 3中性面的特点：磁通量最大为m，但 e=0。 （四）实例探究（四）实例探究 交变电流的图象、交变电流的产生过程交变电流的图象、交变电流的产生过程 【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 （ ） At1时刻通过线圈的磁通量为零高考资源网 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 为最大交变电流的变化规律交变电流的变化规律 【例 2】在
7、匀强磁场中有一矩形线圈，从中性面开始绕垂直于磁感线的轴以角速度匀 速转动时，产生的交变电动势可以表示为 e=Emsint。现在把线圈的转速增为原来的 2 倍， 试分析并写出现在的交变电动势的峰值、交变电动势的瞬时值表达式，画出与其相对应的交 变电动势随时间变化的图象。分析物理图象的要点： 一看：看“轴” 、看“线” 、看“斜率” 、看“点” 、看“截距” 、看“面积” 、看“拐点” ， 并理解其物理意义。 二变：掌握“图与图” “图与式”和“图与物”之间的变通关系。 三判：在此基础上进行正确的分析和判断。 综合应用综合应用 【例 3】 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？2解析：
