交变电流的产生和变化规律(公开课)

交变电流的产生和变化规律

泾县中学程永举

【教学目的】

（一）知识目标：

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以及中性面的准确含义。

（二）能力目标：

1、掌握描述物理规律的基本方法——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形转化为平面图形的能力。

3、培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力。

（三）德育目标：培养学生的钻研精神和理论联系实际的能力。

【教学重点】交变电流产生的物理过程的分析及中性面的特点。

【教学难点】交变电流产生的物理过程的分析。

【教学器材】交变电流产生装置、交流发电机、示波器、自制教学课件

【教材分析】

交流电知识是前面所学电磁学知识的进一步发展和应用，跟生产和生活实际有密切的联系。这部分内容，不仅是学习电磁振荡和电子技术等知识的必备基础，还是课外学习有关电工和电子技术专业知识的基础。

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。

【教学思路】

本节内容是交变电流一章中的重点，这一节知识掌握和理解的好坏，将直接影响到整章知识的掌握和理解。学生对交流电的产生和变化规律往往是机械式的记忆，缺少理解问题的依据，因而，这一章的难点也是这一节，为此，课堂教学的设计应突破如何理解交流电的产生和变化规律这一点上，既要有形象、直观的模型，又要有理论依托。本节课按照从感性到理性、从定性到定量的渐进引导的方法让学生主动进行实验分析，培养学生观察和分析、能力，体会"具体问题，具体分析"的重要意义；通过发电机模型、示波器实物实验和模拟动画实验，让学生能清楚的分析出线圈转动过程中电动势和电流的变化特点，通过对线圈转动过程中四个特殊位置的分析运用电磁感应知识进行类比迁移，巩固加深对物理知识的理解，培养运用物理知识能力运用数学知识解决物理问题能力，从而突破本节重难点内容。

【教学过程】

Ⅰ、引入

物理学发展过程中，哪位科学家发明了电灯并推广到前家万户？这科学家发明推广的是什么电流？我们现在所使用的交流电又是谁发明推广的呢？

介绍爱迪生与特斯拉当年的交锋过程，让学生了解交流电发明推广的历史，体会交流电的优越性。

??PPT展示——“交变电流的优越性：电路性能更丰富、可用电元件更多、便于远距离输送”

Ⅱ、新课教学

一、交变电流的产生

??PPT展示——“交变电流的产生”

１、演示交流发电机模型。（目的：使学生知道交流电的存在及用仪器测出交流电的特点，从

而可由学生总结出交流电定义。）

（演示实验，观察电流表指针的摆动。）

介绍主要部件，将发电机缓慢转动摇柄一周，让学生观

察电流计指针偏转情况（重复两次），电流表指针的位置

有什么特点？（指针左右摆动一次）这说明通过电流计的

电流有何特点？（电流大小变化，方向变化）

连续缓慢转动摇柄，让学生继续观察电流计指针偏转情况在连续转动线框过程中，通过电流计的电流有何特点？（周期性变化）

??PPT展示——“交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流”

电流的分类：直流电流：电流的方向不发生变化。

(恒定电流：大小和方向都不发生变化的直流电流）

交变电流：电流的大小和方向随时间发生周期性的变化。

理解练习1（由电流时间图象判断哪些是直流，哪些是交流）

思考：交流发电机产生的电流为什么是交变电流呢？这需要了解交流发电机的基本结构及交电流的产生过程来理解。我们利用计算机来模拟这个交流发电机及交流电的产生过程。

交变电流的产生过程：（展示模拟动画）

交流电是怎样产生的？请注意观察线圈转动与产生交流电的关系。注意线圈ab、cd 两边做切割磁感线运动时产生交流电，也可以说线圈转动时穿过线圈所围面积的磁通发生变化时产生交流电。

现在再注意观察线圈转动时线圈中的电流特性。

1）分析五个特殊位置的特点（哪条边在切割磁感线，回路中是否有感应电动势和感应电动势）？

（1）介绍侧视图

（2）判别ab、cd边产生电流，bc、da边不产生电流。

（3）利用右手定则判线圈处于特殊位置时的电流方向。

在线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做中性面。从图上可以看出，线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次 .因此线圈转动一周，感应电流的方向改变两次.

??PPT展示——“中性面：在线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做中性面”

2）现在请观察电流强度。注意观察电流表指针位置有什么特点？（应观察到指针位置是在不断变化的。）这个特点反映了什么？（这个特点反映了交流电的第二个特性：交流电流的强度也是在不断变化的，要使学生观察到）。

再观察电流强度与线圈位置的关系：现在先观察线圈在什么位置电流最小？在什么位置电流最大？（要求学生观察到在中性面时电流最小，与中性面垂直时电流最大）

总结：交流发电机产生的是交变电流，电流强度与电流方向都是随时间做周期性变化的。思考：当线圈在磁场中旋转一周时，交流电方向改变几次？电流强度改变几次？（可以边观察交流发电机的结构与转动时产生交流电的过程边总结）

??PPT展示——“中性面的特点

（1）线圈转到中性面，穿过线圈的磁通量最大，但线圈中没有感应电流。

（2）线圈每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次”

二、交变电流的变化规律

过渡：从上面的观察知道，交流电的电流强度与产生交流电的线圈位置有关。那么电流强度与线圈位置之间有什么关系呢？

??PPT展示——“交变电流的变化规律”

首先我们用仪器――示波器来观察一下交流电是怎样变化的。（注：接好电路进行观察）请注意观察屏幕上的图像。这是在这个仪器中通过交流电时得到的一条图线。它的形状反映了交流电的变化情况。请思考这是一条什么图线？这是一条正弦函数曲线。即这种交流电是按正弦规律变化的。所以这种交流电叫正弦交流电。

为什么这种交流电是按正弦规律变化的？我们仍通过观察模拟实验来认识这种交流电的变化规律。

注意观察：图中直角坐标的横轴代表什么？纵轴代表什么？线圈此刻在什么位置？

进行演示，并观察思考：线圈位置与电流变化之间有什么关系？当线圈停在如图5所示的某位置时此时线圈中的电流是多大？

请思考：这种交流电的变化规律怎样用数学公式表示？

1.推导：当线圈从中性面开始匀速转动，

产生的感应电动势e=２B·L·V·sinθ=２B·L·V·sinωt＝２BSω·sinωt

产生的感应电流i=e/R

B--线圈所在磁场的磁感强度L--ab、cd边的边长V--线圈转动的速度

θ--t时间内线圈转过的角度ω--线圈转动的角速度t--线圈转动的时间

R--闭合电路的总电阻

2.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的是正弦交流电.结合切割公式e=Blv证明:

图中a的小圆圈表示线圈ab边的横截面，标d的小圆圈

表示线圈Cd边的横截面 .设线圈平面从中性面开始转动，角

速度是ω,经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速

度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt,设设ab边的长

度是L，磁感应强度是B；ab边中的感应电动势就是eab＝

BLvsinωt,cd边中的感应电动势跟ab边中的大小相同,而且

两边又是串联的，所以，这一瞬间整个线圈中的感应电动势 e

＝2BLvsinωt ,令Em=2BLV,我们得到e＝Emsinωt ,式中的e

随着时间而变化，不同的时刻有不同的数值，叫做电动势的

瞬时值，Em是电动势能达到的最大值.上式表明，电动势是按照正弦规律变化。

再由闭合电路知识可推出，在外电路只含电阻的情况下，电流和某段上的电压的瞬时值也是按正弦规律变化的。

??PPT 展示——正弦交流电：（从中性面开始计时）

（1）电动势瞬时值：t E e m ωsin =，其中，最大值ωnBS E m =

（2）电流瞬时值：t I i m ωsin =，其中，最大值R E I m m = （条件，纯电阻电路） （3）电压瞬时值：t U u m ωsin =，其中，最大值R I U m m '=，R '是该段电路的电阻。

3.图象：按正弦规律变化（利用课件讲解、PPT 展示）

三、其他交变电流：见课本

四、交流发电机（课件演示）

（1）发电机的基本组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）②用来产生磁场的磁极

（2）发电机的基本种类①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子

【总结扩展】（结合幻灯片进行归纳）

本节课我们主要学习了交流电的概念、规律。正弦交流电虽然不是交流电的唯一形式，但是我们今后研究的主要对象。此外交流电作为一种和直流电不同的电流，我们希望大家粗略了解它的价值所在。关于交流发电机，需要了解两种格式的机型在原理上的相同和在技术角度的不同。

【课堂反馈】

1、交流电的电流--时间图像如图所示，电流为零的时刻是 ，这些时刻线圈与中性面的夹角为 。电流最大的时 ，这时线圈平面于中性面的夹角为 。

2、对于正弦交流电，下列说法正确的是： （ ）

A 、 线圈转动一周，电流大小改变两次

B 、线圈转动一周，电流大小不变。

C 、E 、 线圈转动一周，电流大小随时改变

D 、线圈转动一周，电流大小改变四次

3、手摇发电机转动时，小灯泡为何一闪一闪的呢？

（1）灯泡发光需要一定的电压，当U 定>U m 时，就能使灯泡发光。

（2）如图所示，当T1

小灯泡又亮了。

（3）小灯泡在线圈转动一周的过程中，闪亮两次。

这充分证明：交变电流的强度是随时间做周期变化。

【布置作业】练习一（1）、（2）

【板书设计】

1、交流电的产生

强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流，俗称交流电。

2、交流电的变化规律感应电动势的瞬时表达式为e= Bsωsinωt=εm sinωt

感应电流瞬时值表达式 i=I m sinωt

3、交流电的图像

4、交流发电机

（1）发电机的基本组成：①电枢②磁极

（2）发电机的基本种类:①旋转电枢式发电机②旋转磁极式发电机

【教学效果分析】

（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）

积的变化规律 薛铮（北京市西城区黄城根小学） 教学内容：人教版《义务教育课程标准实验教科书〃数学》四年级上册第三单元第58页例4。 教学目标： 1.探索积的变化规律，尝试用数学语言进行描述，并进行简单运用。 2.经历“积的变化规律”的发现、表达和应用的过程，初步获得探索规律的方法和经验，发展概括、推理能力。 3.感受探索、运用规律的乐趣。 教学过程： 一、从生活中来 1.一只小熊乘着热气球以同样的速度上升。 教师分别问：小熊飞2秒、4秒、6秒、8秒，能飞多高？ 【引导学生在具体情境中感悟：速度不变时，上升的高度随着时间的变化而变化。】 二、探索规律 1.发现规律。 观察两组算式，借助学习建议，寻找积的变化规律，并全班交流。2×6=12 5×2=10 10×6=60 5×4=20 100×6=600 5×12=60 请学生再举一组符合这样规律的算式。

【引导学生从若干组不同的的算式中，自己探索积的变化与谁的 变化有关、有什么关系，并把它们表示出来，从而初步感悟积的变化规律，为抽象、概括规律打好基础。】 2.表达规律。 师：请你把发现的规律记录下来。 全班交流不同的记录方式，教师借此整理板书，得到积的变化规律。 【引导学生个性化的表达，使内隐的认识外显化，并在全班交流中，逐渐完善对规律的认识，发展概括、推理能力。】 3.应用规律。 小青蛙“吃”数：吃进的数与嘴里的数相乘，得到“吐”出来的数。已知：6×□=222 抢答：24×□=？ 3×□=？ 问：方块里的数不知道，怎么知道结果的呢？ 三、到生活中去 1.回顾学习过程。 引导学生“回头看”，回顾整个学习过程。 【引导学生有意识的回顾学习过程，初步获得探索规律的一般方法。】 2.借助图，编故事。 隐去热气球的单位名称等，请学生编故事。

第1课时交变电流的产生和描述 导学目标 1.能掌握交变电流的产生和描述，会写出交变电流的瞬时值表达式.2.能认识交变电流的图象和进行有效值、最大值的计算． 一、交变电流的产生和变化规律 [基础导引] 关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的是() A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C．线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零 D．线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势最大 [知识梳理] 1．交变电流 大小和方向都随时间做__________变化的电流．如图1(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流．其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流，如图(a)所示． 图1

2．正弦交流电的产生和变化规律 (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕________________方向的轴匀速转动． (2)中性面：①定义：与磁场方向________的平面． ②特点：a.线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量________，磁通量的变化率为______，感应电动势为______．b.线圈转动一周，________经过中性面．线圈每经过____________一次，电流的方向就改变一次． (3)图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为__________曲线．如图1(a)所示． 思考：由正弦交流电的图象可以得出哪些物理量？ 二、描述交变电流的物理量 [基础导引] 我们日常生活用电的交变电压是e ＝2202sin 100πt V ，它是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的，则下列说法正确的是________． ①交流电的频率是50 Hz ②交流电压的有效值是220 V ③当t ＝0时，线圈平面恰好与中性面平行 ④当t ＝1 50 s 时，e 有最大值220 2 V ⑤电流每秒方向改变50次 [知识梳理] 1．周期和频率 (1)周期T ：交变电流完成________________变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒 (s)．公式：T ＝2π ω. (2)频率f ：交变电流在1 s 内完成周期性变化的________，单位是赫兹(Hz)． (3)周期和频率的关系：T ＝________或f ＝________. 2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值 (1)瞬时值：交变电流某一________的值，是时间的函数． (2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的________． (3)有效值：让交流与恒定电流分别通过________的电阻，如果它们在交流的一个周期内产生的________相等，则这个恒定电流I 、恒定电压U 就是这个交流的__________． (4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系 I ＝____________，U ＝____________，E ＝____________. (5)平均值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值. 考点一 正弦交流电的变化规律 考点解读

交变电流的产生和描述 1．交变电流：和都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电．交变电流的图象如图所示都属于交变电流．其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电，如图（a）所示． 2．正弦交流电的产生：在匀强磁场里，线圈绕磁场方向的轴匀速转动． ⑴中性面：与磁场方向的平面 ⑵中性面与峰值面的比较： 比较项中性面峰值面 位置线圈平面与磁场方向线圈平面与磁场方向 磁通量零 磁通量的变化率0 感应电动势0 电流方向 3．正弦交变电流的函数表达式、描述交变电流的物理量： ⑴周期和频率：交变电流完成一次周期性变化（线圈转一周）所需的时间叫做周期，T= ，单 位是秒（s）；交变电流在1 s内完成周期性变化的次数叫做频率，f= ，单位是赫兹（Hz）． ⑵正弦式交变电流的函数表达式（线圈在中性面位置开始计时）：①电动势e随时间变化的规律e= E m sinωt．②负载两端的电压u随时间变化的规律u = U m sinωt．③电流i随时间变化的规律 i = I m sinωt．其中ω等于线圈转动的角速度，E m = nBSω． 4．交变电流的瞬时值、峰值、有效值：①瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数．②峰值：交变电流（电流、电压或电动势）所能达到的最大的值，也叫最大值．③有效值：跟交变电流的等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值．对正弦交流电，其有效值和峰值的关系为：E = E m，U = U m，I = I m． 5．电感和电容对交变电流的影响： ⑴电感对交变电流的阻碍作用：电感线圈对交变电流有作用，电感对交变电流的阻碍作用的大 小用感抗表示，线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，阻碍作用越大，感抗也就越大． ⑵电容器对交变电流的阻碍作用：交变电流能够“通过”电容器，电容器对交变电流有作用， 电容器对交变电流的阻碍作用用容抗表示．电容器的电容越大．电容器对交变电流的阻碍作用就越小，也就是说，电容器的容抗就越小，电容器在交流电路中起的作用是通，隔，通________、阻． 二．思考与练习思维启动 1．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的是（）A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C．线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零 D．线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势最大 2．一个单匝矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则（）A．线框交变电动势的最大值为nπBS B．线框交变电动势的有效值为2nπBS C．从开始转动经过1/4周期，线框中的平均感应电动势为2nBS D．感应电动势瞬时值为e = 2nπBS sin2nπt 3．如图所示，在电路两端加上正弦交流电，保持电压有效值不变，使频率增大，发现各灯的亮暗情况是：灯1变亮，灯2变暗，灯3不变，则M、N、L中所 接元件可能是（）A．M为电阻，N为电容器，L为电感线圈 B．M为电感线圈，N为电容器，L为电阻 C．M为电容器，N为电感线圈，L为电阻 D．M为电阻，N为电感线圈，L为电容器 三．考点分类探讨典型问题 〖考点1〗正弦交变电流的产生及变化规律 【例1】图甲所示是交流发电机模型示意图．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO′转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路．图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示．已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动．（只考虑单匝线圈） ⑴线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式； ⑵线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感 应电动势e2的表达式； ⑶若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热．（其它电阻均不计） 【变式跟踪1】如图所示，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B的匀强磁场中， 以恒定的角速度ω绕ab边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积 为S，线圈导线的总电阻为R．t= 0时刻线圈平面与纸面重合，且cd边正在 向纸面外转动．则（） A．线圈中电流t时刻瞬时值表达式为I = (BSω/R) cosωt B．线圈中电流的有效值为I = BSω/R C．线圈中电流的有效值为I = 2BSω/2R D．线圈中消耗的电功率为P = (BSω)2/2R 〖考点2〗交变电流的图象 【例2】在匀强磁场中，一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（）A．t = 0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B．t = 0.01 s时线框平面与中性面重合 C．线框产生的交变电动势有效值为311 V D．线框产生的交变电动势频率为100 Hz

《积的变化规律》课堂实录 《积的变化规律》课堂实录 教学内容：积的变化规律（人教课标版《数学》四年级上册第58页例四，59页练习九） 教学目标： １、让学生探索并掌握一个因数不变，另一个因数 乘（或除以）几，积也乘（或除以）几的变化规律；能将这规律恰当地运用于实际计算和解决简单的实际问题。 ２、使学生经历积的变化规律的发现过程，初步获 得探索和发现数学规律的基本方法和经验。 3、通过学习活动的参与，培养学生的探究能力、合作交流能力和归纳总结能力，使学生获得成功的乐趣， 增强学习的兴趣和自信心。 4、培养学生从正反两个方面观察事物的辨证思想。 教学重点：发现并运用积的变化规律。 教学难点：积的变化规律的探究策略。 教学过程： 一、创设情景，提出问题 屏幕显示：为响应“中央关心西藏，全国支持西藏”号召，武汉市长征小学与西藏希望小学开展“手拉手， 献爱心”活动，全校学生们捐出自己的零花钱，为西藏 小朋友购买一些图书和学习用品。请你们帮忙算一算，

一盒美术颜料6元，买2盒花多少钱？40盒呢？200盒呢？ 师：谁来帮忙解答第一个问题？ 生：6╳2= 12（元） 师：你能说说在这道乘法算式中，6和2是什么？12又是什么？ 生：6和2是乘法中的两个因数，12是积。 师：说得好！第二个问题呢？ 生：6╳40=240（元） 师：接着说第三个问题？ 生：6╳200=1200（元） 师：和他们想法一样的请举举手。（同学们纷纷举起手来） 师：仔细观察、比较这组算式，你能发现什么？ 6╳2= 12（元） 6╳40=240（元） 6╳200=1200（元） 生1：有一个因数都是6。 生2：对，一个因数相同，另一个因数不同，积也 不同。 师：观察得真仔细! 一个因数相同可以说一个因数不变，那另一个因数呢？ 生3：另一个因数变了，积也变了。

[高考命题解读]

第1讲 交变电流的产生和描述 一、正弦式交变电流 1.产生 线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动. 2.两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ最大，ΔΦ Δt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变. (2)线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，ΔΦ Δt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变. 3.电流方向的改变 一个周期内线圈中电流的方向改变两次. 4.交变电动势的最大值 E m ＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关. 5.交变电动势随时间的变化规律 e ＝nBSωsin ωt .

自测 1 (多选)关于中性面，下列说法正确的是 ( ) A.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零 B.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大 C.线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次 D.线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次 答案 AC 二、描述交变电流的物理量 1.周期和频率 (1)周期T ：交变电流完成1次周期性变化所需要的时间，单位是秒(s).表达式为T ＝2πω＝1 n (n 为转速). (2)频率f ：交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz).

(3)周期和频率的关系：T ＝1f 或f ＝1 T . 2.交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值 (1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数. (2)最大值：交变电流或电压所能达到的最大的值. (3)有效值：让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就可以把恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值. (4)正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系 I ＝ I m 2，U ＝U m 2，E ＝E m 2 . (5)交变电流的平均值： E ＝n ΔΦΔt ，I ＝n ΔΦ(R ＋r )Δt . 自测 2 (多选)图1甲为交流发电机的原理图，正

教学内容：交变电流的产生和变化规律 【课前复习】 会做了，学习新课才能有保障 1．方向不随时间而改变的电流叫做________，方向和强弱都不随时间而改变的电流叫做________，方向随时间而改变的电流叫做________． 2．闭合电路的一部分导体切割磁感线时，电路中会产生________． 3．示波器是一种常用的电子仪器，是用来直接观察__________________情况的． 4．数学上正弦函数的表达式为________． 5．部分电路的欧姆定律的表达式为________． 答案：1．直流，恒定电流，交变电流 2．感应电流 3．电信号随时间变化 4．x＝A sinθ U 5．I＝ R 先看书，再来做一做 1．________和________都随时间做________变化的电流叫交变电流，其中按________变化的交流电叫正弦交变电流． 2．矩形线圈在匀强磁场中，绕_____________的轴匀速转动时，线圈中就产生了交变电流． 3．正弦式电流瞬时值的表达式，电流：________；电压：________；电动势：________．4．交流发电机的基本组成部分是________和________．交流发电机分为________和________． 【学习目标】 1．理解交变电流的产生原理，掌握交变电流的变化规律． 2．知道正弦式电流的图象． 3．知道交流发电机的构造和分类． 【基础知识精讲】 课文全解 一、交变电流 1．定义：大小和方向随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流． 说明：方向随时间周期性变化是交变电流的最重要的特征．如图17－1－1中A、B、C 均为交变电流，而D就不是交变电流，因为D中电流方向不随时间改变． 图17－1－1

【课题】正弦交流电基本概念 【课时】 1课时 【教学目标】 1、掌握正弦交流电的基本概念。 2、了解正弦量的三要素。 【教学重点】 正弦交流电的三要素。 【教学难点】 正弦交流电的角频率、瞬时值、最大值、有效值、相位、初相位和相位差。 【教学过程】 【一、导入新课】 在生活中同学们都经常听说直流电和交流电，那么同学们是否知道我们教室里所使用的电到底是直流电还是交流电呢 【二、讲授新课】 1.2.1正弦交流电的基本概念 正弦交流电的波形

1、交流电：大小和方向随时间按正弦规律做周期性变化的电量，符号AC 。 2、基本电量：正弦交流电流、正弦交流电压、正弦交流电动势。 3、解析式：i(t)I m sin （ t +?） u(t)U m sin （ t +?） e(t) E m sin （ t +?） I m U m E m ————振幅（峰值或最大值） ——角频率（rad/s ） ?——初相位（弧度或度） 1、 交流电的大小 1、瞬时值：交流电在任意时刻的数值，用小写字母表示，例如e 、i 、u 。 2、最大值：交流电在变化过程中出现在最大瞬时值，用大写字母并在右下角标m 表示，例如I m 、 U m 、 E m 。 3、有效值：规定用来计量交流电大小的物理量，用大写字母表示，例如U 、I 、E 。如果交流电通过一个电阻时，在一个周期内产生的热量与某直流电通过同一电阻在同样长的时间内产生的热量相等，就将这一直流电的数值定义为交流电的有效值。 正弦交流电的有效值和最大值之间的关系为 2 m U U = U m 或U m 2U 练习题：已知，u(t)500 sin （200 t +45°），求U m 、U 和第5 秒时的瞬时值。

2017年度高中物理教研组工作计划 一、指导思想： 以中学物理教学大纲为纲，以新编中学物理教材为本，在落实基础知识，形成基本技能多下功夫。以培养学生的创新精神和实践能力为目标,以各校教研组为主体，注重研究新教材教学的特点和规律，积极探究课堂教学模式，优化课堂教学结构,深入推进课程改革,全面提高教师素质和物理教学质量。 二、教学安排: （一）基础年级： 1、学习新教材：每个教师要认真学习、钻研新教材、掌握其体系，把握其规律，找出新旧教材的区别，运用新教材的资料进行教学，切实做到：备课有底，教学有数，指导有法。高一要培养学生对物理的兴趣,使他们喜欢学物理，指导他们怎样学习物理,高二要着重培养

学生的自学能力。 2、探索新教法：传统的教法有成功的一面，也有与新教材、新高考、新目标不适应的地方，在教学中，一方面要吸取传统教法的精华,另一方面积极探索适应当前形势, 适应本校学生实际的新教法，用多种辅助手段和设备进行教学、做好实验教学，注重实验法教学。 3、加强对物理作业的指导：注重教学过程的科学性，规范性。要求学生做到的自己一定要先做到，强调解题过程,物理思路清晰、书写格式规范，做好章节过关题，这是形成严谨的逻辑思维能力的必要过程。 4、注重教学研究，狠抓集体备课,做到六个一. 备课时，先把去年最好的教师的教案复印给大家，或将教案放在校园网上,供教师下载,由老教师给大家讲教案，疏通教材；然后大家修改教案，比谁改得多改得好；各自改好后，进行集中交流，取众人之长，由有经验的老教师执笔、定案；再把定下的教案印发给大家,上课前，个人根据本班实际，再对教案作适当调整. 集体的智慧、统一的教案，相互间的课堂观摩，再加上这样真诚的协作精神，使新教师迅速地走上一条从模仿到创新、从引进到创造的成功教学之路,缩小班与班的差距,提高全校学生的物理成绩. 做到六个一: ①、要求每位教师每周听一节课； ②、每周向组（备课组）提供一个本人教学中遇到的值得探讨的真实问题； ③、每月撰写一篇教育叙事研究（教学故事）或一篇教学反思或

小学数学苏教版四年级下册第三单元第4课《积的变化规律》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案 1学情分析 《积的变化规律》是教材四年级第三单元的内容,它是在学生掌握了三位数乘两位数的计算方法的基础上进行教学的。本节课主要引导学生探索当一个因数不变时,另一个因数与积的变化情况,从中归纳出积的变化规律。《积的变化规律》不同于概念课需要让学生从生活经验出发经历将实际问题抽象成数学模型的数学化的过程,也不同于应用课需要让学生经历数学应用于生活的生活化的过程,它属于方法与规律这一课型,是纯数学的一块知识。我觉得本节课无需设计太多的情境,而应该以数学本身的内在规律性去打动学生,吸引学生。要让学生在观察、思考、抽象、概括的过程中逐渐形成规律,并进行解释与应用。 2教学目标 1.探索、发现“一个乘数不变,另一个乘数乘几,得到的积就等于原来的积乘几”的变化规律;能运用积的变化规律灵活地进行计算。 2.经历观察、比较、猜想、验证和归纳等一系列的数学活动,体验探索和发现数学规律的经验,发展思维能力。 3.通过参与学习活动,培养学生合作交流的能力,并在探索活动中感受数学结论的严谨性与正确性。3重点难点 教学重点:探索、发现积的变化规律。 教学难点:经历自主探究发现规律、验证规律并应用规律的过程。 4教学过程 4.1第一学时 4.1.4教学活动 活动1【导入】一、谈话引入 1.创设问题。 一位同学在计算“42×5”时,将乘数5写成了50并进行了计算。 问题一:这位同学能算出这个算式的正确答案吗? 问题二:那他算出的积和正确的答案之间会有什么关系呢? 让学生自由发言,充分表达自己的观点。 2.导入新课。 在乘法里面,两个乘数相乘就得到了积,那乘数的变化是否也会引起积的变化呢?它们之间会有怎样的变化规律呢?今天这节课我们就一起来探索积的变化规律。(板书课题)

交变电流的产生与描述 一、交变电流的产生和变化规律 1、 交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。 2、 正弦式电流；随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式电流，正弦式电流的图象是正弦曲线，我国市用的交变电流都是正弦式电流 3、中性面：中性面的特点是，线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零；线圈经过中性面时，内部的电流方向要发生改变。 4、正弦式交流电的产生和变化规律 （1）产生过程 （2）规律 函数形式：N 匝面积为S 的线圈以角速率ω转动，从某次经过中性面开始计时，则e=NBSωsinωt ，用Em 表示峰值NBSω，则t E e m ωsin =，电流t i R E R e m ωsin = = 。 二、 描述交变电流的物理量 1、周期和频率 交变电流的周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量。 （1）周期T ：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，单位是秒（S ），周期越大，交变电流变化越慢，在一个周期内，交变电流的方向变化2次。 （2）频率f:交变电流在1s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号为Hz ，频率越大，交变电流变化越快。 （3）关系： π ω 21= =T f 2、瞬时值、最大值、有效值和平均值 （1）感应电动势瞬时值表达式：(在计算通电导体或线圈所受的安培力时，应用瞬时值。) 若从中性面开始，感应电动势的瞬时值表达式：t e e m ωsin =（伏）。 感应电流瞬时值表达式： t I i m ωsin ·=（安） 若从线圈平面与磁力线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为：t e m ωεcos ·=（伏）。 感应电流瞬时值表达式： t I i m ωcos ·=（安）

《积的变化规律》教学设计 丹江口市肖家沟小学王正学 教材分析: 《积的变化规律》就是小学四年级上册第四单元的内容,它就是学生在掌握乘法运算的基本技能的基础上利用乘法运算,培养学生的推理能力,特别就是合情的推理能力,就是本单元教学的重要任务。教材以两组乘法算式为载体,引导学生探索当一个因数不变时,另一个因数与积的变化情况,归纳出积的变化规律。通过这个过程的探索,让学生理解两数相乘时,积的变化随其中一个因数的变化而变化。 例题的设计分为三个层次:研究问题——归纳规律——验证规律,通过学习,学生不但发现了积的变化规律,而且学会研究问题的一般方法。《积的变化规律》就是引导学生学会从一般现象中寻找规律,为学生今后学习相关内容提供必要的思维模式。 学情分析:新课程标准提出要让学生“经历、体验、探索”。因此在教学《积的变化规律》这节课中,我注重开发利用身边的生活资源,创造性地使用教材,通过这一组算式去发现问题从而去经历发现规律——总结规律——验证规律——运用规律这四个层次的学习。在这四个层次的学习中,学生将会通过观察、探索、交流、归纳等方式经历积的变化规律的探索过程,初步获得探索规律的一般方法与经验,体验发现规律就是一件很愉快的事情,从而增强学习数学的自信心。 教学目标: 1、知识与技能目标: 通过学习,使学生理解并会运用积的变化规律解决问题。 2、过程与方法目标: 学生经历积的变化规律的发现过程,感受发现数学中的规律就是一件十分有趣的事情。 3、情感态度价值观: 尝试用简洁的语言表达积的变化规律,培养初步的概括与表达能力;初步获得探索规律的一般方法与经验,发展学生的推理能力。 教学重点:引导学生自己发现规律,概括规律,进而运用规律。 教学难点:自主思考探究,归纳出积的变化规律 教学方法:先学后教(先让学生自主学习探究,再归纳总结)

课题1 交变电流的产生和描述 知识与技能目标： 1、熟悉交变电流产生的条件、特点以及其表达式； 2、掌握狡辩电流的峰值、瞬时值、有效值和平均值，及其应用特点。 〖导 学 过 程〗 知识点回顾 一、交变电流、交变电流的图像 1.交变电流 和 都随时间做周期性变化的电流。 2.正弦式交变电流的产生和图像 （1）产生：在匀强磁场里，线圈绕 磁场方向的轴匀速转动。 （2）两个特殊位置的特点 I.线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ ，ΔΦ Δt ＝ ，e ＝ ，i ＝ ，电流方向 . II.线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝ ，ΔΦ Δt ，e ，i ，电流方向 . （3）电流方向的改变：一个周期内线圈中电流的方向改变 次. （4）交变电动势的最大值：E m ＝ ，与转轴位置无关，与线圈形状无关. （5）交变电动势随时间的变化规律：e ＝ .（从中性面位置开始计时） （6）图像：线圈从中性面位置开始计时，如图甲、乙、丙所示。 二、正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值 1.周期和频率 (1)周期(T )：交变电流完成 变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T ＝ 。 (2)频率(f )：交变电流在1 s 内完成周期性变化的 。单位是赫兹(Hz)。 (3)周期和频率的关系：T ＝ 或f ＝ 。 2.交变电流的瞬时值、峰值和有效值

新授： 一、正弦交变电流的产生及变化规律 1.交流电产生过程中的两个特殊位置 2.正弦式交变电流的变化规律 磁通量：Φ＝Φm cos ωt ；电动势：e ＝E m sin ωt ；电流：i ＝I m sin ωt 。 【例1】如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴线OO ′与磁感线垂直。已知匀强磁场的磁感应强度B ＝1 T ，线圈所围面积S ＝0.1 m 2，转速12 r/min 。若从中性面开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为( ) A.e ＝12πsin 120t (V) B.e ＝24πsin 120πt (V) C.e ＝0.04πsin 0.4πt (V) D.e ＝0.4πcos 2πt (V)

用评价促进学生的学习、教师的教学 ——以高三一轮复习《交变电流的产生及描述》为例 【教学目标】 1、能够用切割和磁通量的变化率的两种观点推导线圈在磁场中转动产生感应电动势的规律。 2、能够用函数、图像、物理量不同途径对交变电流进行描述。 3、从热效应的角度说出交变电流有效值的物理意义，并且能够加以运用求出给定交变电流的有效值。 【课堂实录】 创设情境，引发回忆：用手摇发电机演示交流电的产生过程。模型建立，提供平面图。 教师用PPT 给出例题 例1．一交流电的产生原理如图说示，匀强 磁场的磁场强度为B ，矩形线圈以角速度ω 逆时针转动。线圈AB 边长为L 1，线圈AD 边长为L 2。线圈从中性面面转动开始计时， t 时刻线圈中的感应电动势为多大？（你可以用两种方法进行推导） （给学生足够的审题时间，先全体思考后提问学生） T ：t 时刻线圈的感应电动势选用哪个公式求解？还可以选用其他公式求解吗？ 提示：切割的观点：经时间t ，线圈转过的角度？哪两根导线切割磁感线，导线在该时刻的速度及切割速度分别为多少?每根导线切割磁感线产生的电动势为？两根导线上的电动势是累加还是抵消？ S ：选用动生切割表达式，关注速度垂直磁感线的分量。 T 磁通量的变化率的观点：t 时刻，线圈磁通量的表达式？0 →???Φ t t 即()t Φ对t A B C D

的求导。 S：磁通量变化率即对磁通量变化的求导，经老师提示修改为对磁通量的求导两学生黑板板演 S：评价前两位学生的推导 T：用PPT向学生展示“拓展研究”：两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、 方向始终与两边的运动方向垂直。 这种辐向磁场中线圈产生的感应电 动势和刚刚推导的感应电动势有什 么区别？ S：速度始终和磁场垂直，速度不需要再分解。 T：电动势的大小变化吗？ S：变化 教师纠正 继续对推导出的线圈的感应电动势的瞬时表达式进行研究。 T:如果线圈有N匝？如果以CD边为转轴？如果线圈是圆形？感应电动势瞬时表达式是什么形式呢？ S：在原有感应电动势的瞬时表达式上在乘以N，以CD边为转轴、线圈是个圆形感应电动势的表达式不变。 T：很好，教师引导学生说出判断的理由。 T：我们可以有哪些途径、方法对这样的交变电流进行描述？ S：函数、图像 T：用PPT打出下图函数图象 T：补充还可以用物理量进行描述，如最大值、频率、周期、有效值等 T：由图像说出感应电动势什么时候有最大值？

交变电流的产生和变化规律 泾县中学程永举 【教学目的】 （一）知识目标： 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以及中性面的准确含义。 （二）能力目标： 1、掌握描述物理规律的基本方法——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形转化为平面图形的能力。 3、培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力。 （三）德育目标：培养学生的钻研精神和理论联系实际的能力。 【教学重点】交变电流产生的物理过程的分析及中性面的特点。 【教学难点】交变电流产生的物理过程的分析。 【教学器材】交变电流产生装置、交流发电机、示波器、自制教学课件 【教材分析】 交流电知识是前面所学电磁学知识的进一步发展和应用，跟生产和生活实际有密切的联系。这部分内容，不仅是学习电磁振荡和电子技术等知识的必备基础，还是课外学习有关电工和电子技术专业知识的基础。 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。 【教学思路】 本节内容是交变电流一章中的重点，这一节知识掌握和理解的好坏，将直接影响到整章知识的掌握和理解。学生对交流电的产生和变化规律往往是机械式的记忆，缺少理解问题的依据，

因而，这一章的难点也是这一节，为此，课堂教学的设计应突破如何理解交流电的产生和变化规律这一点上，既要有形象、直观的模型，又要有理论依托。本节课按照从感性到理性、从定性到定量的渐进引导的方法让学生主动进行实验分析，培养学生观察和分析、能力，体会"具体问题，具体分析"的重要意义；通过发电机模型、示波器实物实验和模拟动画实验，让学生能清楚的分析出线圈转动过程中电动势和电流的变化特点，通过对线圈转动过程中四个特殊位置的分析运用电磁感应知识进行类比迁移，巩固加深对物理知识的理解，培养运用物理知识能力运用数学知识解决物理问题能力，从而突破本节重难点内容。 【教学过程】 Ⅰ、引入 物理学发展过程中，哪位科学家发明了电灯并推广到前家万户？这科学家发明推广的是什么电流？我们现在所使用的交流电又是谁发明推广的呢？ 介绍爱迪生与特斯拉当年的交锋过程，让学生了解交流电发明推广的历史，体会交流电的优越性。 ??PPT展示——“交变电流的优越性：电路性能更丰富、可用电元件更多、便于远距离输送” Ⅱ、新课教学 一、交变电流的产生 ??PPT展示——“交变电流的产生” １、演示交流发电机模型。（目的：使学生知道交流电的存在及用仪器测出交流电的特点，从 而可由学生总结出交流电定义。） （演示实验，观察电流表指针的摆动。） 介绍主要部件，将发电机缓慢转动摇柄一周，让学生观 察电流计指针偏转情况（重复两次），电流表指针的位置 有什么特点？（指针左右摆动一次）这说明通过电流计的 电流有何特点？（电流大小变化，方向变化） 连续缓慢转动摇柄，让学生继续观察电流计指针偏转情况在连续转动线框过程中，通过电流计的电流有何特点？（周期性变化） ??PPT展示——“交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流” 电流的分类：直流电流：电流的方向不发生变化。 (恒定电流：大小和方向都不发生变化的直流电流）

基础课1交变电流的产生和描述 一、选择题(1～6题为单项选择题，7～11题为多项选择题) 1．某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电流的图象如图1所示，由图中信息可以判断() 图1 A．在A、C时刻线圈处于中性面位置 B．在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零 C．从A～D线圈转过的角度为2π D．若从O～D历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变了100次 解析由题中交变电流的图象可知，在A、C时刻产生的感应电流最大，对应的感应电动势最大，线圈处于垂直中性面的位置，选项A错误；在B、D 时刻感应电流为零，对应的感应电动势为零，即磁通量的变化率为零，此时 磁通量最大，选项B错误；从A～D，经历的时间为3 4周期，线圈转过的角度 为3 2π，选项C错误；若从O～D历时0.02 s，则交变电流的周期为0.02 s，而 一个周期内电流的方向改变两次，所以1 s内交变电流的方向改变了100次，选项D正确。 答案 D 2．(2017·山东潍坊市联考)现在的调光灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调控的。如图2所示为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压，即

在正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去。调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压，那么现在电灯上的电压为( ) 图2 A ．U m B.U m 2 C. 2U m 2 D.2U m 解析 由有效值的概念可得（ U m 2）2 R ·T 2＝U 2R T ，解得U ＝U m 2，选项B 正确。 答案 B 3．图3甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO ′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R ＝10 Ω连接，与电阻R 并联的交流电压表为理想电表，示数是10 V 。图乙是穿过矩形线圈磁通量Φ随时间t 变化的图象。则下列说法正确的是( ) 图3 A ．电阻R 上的电功率为20 W B ．0.02 s 时R 两端的电压瞬时值为零 C ．R 两端的电压随时间变化的规律是u ＝14.1 cos 100πt (V) D ．通过R 的电流随时间变化的规律是i ＝cos 50πt (A) 解析 电阻R 上的电功率为P ＝U 2 R ＝10 W ，选项A 错误；0.02 s 时穿过线圈的磁通量变化率最大，R 两端的电压瞬时值最大，选项B 错误；R 两端的电压u 随时间t 变化的规律是u ＝14.1cos 100πt (V)，通过R 的电流随时间变化

交变电流的产生和描述练习 1.(2012·贵阳质检)如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO ′以恒定的角 速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时，则在t ＝π ω 时刻( ) A ．线圈中的感应电动势最小 B ．线圈中的感应电流最大 C ．穿过线圈的磁通量最大 D ．穿过线圈磁通量的变化率最小 2.如图所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图像如图线b 所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是( ) A ．在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B ．线圈先后两次转速之比为3∶2 C ．交流电a 的瞬时值为u ＝10sin5πt (V) D ．交流电b 的最大值为5 V 3.如图所示的电路中，A 是熔断电流I 0＝2 A 的保险丝，R 是可变电阻，S 是交流电源。交流电源的内阻不计，其电动势随时间变化的规律是e ＝2202sin314t V 。为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于( ) A ．110 2 Ω B ．110 Ω C ．220 Ω D ．220 2 Ω 4.矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是( ) A ．交流电压的有效值为36 2 V B ．交流电压的最大值为36 2 V ，频率为0.25 Hz C ．2 s 末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大 D ．1 s 末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快 5．(2011·天津高考)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则( ) A ．t ＝0.005 s 时线框的磁通量变化率为零 B ．t ＝0.01 s 时线框平面与中性面重合 C ．线框产生的交变电动势有效值为 311 V D ．线框产生的交变电动势频率为 100 Hz 6．在如图甲所示的电路中，电阻R 的阻值为50 Ω，在ab 间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法 中正确的是( ) A ．交流电压的有效值为100 V B ．电流表示数为2 A

1 考点规范练32 交变电流的产生及其描述 一?单项选择题 1.矩形线圈的面积为S ,匝数为n ,在磁感应强度为B 的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω匀速转动?当转到线圈平面与磁场垂直的图示位置时 ( ) A.线圈中的电动势为nBS ω B.线圈中的电动势为0 C.穿过线圈的磁通量为0 D.穿过线圈的磁通量变化率最大 答案:B 解析:图示时刻线框的四边都不切割磁感线,不产生感应电动势,即线圈中的电动势为0,故选项A 错误,选项B 正确;图示时刻线框与磁场垂直,磁通量最大,为Φ=BS ,故选项C 错误;图示位置线圈中的电动势为0,根据法拉第电磁感应定律E=n 可知穿过线圈的磁通量变化率为0,故选项D 错误? 2.(2015·江淮十校联考)如图所示,一交变电流随时间变化的图象,则此交变电流的有效值为( ) A. A B.2 A C. A D.3 A ?导学号34220361? 答案:C 解析:设此交变电流的有效值为I ,周期为T ,电阻为R ,则I 2RT= R · R · ,解得I= A,故 C 正确? 3.(2015·云南昆明三中?玉溪一中统考)将阻值为100 Ω的电阻丝绕成一个110匝的闭合矩形线圈,让其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的感应电动势如图乙所示?则下列说法正确的是( ) A.t=0时刻线圈应转到图甲所示的位置 B.该线圈的转速为100π r/s C.穿过线圈的磁通量的最大值为 Wb D.线圈转一周所产生的电热为9.68 J 答案:D 解析:t=0时刻线圈中感应电动势为零,线圈应转到中性面位置,即与题图甲所示的位置垂直,选项A 错误;由题图乙可知,周期为0.02 s,该线圈的角速度为ω= =100π rad/s,转速为 n= = 50 r/s,选项B 错误;

2021届新高考物理第一轮复习课时强化训练 交变电流的产生和描述 一、选择题 1、手摇式发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时，其磁通量随时间按如图所示的正弦规律变化。当线圈的转速变为原来的一半时，下列说法正确的是( ) A．交流电压的变化周期变为原来的一半 B．穿过线圈的磁通量的最大值变为原来的一半 C．交流电压的最大值变为原来的一半 D．交流电压的有效值变为原来的2倍 解析：选C 根据T＝1 n 可知，当线圈的转速变为原来的一半时， 周期变为原来的2倍，选项A错误；穿过线圈的磁通量的最大值为Φm ＝BS，与转速无关，选项B错误；当线圈的转速变为原来的一半时，角速度变为原来的一半，根据E＝nBSω可知，交流电压的最大值变 为原来的一半，选项C正确；根据E＝E m 2 可知，交流电压的有效值变

为原来的一半，选项D 错误。 2、如图所示为一交变电流随时间变化的图像，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为I m ；电流的负值的大小为I m ，则该交变电流的有效值为( ) A.22I m B.I m 2 C.32I m D.62 I m 解析：选C 设该交变电流的有效值为I ，取一个周期时间，由 电流的热效应得：? ?? ? ? ?I m 2 2 R×1×10－2 s ＋I m 2R×1×10－2 s ＝I 2R×2×10－2 s ，解得：I ＝3 2 I m ，故C 正确。 3、如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心 轴OO′匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e 随时间t 的变化曲线如图乙所示，若外接电阻R ＝70 Ω，线圈电阻r ＝10 Ω，则下列说法正确的是( )

第十章交变电流传感器 第1讲交变电流的产生和描述

一、交变电流 1．交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流． 2．正弦交变电流的产生(如图所示)：将线圈置于 (1)匀强磁场中； (2)绕垂直于磁场方向的轴； (3)匀速转动． 3．中性面 (1)定义：与磁场方向垂直的平面． (2)特点 ①穿过线圈的磁通量最大；磁通量的变化率为零；感 应电动势为零． ②线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次； 线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次． 二、交变电流的图象及正弦交变电流的函数表达式 1．交变电流的图象 (1)图象：如图(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流．其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电，如图(a)所示． (2)正弦交变电流的图象(如图所示)

2．正弦交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)： (1)电动势e随时间变化的规律：e＝E m sin_ωt. (2)负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝U m sin_ωt. (3)电流i随时间变化的规律：i＝I m sin_ωt. 其中ω等于线圈转动的角速度，E m＝nBSω. 三、描述交变电流的物理量 1．周期和频率 (1)周期T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时 间，单位是秒(s)．公式表达式为T＝2πω. (2)频率f：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz)． (3)周期和频率的关系：T＝1 f或f＝ 1 T. 2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值 (1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数． (2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值，也叫最大值．

交变电流的产生和变化规律 教学目标 知识目标 1、知道正弦交流电是矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生的．知道中性面的概念． 2、掌握交变电流的变化规律及表示方法，理解描述正弦交流电的物理量的物理含义． 3、理解正弦交流电的图像，能从图像中读出所需要的物理量． 4、理解交变电流的瞬时值和最大值，能正确表达出正弦交流电的最大值、有效值、瞬时值． 5、理解交流电的有效值的概念，能用有效值做有关交流电功率的计算． 能力目标 1、掌握描述物理规律的基本方法——文字法、公式法、图像法． 2、培养学生观察能力、空间想象能力、立体图转化为平面图进行处理问题的能力． 3、培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力． 情感目标 培养学生爱国主义精神及为富民强国认真学习的精神． 教学建议 教材分析以及相应的教法建议 1、交流与直流有许多相似之处，也有许多不同之处．学习中我们特别要注意的是交流与直流的不同之处，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和很常用的方法． 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． 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． 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．要注意在学生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，以开阔学生思路，但不要求引伸． 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、瞬时回值、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，其中感应电动势方向要改变．