5.1《交变电流》教学设计课题

1、实用标准文案精彩文档5.1交变电流教学设计一、教学目标1、知识与技能（1）、会观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流、直流的概念。（2）、分析线圈转动一周中电动势和电流方向的变化，能对交变电流的产生有比较清楚的了解，具有运用 基本原理解决新情况下问题的能力。（3）、知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值及中性面的物理意义。2、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。3、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

2、惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性二、教学重点：1、中性面的特点；2、正弦交变电流的产生原理；3、正弦交变电流的变化规律、图象和三角函数表达式。三、教学难点：1、正弦交变电流的产生原理；2、 正弦交变电流的变化规律、图象和三角函数表达式。四、教学方法：演示法、分析法、归纳法。五、教学工具：手摇发电机、小灯泡、示教用的大电流计、多媒体六、教学过程：（一）复习引入新课 演示1:按图1连接电路，当开关闭合时，观察小灯泡的发光情况。师：电路中的电流方向从哪里流向哪里？电流方向是否随时间改变？师：电路中的电流大小是否随时间改变? 学生回忆恒定电流知识回答。投影此电路的大致I-T图像：1i I比 图

3、2小结：（板书）大小和方向不随时间变化的电流叫做直流电，简称直流（DQ。演示2:课本P31 “做一做”实验现象说明了什么?学生观察实验现象，回答出电路中的电流方向和大小在交替变化。引出课题-交变电流。（板书课题）5.1交变电流（二）讲授新课（板书）1、交变电流（板书）（1）交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，简称交流（AC）。投影：课本P31 “演示”比较学生电源交流档供给的电压（或电流）的随时间变化的波形。只要电路中的电流、电压或电动势的大小和方向随时间变 化就叫做交变电流。师：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？投影：多媒体演示交流发电机构造示意图。教师

4、出示演示交流发电机，弓I导学生（配合投影）观察它的主要构造。定子：永久磁体（只画出两级）。转子：线圈（只画出一匝）。线圈的AB边连在金属滑环 K上，CD边连在滑环L上；导体做的两个电刷 E、F分别压在两个滑环上，线圈 在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的链接。工作原理：线圈做切割磁感线从而产生感应电动势。师：用多媒体课件投影课本图 5.1-3。当ABCD圈在磁场中绕垂直磁场方向的OO轴做逆时针转动时， 哪些边切割磁感线产生感应电动势 ？生：AB和CD师：为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化为平面图来分析。如何由立体图画出平面图？ 生：AB边垂直直面向内，只看到 A端；CD边垂直直面向内

5、，只看到D端。师：在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？生：根据楞次定律判定，B向A,整个线圈中的电流流向是 DCBA从E电刷流到外电路。师：在线圈由丙转到丁的过程中，AB边电流向哪个方向流动？生：根据楞次定律判定，A向B,整个线圈中的电流流向是 ABCD从F电刷流到外电路。师：正因为这两种情况的交替出现，才在线圈中产生了交变电流。师：当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？磁通量和磁通量的变化率有什么特点？生：甲和丙位置。磁通量最大；磁通量的变化率为零。师：转到什么位置时线圈中的电流最大？磁通量和磁通量的变化率有什么特点？生：乙和丁位置。磁通量为零；磁通量的变化率最大。师：若以E

6、流向L的电流为正，可否用描点作图法大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线？ 生：在横坐标上标出线圈达到甲、乙、丙、丁四个位置对应的时刻，以及对应的值，用平滑曲线把各点连 接起来。师：当线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最大？生：根据法拉第电磁感应定律，当线圈平面与磁感线平行时（乙和丁），AB边与CD边的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。师：线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小？生：根据法拉第电磁感应定律，当线圈平面跟磁感线垂直时（甲和丙），AB边和CD边的速度方向都跟磁感线平行，即不切割磁感线，此时感应电动势为零。师：利用多媒体课件，投影出中性

7、面概念：（1）、概念：平面线圈垂直于磁感线时，平面线圈所处的位置即为中性面；（2） 、特点：通过线圈的磁通量最大，线圈各边都不切割磁感线，感应电动势为0;（3） 、通过以上分析过程得出： 线圈每次经过中性面电流表指针偏转方向改变一次，即：线圈每次经过中性 面电流方向改变一次；因而线圈转动一周，线圈中的电流改变两次。（板书）2、交变电流的变化规律设线圈平面从中性面开始逆时针转动，角速度为3 ,经过时间t ,则线圈转过的角度B为 cot , AB边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于31，如右图所示。设 AB边长为Li, BC边长L2，磁感应强度为 Bo师：这时AB边产生的感应电动势多大 ？

8、生：根据法拉第电磁感应定律，eAB=BLvsin 31 = BL 3 sin21=BLL2Si n 3 t2师：由于CD边中产生的感应电动势跟 AB边中产生的感应电动势大小相等，且又是串联在一起，那么整个线框中感应电动势多大？生：由电动势的串联规律，e=eAB+ecD=BLL2 3 sin 31若线圈有 n匝时，相当于n个完全相同的电源串联，这时整个线圈的感应电动势是师：以上分析的是一匝线圈， 多少？生：由电动势的串联规律，e=nBLL23sin 3t师：根据法拉第电磁感应定律，当v与B垂直时，产生的感应电动势最大，即：E=nB止23,叫做感应电动势的 峰值；则上式可改为 e= &sin 3

9、t ,叫做感应电动势的瞬时值。请同学们阅读教材，讲一讲感应电流的峰值 和瞬时值？生：根据闭合电路欧姆定律，感应电流的最大值 ln=E丄，感应电流的瞬时值i=l临in 3t oR r师：电路的某一段上电压的瞬时值与峰值等于什么？生：根据部分电路欧姆定律，电压的最大值电压的瞬时值 u=Usin 3仁最大值：&=门BLL23(1)瞬时值：e= Emsin 3 t ( 4)In=-E( 2)R ri=lnin3t(5)Un=l mR( 3)u=Usin 3 t(6)(板书)电动势、电流与电压的最大值和瞬时值的数学表达式为：师：从以上的电动势、电流和电压的瞬时值数学表达式中看，电动势、电流和电压的瞬时值

10、与时间成正弦 规律变化。(用多媒体投影关系图像)这种按正弦规律变化的交流电叫做正弦式交流电，简称正弦交流电。它是最简单、最基本的交流电，电力系统 中多数用他。屈；車曲事期中.=示迎中的Ph 41甲卄JR亂T. 咒号中常览耻母冲中的芸黔中*在电子技术中也常遇到其它形式的交流电，如图：交流电的种类：(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师：请同学们阅读 P33 “科学漫步”：交流发电机。分清：转子和定子；旋转电枢式发电机和旋转磁极式发 电机。师：交、直流电在生活中常见到，它们能相互转换吗？生：能。如实验室的学生电源、各种用电器所配有的电源适配器等，都是把交流电转变成直流电的原件。(三) 课堂小结1、什么是交流电？2. 从中性面开始计时，感应电动势瞬时值为什么？感应电动势的最大值为什么？3中性面有什么特点？(四) 课堂练习1、下列表示交变电流的有（(A)(D)i o/|/Ki/1tio t(B)tt2、交流发电机在t时刻产生的电动势为 e=Emsin t，下列措施中定能使其增大为原来的两倍的方法有（）A、只使匝数n增大两倍B只使磁感应强度 B增大两倍C只使线圈面积S增大两倍D只使时间t增大两倍E、只使角速度3