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1、交变电流的产生和变化规律刘迪超一、 教学任务分析交变电流的产生和变化规律是本章的重点，又是电磁感应、楞次定律、导体在磁场中切割磁感线运动、右手定则等知识的进一步具体应用，跟生产和生活实际有密切的联系，是学生综合应用电磁学知识分析、解决问题，提高能力的物理情景。本节内容相对于直流电而言，最大特点就是变，对于变化的物理量学生往往会感到困难，特别是第一次接触这么多的新名词，如：交变电流、正弦式电流、中性面、瞬时值、峰值等，如何让学生清楚地理解这些概念，掌握交流电的变化规律，是处理好这节课的关键。公式、图像 交变电流的波形正 弦 交 流 电 的 变 化 规 律交变电流的产生矩 形 线圈 在 磁 场 中
2、 匀 速 转 动直流电 欧姆定律 电磁感应知识 右手定则二、 教学目标1、通过回顾电磁学知识，观察直流电发光和发电机的模型，说出什么是交变电流和产生交变电流的原因。2、给定条件，结合实物模型，应用电磁感应的知识分析交变电流的产生，探索交变电流变化的规律。3、学会用公式和图象来表示交变电流。4、培养观察实验能力和分析、归纳、推理等思维能力。5、了解两种交流发电机的构造和优缺点。教学重点： 交变电流的变化规律 交变电流的图象及表达式 培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。教学难点：交变电流的变化规律三、 学习目标及达标方法选择知识要点学习水平达标方法选择预期识记理解应用交变电流的产生观察实验课堂
3、演绎95交变电流的变化规律观察 分析 综合 结论80交变电流的图象构思 反馈 讲解 纠偏75交变电流的波形观察 讲解96四、 教学准备多媒体课件、交流发电机模型、演示电表、直流电源、演示电表、示波器、自制线圈平面演示器五、 教学流程高中物理第二册交变电流的产生一节，按课本教学流程是：教师演示实验让学生观察到电流计偏转规律，给出交变电流的定义，然后利用挂图分步讨论感应电流方向变化，利用示波器给图象，最后介绍交流发电机。中间两部分是教学的重点。我感到：1、感性的实验现象与理论的分析分离，不能达到同步。只画出线圈转动一周的几个位置讨论感应电流方向，视觉上缺乏连续性，不能加深学生对过程的深刻印象。2、
4、图象的直接给出显得较突然，而且未标横、纵坐标，尤其对示波器不熟悉的学生对曲线所体现的规律有点茫然，与前面的分析脱钩，不符合学生的认知规律。3、不利于学生的知识拓展。线圈的转速变化直接影响电流的最大值、周期等有关物理量，图象也随之变化；开始计时线圈位置不同，图象也会不同。这些变化规律的实际操作比较困难，这样，对学生的启发就显得有限。特做如下调整：比 较 实 验建 立 模 型数 学 分 析实 验 检 验讨 论 总 结任 务 设 疑应 用 拓 展六、 教学过程设计（一）任务设疑师：有一个问题，怎样使小电珠持续的亮起来？生：用干电池供电，用发电机供电。师：请你应用所学的电磁感应知识，设计一个发电机模型
5、。生：让矩形线框在匀强磁场中匀速转动。（二）比较实验师：【演示】电池组给小电珠供电，电珠持续发光，用发电机模型给小电珠供电，电珠频闪。师：亮度的变化是什么引起的呢？生：电流的大小引起的师：我们结一个电表，来看一下，是不是这样？师：【演示】直流电源，指针单方向偏转，发电机模型，指针左右偏转。【附带课件放大】 电流表的指针左右偏转，表明电流的大小和方向都在不断的变化，这种电流叫交变电流，简称交流。（三）建立模型师：线圈在匀强磁场中匀速转动，其模型我们通过计算机演示。【模拟放大】（四）数学分析师：为何线圈在磁场中转动，会产生交变电流呢？交变电流的变化规律是怎样的呢？（提出问题）如图所示，在场强为B的
6、匀强磁场中，矩形线圈ab边长为L1，bc边长为L2，逆时针绕中轴匀速转动，角速度为，从垂直磁感线开始计时，经过时间是t，线圈中的感应电动势是多少？生：思考，小组讨论，个别小组汇报：（探究问题）由电磁感应知识得Eab1/2 BL1L2sint Ecd1/2 BL1L2sint右手定则可判定Eab，Ecd是串连的EEab Ecd BL1L2sint师：结合实物，画图分析。【课件示范】师：由于SL1L2 ，所以 EBSsint师：设回路的总电阻为R则： IBS/R sint师：观察结论，看一看，在表达式中，有哪些常量，有哪些变量？生：除I，t以外，都是常量师：我们怎样来看待两个变量之间的关系呢？生：
7、I是关于时间t的函数，并且是三角函数。师：请大家用你所学的数学知识，画出函数图象。生：画函数图象，得正弦曲线。【课件演示】师：（总结）感应电流的瞬时值随时间成正弦规律变化，想这样的交变电流我们称为正弦交变电流。（五）实验检验师：理论上是这样的，现在我们通过实验来检验。师：【演示】用学生电源把家庭电路中220V的电压变成6V的低压，供小电珠发光，把小电珠的两端连接到示波器的输入端，观察交变电流的波形。我们将这种图象称为波形图。在不同的时刻，我们发现I或者E有不同的值，我们在时刻t所对应的值叫做瞬时值。（六）总结讨论师：结合实物模型，数学图象，请大家找一下，从线圈平面和磁感线垂直计时起，在哪些时刻
8、，各物理量，如电动势，磁通量，磁通量的变化率有极值。生：当线圈平面跟磁感线平行时，感应电动势有最大值Em=BS，此时，穿过线圈的磁通量为零。当线圈平面跟磁感线垂直时，感应电动势为零，此时，穿过线圈的磁通量最大。师：还有其他的发现吗？生：师：当线圈平面跟磁感线垂直时，感应电动势为零，此时，穿过线圈的磁通量最大，改位置叫做中性面。师：正弦交变电流是一种最简单又最基本的交变电流，在实际应用中，还有其他的波形，他们的电动势随时间变化的规律是多种多样的。【锯齿波演示】（七）拓展应用问题1：矩形线圈的面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，绕中轴以角速度匀速转动。（1） 从线圈转到中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式？（2） 若每匝线圈的电阻为R，则线圈中的感应电流的最大值是多少？分析讨论：N匝线圈的连接方式实质上是串联的。（1） e=NBSsint，emNBS（2） 根据欧姆定律Imem/RzBS/R问题2：中性面的特点是怎样的？问题3：手摇发电机转动时，电路中的小电珠为何频闪？怎样采取措施，道理时什么？问题4：交流电能转换成直流电吗？问题5：交流发电机模型，能不能改造成稳恒直流电动机？如果可行，怎样改？七、 课件附件八、 教学后记
