2018-2019学年高中物理 第五章 交变电流 第1节 交变电流课件 新人教版选修3-2.ppt

1.交变电流,【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)理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义【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、图像法)(2)培养学生运用数学知识解决物理问题的能力【情感、态度与价值观】培养学生理论联系实际的思想,三维目标,【重点】交变电流产生的物理过程的分析【难点】(1)交变电流的变化规律及应用,重点难点,1交流电与直流电有许多相似之处，也有许多不同之处学习中我们特别要注意的是交流电与直流电的不同之处，即交流电的特殊之处这既是学习、了解交流电的关键，也是学习、研究新知识的重要方法在与已知的知识做对比中学习和掌握新知识特点的方法，是物理课学习中很有效、很常用的方法在学习交变电流之前，应帮助学生理解直流电和交流电的区别，其区别的关键是电流方向是否随时间变化，同时给出了恒定电流的定义大小和方向均不随时间变化.,教学建议,2对于交变电流的产生，课本采取由感性到理性，由定性到定量，逐步深入的讲述方法为了有利于学生理解和掌握，教学中要尽可能用示波器或模型配合讲解教学中应注意让学生观察教材中的线圈通过4个特殊位置时电表指针的变化情况，分析电动势和电流方向的变化，使学生对线圈转动一周中电动势和电流的变化有比较清楚的了解有条件的，还可以要求学生运用已学过的知识，自己进行分析和判断,教学建议,3用图像表示交变电流的变化规律，是一种重要方法，它形象、直观、学生易于接受要使学生在已有的图像知识的基础上较好地掌握这种表述方法，更要让学生知道，交变电流有许多种，正弦电流只是其中简单的一种课本中用图示的方法介绍了常见的几种交变电流，以开阔学生思路，但不要求引伸,教学建议,4在这一节中学生要第一次接受许多新名词，如交变电流、正弦电流、中性面、瞬时值、最大值(以及下一节的有效值)等等要让学生明白这些名词的准确含义特别是对中性面的理解，要让学生明确，中性面是指与磁场方向垂直的平面当线圈位于中性面时，线圈中感应电动势为零，线圈转动过程中通过中性面时，感应电动势方向要改变,教学建议,5课本上介绍的交变电流的产生，实际上是正弦交流电的产生以矩形线框在匀强磁场中匀速转动为模型，以线框通过中性面为计时起点，得到电动势随时间满足正弦变化的交变电流这里可以明确指出，电动势的最大值由线框的匝数、线框面积、转动角速度和磁感应强度共同决定,教学建议,6课本将线框的位置与产生的电动势对应起来，意图是帮助学生建立起鲜明的形象，把物理过程和描述它的物理量对应起来教师可以通过一些问题的提出，帮助学生理解有关内容，例如，如果在线框转到线框平面与磁感线平行时开始计时，它产生的电动势随时间变化的图像应是什么样的？,教学建议,【导入一】1831年法拉第发现了电磁感应现象，为人类进入电气化时代打开了大门今天我们使用的电灯、微波炉等家用电器中的交流电是怎样产生的并且怎样送到我们的家庭中来的呢？这就是这一章要学习的主要内容，先看“交变电流的产生”,新课导入,【导入二】情境导入利用电压传感器(或电流传感器)可以在荧光屏上绘出电压(或电流)随时间变化的图像这种大小和方向都随时间周期性变化的电流，叫作交变电流，那么，交变电流是怎样产生的？它和我们前面学习的电磁感应现象有什么关系？这些将是我们这一节要研究的问题.,新课导入,和都随时间做周期性变化的电流叫作交变电流,简称交流(AC);不随时间变化的电流称为直流(DC).都不随时间变化的电流称为恒定电流.,交变电流定义,知识必备,知识点一,大小,方向,方向,大小和方向,1.正弦式交变电流产生的方法:线圈在磁场中绕于磁感线的轴转动.2.交变电流的变化规律(1)正弦式交变电流:按规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流,其电动势瞬时值表达式为e=.(2)当正弦式交变电流的负载为灯泡等用电器时,负载两端的电压u、流过的电流i也按变化,即u=,i=.,交变电流产生原理,知识必备,知识点二,匀强,垂直,匀速,正弦,Emsint,正弦规律,Umsint,Imsint,想一想1.阅读教材中的“做一做”,回答问题:当线圈快速转动时,我们能观察到两个二极管交替闪烁,这说明了什么?2.分析教材中交流发电机的示意图,回答下列问题:(1)请分析线圈转动一周的过程中,线圈中的电流方向的变化情况.(2)线圈转动过程中,当产生的感应电动势最大和最小时,线圈分别在什么位置?,学习互动,交变电流的产生,考点一,学习互动,要点总结1.中性面:与磁感线的平面.2.当线圈平面位于中性面时,线圈中的磁通量,线圈中的电流,且线圈平面经过中性面时,电流方向就发生,故线圈转动一周电流方向改变.3.当线圈平面垂直于中性面时,线圈中的磁通量,线圈中的电流,且电流方向.,学习互动,垂直,最大,为零,改变,两次,为零,最大,不变,学习互动,学习互动,想一想如图5-1-1所示,图5-1-1线圈平面从中性面开始绕垂直于匀强磁场的中心轴匀速转动,角速度为.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的夹角也等于t.设ab边长为L1,bc边长为L2,线圈面积S=L1L2,磁感应强度为B,则:(1)ab边产生的感应电动势为多大?(2)整个线圈中的感应电动势为多大?(3)若线圈有N匝,则整个线圈的感应电动势为多大?,学习互动,交变电流的变化规律,考点二,学习互动,要点总结1.若从线圈位于中性面位置开始计时,则感应电动势e=;若从线圈位于与中性面垂直的位置开始计时,则感应电动势e=,故感应电动势的瞬时值表达式与有关.2.交变电流的电动势的峰值Em=.3.交变电动势的峰值,与转轴位置,与线圈形状.,学习互动,Emsint,Emcost,开始计时的位置,NBS,无关,无关,学习互动,学习互动,想一想正弦式交变电流的图像一定是正弦曲线吗?,学习互动,交变电流的图像,考点三,要点总结1.正弦式交变电流的图像是或曲