教案第一节 交流电的产生

第五章交变电流

第1节交变电流

素质教育目标

(一)知识教学点

1．使学生了解交流电的产生原理。

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。

(二)能力训练点

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、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。

(三)德美育渗透点

1．让学生充分体会简单美。

2．培养学生爱国主义精神及为富民强国认真学习的精神。

重点、难点、疑点及解决办法

1．重点交变电流产生的物理过程的分析及中性面的特点。

2．难点交变电流产生的物理过程的分析。

3．疑点当线圈处于中性面时磁通量最大，而感应电动势为零。当线圈处于平行磁感线时，通过线圈的磁通量为零，而感应电动势最大。即Φmin＝0εm有最大值Φmax＝BS。εmin=0的理解。

4．解决办法

(1)通过对矩形线圈在匀强磁场中匀速转动一周的实物演示，立体图结合侧视图的分析、特殊位置结合任一位置分析使学生了解交变电流的大小和方向是如何变化的。

(2)通过侧视图分析线圈运动方向与磁场方向B之间关系，利用导体切割磁场线方法来处理，使问题容易理解。

教具准备

手摇发电机模型、演示电流计、导线若干、教学挂图、幻灯机、投影灯片。

学生活动设计

1．学生通过设计发电机模型，观察发电机产生感应电流的演示实验，得出交变电流的概念，通过练习加深交变电流的概念理解。

2．学生通过参与正弦式交变电流产生的过程分析，掌握过程分析的方法及抓住关键位置讨论的方法，立体转化为平面的处理方法，同时得出正弦交变电流的变化规律。

3．学生通过观察市电的电压图象，得出交变电流变化规律描述的另一种方式——图象

教学步骤

1．引入新课

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，今天我们使用的家用电器的交流电是怎样产生并且怎样送到我们的家庭中来的呢？这就是我们这章的内容，先看第一节交流电的产生。

请同学们根据电磁感应知识，自己设计一发电机模型，教师巡视教室一圈，将学生典型两种画法用幻灯片打出。请学生回答电路中为什么会有感应电流？

学生回答，①电路闭合②磁通量变化。

引导学生答出甲图由于面积增大引起磁通量增加。乙图是由于线圈平面与磁感线的夹角变化

引起磁通量变化。

拿出手摇发电机模型，介绍主要部件，(对照乙图)将发电机接演示用电流计缓慢转动线框一周，让学生观察电流计指针偏转情

况(重复两次)（指针左右摆动一次）

[教师]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）

[教师]连续3次缓慢转动线框，请

学生继续观察电流计指针偏转情

况。（连续左右摆动3次）[教师]

这反映在连续转动线框过程中，通

过电流计电流有何特点？（周期性

变化）

[教师]我们把这种强度、方向都随时间作周期性变化的电流叫做交流电。

2．新课教学

那刚才矩形线圈在匀强磁场中匀速转动为什么可以产生交流电？产生的交流电又属于哪种交流电呢(就刚才实物提问)？这节课我们就来解决这些问题。

线框匀速转动过程中，哪些边在切割磁感线？

ab边、cd边。（ab边、cd边其实在绕OO′做匀速圆周运动）

演示观察何时电动势最大？教师缓慢转动线框，请学生发现指针偏转最大时喊停。

（此时线圈平面与磁感线平行）

演示观察何时电动势最小？教师缓慢转动线框，请学生发现指针偏转最小时喊停。

（当线框平面垂直磁感线时，感应电动势最小）

为了便于讨论，我们来看挂图(转动一周五个特殊位置)。

教师交代

1．磁场为匀强磁场

2．OO′与ab边、cd边等距且

ab＝cd＝l1bc＝da＝l2

我们把与磁感线垂直的平面

称为中性面，线框处于中性面

时通过的磁通量最大。

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，那如何转化呢？

我们一起来看甲图是如何转化的；切割边ab、cd在图中的运动方向呢？

ab边、cd边绕OO′作圆周运动，所以运动方向时刻与圆周半径垂直。

请同学们在(甲)图上标上边ab、cd此时运动方向。

请同学们完成其余四图转化工作及标上ab、cd在各图中的切割方向。

学生完成后，打出事先准备好的幻灯片进行校正。

我们现在来分析线框转动一周过程中是如何产生交变电流的。

甲图中的运动方向v平行于磁感应强度方向B，则各产生的感应电动势多大？

ab边、cd边产生感应电动势均为零，则线框中总感应电动势为零。

同样得出乙图中e ab＝Bl1v由学生利用右手定则判断出电流方向a→b

e cd＝Bl1v由学生利用右手定则判断出电流方向盘c→d

线框由甲位置经t时间到某位置时，如图示(幻灯片)，此时，ab、cd运动方向如何？v与B 方向夹角如何？如何处理？

此时ab边、cd边运动方向与ad垂直，线框转过的角度为ωt

将v分解：v1＝vsimωt v1⊥B v2＝vcosωt v2∥B

e ab＝B l1vsinωt a→b e cd＝Bl1vsinωt c→d

即线框中感应电动势e＝2Bl1vsinωt a→b→c→d．

而后半周期学生较熟练，教师引导学生完成，应特别注意电流

方向。

最后师生共同总结线框在匀强磁场中匀速转动一周过程中：

①线框中电流按正弦规律变化，故称正弦交变电流。e＝εm sinωt t＝0时线框处中性面时开始计时

②中性面特点a．Φmax＝BSε＝0

b．电流在此改变方向，线框转动一周内电流方向改变两次

③当S∥B时Φmin＝0，εm=2Bl1v

我们照明电路里的电流就是由这种发电机(实际结构比这个复

杂)产生的交流电，通过实验来观察它的电压随时间变化图象。

教师将示波器提到讲台桌上，将市电接到示波器观察图象如何。

按正弦规律变化表达式e＝εm sinωt。

将此电压接到电阻为R电路中的电流图象如何呢？（由学生答

出）（闭合电路欧姆定律同样适用纯电阻的交流电路，但注意时

刻的对应关系）

3．介绍我国电力建设成就

4．总结、扩展

(1)矩形线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦交变电流。若从中性面开始计时则e＝εm sinωt i＝εm/Rsinωtεm＝2Bl1v

*若开始就与中性面夹角=30°则公式、图象又如何表示？

(2)中性面的特点①Φmax＝BSε＝0 ②电流在此改变方向

(3)如何理解Φmax＝BSεmin＝0εmin＝0εmax＝2Bl1v可否类比v-t s-t？斜率的含义从Φ-t图斜率理解。

新人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》精品教案.doc

新人教版高中物理选修 第五章《交变电流》精品教 课5.交变电课新授课1 教 学 目 的（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 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 培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。 重 难 点教学重点 交变电流产生的物理过程的分析。 ★教学难点 交变电流的变化规律及应用。 教学方法通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验

教 学 过 程 教师活动学生活动 【预习导引】 1.恒定电流的定义是什么？直流电的定义是什么？ 2.我们根据什么来定义直流电和恒定电流的？ 【新课教学】 一、交变电流 1.定义： 2.试讨论交变电流与恒定电流和直流电的区别是什么？

二、交变电流的产生 右图为交流电发电机的示意图，线圈所在磁场为匀强磁场，设矩形线圈ABCD以角速度ω绕oo' 轴、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针方向转动． 1．开始时，线圈是否切割磁感线？线圈中感应电动势为多大？此时磁通量多大？方向怎样？ 2.经过时间t线圈转过的角度为多大？，此时ab边的线速度v方向跟磁感线方向夹角为多大，设ab边的长度为l，bd边的长度为l'，线圈中感应电动势怎么计算？电流方向怎样判断？此时磁通量多大？ 方向怎样？ 学生思考预习引导的两个问题？（3分钟） 教师指导学生阅读课本完成1、2两题（4分钟） 学生思考并讨论右侧的四个问题（10分钟）

关于《正弦交流电的三要素》说课稿

关于《正弦交流电的三要素》说课稿名位老师、各位专家:你们好～ 今天我要为大家讲的课题是:正弦交流电的基本概念之一——正弦交流电的三要素。 首先，我对教材及课题的内容进行分析; 一、教材及课题的内容分析 1、在教材中所处的地位及作用 本着职业技术教育教学要“理论联系实际”，“一切从学生的实际需要出发”的理念。在第五章“正弦交流电路”第五节“正弦交流电的基本概念”教学内容中“正弦量的三要素”作为的重点。重新整合出一节来讲授，把其它基本概念放在后一节来讲，因为“正弦量的三要素”在正弦交流电路当中始终是处在一个核心的地位和起到一个贯穿整个正弦交流电路的主线作用。不管用解析式、波形图、矢量图等哪种正弦量表示法，都离不开“正弦量三要素”这个核心。正弦交流电的分析，实质上就是“三要素”的计算。] 我们日常生活中，常与正弦交流电打交道，但学生们对正弦交流电的理性认识尚甚少。为什么特别指出不能把直流电路中的规律简单地套用到交流电路中去，在第一节的教学内容主要使学生能对正弦交流电有一个初步的认识。抓住波形图表示法，详细介绍最大值，频率、初相位这三个物理量，使学生对“三要素”有个透彻的认识。 2、教育教学目标 (1) 通过课前的准备，培养学生自主学习的能力。 (2) 利用波形图的直观性，理解正弦交流电的三要素，有效值、相位的概念， 再用解析式，进一步巩固这些知识。

(3) 掌握正弦量周期、频率、角频率的关系，掌握频率正弦量的相位比较。 (4) 通过课堂学习，使学生有学习正弦交流电路的兴趣。 3、重点、难点以及确定的依据 (1) 重点 a、频率、周期、角频率的定义以及三者间的关系。 b、最大值、有效值的定义以及二者间的关系。 c、初相的确定 (2) 难点 初相的确定 (3) 依据 以上重点都是正弦交流电路的核心知识，只有掌握它才能进行后续的教学。 难点初相的确定，即要运用正弦量的知识，又要运用数学的三角函数的知识。 二、教学策略及手段 运用波形图表示法在课堂中讲授“正弦交流电三要素”(附图)，再通过实验室应用信号发生器和示波器演示正弦交流波形中最大值、频率和初相的变化。 三、学情分析 教师和学生的教与学是一个过程，不仅体现在45分种的课堂上，更应体现在课外活动中，让学生把课堂中所学知识与实际生活联系起来，职业技术学校的学生普遍存在学习主动性不够，参与面少，成绩不理想。为了调动每位学生的学习兴趣，要求学生在课外收集有关用电器铭牌数据，让学生在课堂上听讲时与实际看到的参数联系起来，更好地理解“正弦交流电的三要素”再通过实验室使用示波器信号发生器，让学生亲手调节波形变化，

交变电流的产生和描述(含答案)

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

交流电的产生与描述

3．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________都随时间做____________变化的电流，简称交流． 2．正弦式交变电流 (1)定义：按_______________________变化的交变电流，简称正弦式电流． (2)产生：将闭合矩形线圈置于________磁场中，并绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动，线圈中就会产生正(余)弦交变电流． (3)中性面：与磁场方向___________的平面． ①线圈平面位于中性面时，穿过线圈的磁通量_________，磁通量的变化率为________，感应电动势为__________，其中E m＝___________ ②线圈转动一圈，经过中性面两次，内部电流方向改变两次． ③线圈平面与中性面垂直时，磁感线与线圈平面__________，穿过线圈的磁通量为__________，但磁通量变化率____________，感应电动势___________ (4)正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)： ①电动势e随时间变化的规律为e其中E m＝_______ ②电压u随时间变化的规律为u＝__________ ③电流i随时间变化的规律为i＝__________ . ④正弦式交流电的电动势e，电流i和电压u其规律可用图表示．(正弦交流电 的图象) 例1．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则 A．电压表的示数为220 V B．电路中的电流方向每秒钟改变50次 C．灯泡实际消耗的功率为484 W D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J 例2．如图所示，交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场 的磁感应强度为B，线圈匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为 R.当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：

高中物理《交变电流》教案 4

高中物理课堂教学教案年月日

教学活动 （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 1、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a →b →c →d →a 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d →c →b → a →d 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Φ最大，但t ΔΔ =0。 （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 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 ，如右图所示。设 ab 边长为L 1，bc 边长L 2，磁感应强度为B ，这时ab 边产生的感应电动势多大? e ab =BL 1v sin ωt = BL 1·22L ωsin ωt =2 1BL 1L 2sin ωt 此时整个线框中感应电动势多大? 学 生 活 动

10-1交流电的产生及描述

10-1交流电的产生及描述 一、选择题 1．下列四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是() [答案] C [解析]我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220V，最大值为311V，周期为0.02s，所以只有C正确．2．如下图中各图面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsinωt的图是()

[答案]AC [解析]线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为e＝BSωsinωt，由这一原则判断，A图和C图中感应电动势均为e＝BSωsinωt；B图中的转动轴不在线圈所在平面内；D图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直． 3．(2011·盐城模拟) 阻值为1Ω的电阻上通一交变电流，其i－t关系如上图，则在0～1s内电阻上产生的热量为() A．1J B．1.5J C．2J D．2.8J [答案] D [解析]0～1s内产生的热量为Q＝(12×1×0.4＋22×1×0.6)J＝

2.8J，故选D. 4．(2011·南昌模拟) 如上图所示，矩形线圈abcd放在匀强磁场中，边ad在轴OO′上，若线圈绕轴匀速转动，产生的交流电动势e＝E m sinωt，如果将其转速增加一倍，其他条件保持不变，则电动势的表达式为() A．e＝2E m sinωt B．e＝2E m sin2ωt C．e＝E m sinωt D．e＝E m sin2ωt [答案] B [解析]设原来转速为n，则角速度ω＝2πn，感应电动势的峰值E m＝NBSω 当转速增加一倍，即为2n时，其角速度 ω′＝2π×2n＝2ω 此时，感应电动势的峰值E′m＝NBS·2ω＝2E m，可见，此时电动势e＝E m′sinω′t＝2E m sin2ωt，故选项B正确． 5．(2011·深圳模拟) 如上图所示的交流电u＝311sin(314t＋π/6)V，接在阻值220Ω的

高二物理教案-交变电流

精心整理 高二物理教案:交变电流 以下是为大家整理的关于《高二物理教案:交变电流》，供大家学习参考！ 12 34说明：交流发电机是由定子和转子构成，有的发电机的磁体转动，线圈不动；有的发电机的磁体转动，线圈不动。 问：无论是线圈转动，还是磁体转动，转子的作用是什么？（转子的

转动使得穿过线圈的磁通量发生变化) 演示实验 实验仪器：交流发电机、电灯、电流表 实验过程：将交流发电机、电灯、电流表连接成电路，摇动交流发电 实验现象：显示的电压图象为正弦曲线 说明：严格的数学分析表明，电网中的交变电流，它的电流、电压随时间按正弦函数的规律变化，这样的电流称之为正弦式电流 问：如何表示正弦式电流在某一时刻的电流、电压？（i=Imsinωtu=Umsinωt）

说明：Im、Um分别是电流和电压的值，叫做交流的峰值 说明：交变电流的大小和方向在不断地变化，我们把交流完成一次周期性变化所用的时间叫做交流的周期，通常用T表示，它的单位是秒。交流在1s内发生周期性变化的次数，叫做交流的颇率通常用f表示， 称做交流电压、电流的有效值） 说明：经过实验和理论分析表明有效值和值之间存在着这样的关系：Ie=Im/√2Ue=Um/√2 其中Ue、Ie分别代表交流电压、电流的有效值 说明：在各种使用交变电流的电器设备上，所标注的额定电压、额定

电流值，都是交流的有效值。 四、交流能够通过电容器 说明：当电容器上两端连接直流电源时，正负电荷聚集在极板上，不能移动，因此电路中不会形成长时间的电流，因此我们说电容器具有 1 2、直流电流：方向不变的电流称之为直流 二、交流的变化规律 1、正弦式电流：电流、电压随时间按正弦函数的规律变化的电流 i=Imsinωtu=UmsinωtIm、Um分别是电流和电压的值

交流电教案高中物理

第一节交变电流的产生和变化规律 【教学目的】 （一）知识与技能： 1、理解交变电流的产生原理 2、掌握交变电流的变化规律及表示方法。 （二）过程与方法 过程：实验探究-启发引导-归纳总结-应用内化 方法：体现教师主导，学生主体。(引导学生观察现象，发现问题，解决问题，最终达到知识的构建和能力的提升) （三）情感态度与价值观：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】交流发电机、发电机模型、示波器、自制教学课件 【教学过程】 一．引入新课 演示实验：将小灯泡接在干电池的两端，小灯泡发光（亮暗程度不变）。将小灯泡接在 手摇发电机的两端，转动手柄，小灯泡会一闪一闪的。 提问：为什么小灯泡会一闪一闪的？ 猜想：流过小灯泡的电流大小在不断的变化 提问：电流的方向改变了吗？ 实验验证：将电流表串接入电路，发现电流表的指针在左右来回的摆动 结论：电流的大小和方向都在做周期性的变化——交流电 过渡：现代生产和生活中大都使用交流电。交流电有许多优点，今天我们学习交流电的 产生和变化规律 二．新课教学 （一）、交变电流的产生 提问：为什么发电机能够发电呢？ 引导学生观察发电机结构：线圈在磁场中转动产生电流。（动画演示，展示模型） 教师采用提问的方式，引导学生在解答问题的过程中获取知识。 提问：1.线圈转动过程中，哪些边切割了磁感线？（ab，bc切割） 2.线框转到什么位置，产生感应电动势最小，什么位置， 感应电动势最大，为什么？ 由实验知：线圈平面与磁感线垂直时，感应电动势最小， 线圈平面与磁感线平行时，感应电动势最大

10.1交变电流的产生和描述

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)

高中物理《交变电流的产生及描述》教学设计

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？

1 交流电的产生及变化规律

第十四章 交变电流 第一单元 交流电的产生及变化规律 基础知识 一．交流电 大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。 其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流，正弦式电流产生于在匀强电场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里，线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。 二．正弦交流电的变化规律 线框在匀强磁场中匀速转动． 1．当从图12—2即中性面．．． 位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数： 即 e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωt ωt 是从该位置经t 时间线框转过的角度；ωt 也是线速度V 与磁感应强度B 的夹角；。是线框面与中性面的夹角 2．当从图位置开始计时： 则：e=εm cos ωt ， i ＝I m cos ωt ωt 是线框在时间t 转过的角度；是线框与磁感 应强度B 的夹角；此时V 、B 间夹角为（π/2一ωt ）． 3．对于单匝矩形线圈来说E m =2Blv =BS ω； 对于n 匝面积为S 的线圈来说E m =nBS ω。对于总电阻为R 的闭合电路来说I m =m E R 三．几个物理量 1．中性面：如图所示的位置为中性面，对它进行以下说明： （1）此位置过线框的磁通量最多． （2）此位置磁通量的变化率为零．所以 e=εm sin ωt=0， i ＝I m sin ωt=0 （3）此位置是电流方向发生变化的位置，具体对应图中的t 2， t 4时刻，因而交流电完成一次全变化中线框两次过中性面，电流的 方向改变两次，频率为50Hz 的交流电每秒方向改变100次． 2．交流电的最大值： εm ＝B ωS 当为N 匝时εm ＝NB ωS （1）ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，nad/s （注意rad 是radian 的缩写，round/s 为每秒转数，单词round 是圆， 回合）． （2）最大值对应的位置与中性面垂直，即线框面与磁感应强度B 在同一直线上． （3）最大值对应图中的t 1、t 2时刻，每周中出现两次． 3．瞬时值e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωt 代入时间即可求出．不过写瞬时值时，不要忘记写单位，如εm =2202V ，ω=100π，则e=2202sin100πtV ，不可忘记写伏，电流同样如此． 4．有效值：为了度量交流电做功情况人们引入有效值，它是根据电流的热效应而定的．就是分别用交流电，直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产生的热量相同，则直流电的

交变电流教案课程

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选修3-2 §《交变电流》 教学目标 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。 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。 情感、态度与价值观： 培养学生理论联系实际的思想 教学重点：交变电流产生的物理过程的分析 教学难点：交变电流的变化规律及应用 教学过程： 新课导入： 今天我们开始学习交变电流，交变电流是电磁感应现象的进一步延伸。 新课教学： （一）探究手摇交流发电机输出电流的特点： 实验一：用手摇交流发电机对小灯泡供电 现象：小灯泡一闪一闪地发光 结论：电流的大小是周期变化的

现象：两个发光二极管轮流发光 结论：电流的方向是周期变化的 做周期性的变化。 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流（AC） 方向不随时间变化的电流称为直流（DC） （二）探究交变电流的产生原理： 交流发电机的构造： 哪些边切割磁感线（ab和cd） 问题讨论： （1）在转动过程中，哪个位置线圈中没有电流，哪个位置线圈中没有电流，哪个位置线圈中电流最大 物理学中把线圈平面垂直与磁感线的位置成为中性面。 2、你能判断出线圈从中性面开始逆时针转动一周中，线框中电流方向的规律吗 3、你能总结线圈在转动过程中，电流的方向的变化规律吗 线圈平面每经过中性面时，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。 4、你能定性的分析出线圈从中性面转动半周过程中电流的大小变化规律吗 从中性面开始转动过程中，电流从零逐渐变大到最大，再由最大减小到下一个中性面变为零。

交变电流的产生和描述练习(高考真题)

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

交变电流教案

选修3-2 § 5.1《交变电流》 教学目标 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。 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。 情感、态度与价值观： 培养学生理论联系实际的思想 教学重点：交变电流产生的物理过程的分析 教学难点：交变电流的变化规律及应用 教学过程： 新课导入： 今天我们开始学习交变电流，交变电流是电磁感应现象的进一步延伸。 新课教学： （一）探究手摇交流发电机输出电流的特点： 实验一：用手摇交流发电机对小灯泡供电 现象：小灯泡一闪一闪地发光 结论：电流的大小是周期变化的 实验二：用手摇交流发电机对并联的反向的发光二极管供电 现象：两个发光二极管轮流发光 结论：电流的方向是周期变化的疵g 平歹小结：手摇交流发电机的输出电流的大小和方向都随时间做周期性的变化。 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流AC)

方向不随时间变化的电流称为直流（ DC ） 大小、方向均不随时间变化的电流叫恒定电流。 （二）探究交变电流的产生原理： 交流发电机的构造： 哪些边切割磁感线？ （ ab 和cd ） 问题讨论： （1）在转动过程中，哪个位置线圈中没有电流，哪个位置线 圈中没有电流，哪个位置线圈 中电流最大? 物理学中把线圈平面垂直与磁感线的位置成为中性面。 2、你能判断出线圈从中性面开始逆时针转动一周中，线框中电流方向的规律吗? c d a s 1 ―?— 电流方向：d-a-b-c-d 线圈平面与磁 感线垂直 线圈平面与 磁感线平行 时电流最大 □ E ip ! A(B) 乙 D(C)

交变电流的产生和描述教案

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．

交变电流教案

交变电流教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

选修3-2 §5.1《交变电流》 教学目标 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。 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。 情感、态度与价值观： 培养学生理论联系实际的思想 教学重点：交变电流产生的物理过程的分析 教学难点：交变电流的变化规律及应用 教学过程： 新课导入： 今天我们开始学习交变电流，交变电流是电磁感应现象的进一步延伸。新课教学： （一）探究手摇交流发电机输出电流的特点： 实验一：用手摇交流发电机对小灯泡供电 现象：小灯泡一闪一闪地发光 结论：电流的大小是周期变化的 实验二：用手摇交流发电机对并联的反向的发光二极管供电 现象：两个发光二极管轮流发光 结论：电流的方向是周期变化的

小结：手摇交流发电机的输出电流的大小和方向都随时间 做周期性的变化。 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流（AC ） 方向不随时间变化的电流称为直流（DC ） 大小、方向均不随时间变化的电流叫恒定电流。 （二）探究交变电流的产生原理： 交流发电机的构造： 哪些边切割磁感线（ ab 和cd ） 问题讨论： （1）在转动过程中，哪个位置线圈中没有电流，哪个位置线圈中没有电流，哪个位置线圈中电流最大？ 物理学中把线圈平面垂直与磁感线的位置成为中性面。 线圈平面与磁感线垂直时，没有感应电流 线圈平面与磁感线平行时电流最大

电工电子基础正弦交流电路分析教案

项目二正弦交流电路分析 任务1 正弦交流电路基本知识 一、交流电的产生 1、演示实验 教师作演示实验，演示交流电的产生。 展示手摇发电机模型，介绍主要部件（对应学生设计的发电机原理图），进行演示。 第一次发电机接小灯泡。当线框缓慢转动时，小灯泡不亮；当线框快转时，小灯泡亮了，却是一闪一闪的。 第二次发电机接电流表。当线框缓慢转动时电流计指针摆动；仔细观察，可以发现：线框每转一周，电流计指针左右摆动一次。 表明电流的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电。 2、分析——交流电的变化规律 投影显示（或挂图）：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程。 (1) 线圈平面垂直于磁感线（甲图），ab、cd边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流。 （教师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面。 中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零。） (2) 当线圈平面逆时针转过90°时（乙图），即线圈平面与磁感线平行时，ab、cd边的线速度方 向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最大，线圈中的感应电流也最大。 (3) 再转过90°时（丙图），线圈又处于中性面位置，线圈中没有感应电动势。 (4) 当线圈再转过90°时，处于图（丁）位置，ab、cd边的瞬时速度方向，跟线圈经过图（乙） 位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在（图乙）位置相反。 (5) 再转过90°线圈处于起始位置（戊图），与（甲）图位置相同，线圈中没有感应电动势。 分析小结：线圈abcd在外力作用下，在匀强磁场中以角速度ω匀速转动时，线圈的ab边和cd 边作切割磁感线运动，线圈产生感应电动势。如果外电路是闭合的，闭合回路将产生感应电流。ab和cd边的运动不切割磁感线时，不产生感应电流。

2017_2018学年高中物理第五章交变电流第1节交变电流教学案新人教版选修3_2

第1节交变电流 1.交变电流是指大小和方向都随时间周期性变化 的电流。 2．线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时可 产生正弦式交变电流，与转轴的位置无关。 3．正弦式交变电流的瞬时值表达式为e＝E m sin ωt, u＝U m sin ωt, i＝I m sin ωt, 式中的E m、 U m、I m是指交变电流的最大值，也叫峰值。 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，简称交流。 2．直流 方向不随时间变化的电流。 二、交变电流的产生 1．过程分析 图5-1-1 2．中性面 线圈在磁场中转动的过程中，线圈平面与磁场垂直时所在的平面。 三、交变电流的变化规律 1．从两个特殊位置开始计时的瞬时值表达式

从中性面位置开始计时 从与中性面垂直 的位置开始计时 磁通量 Φ＝Φm cos ωt ＝BS cos ωt Φ＝Φm sin ωt ＝ BS sin ωt 感应 电动势 e ＝E m sin ωt ＝NBSωsin ωt e ＝E m cos ωt ＝ NBSωcos ωt 电压 u ＝U m sin ωt ＝RNBSω R ＋r sin ωt u ＝U m cos ωt ＝ RNBS ω R ＋r cos ωt 电流 i ＝I m sin ωt ＝NBSω R ＋r sin ωt i ＝I m cos ωt ＝ NBSω R ＋r cos ωt 2．交变电流的图像 (1)正弦式交变电流的图像 图5-1-2 (2)其他几种不同类型的交变电流 图5-1-3 1．自主思考——判一判 (1)方向周期性变化，大小不变的电流也是交变电流。(√) (2)在匀强磁场中线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动通过中性面时，感应电流为零，但感应电流为零时，不一定在中性面位置。(×)

交变电流的产生和变化规律.

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．

正弦交流电教案

课题：正弦交流电的基本概念 一、教学目标 1、了解正弦交流电的产生。 2、理解正弦量解析式、波形图、三要素、有效值、相位、相位差的概念。 3、掌握正弦量的周期、频率、角频率的关系掌握同频率正弦量的相位比 较。 二、教学重点、难点分析 重点： 1、分析交流电产生的物理过程。使同学了解线圈在磁场中旋转一周的时 间内，电流的大小及方向是怎样变化的。 2、掌握正弦量的周期、频率、角频率的关系，掌握同频率正弦量的相位 比较。 3、交流电有效值的概念。 难点： 1、交流电的有效值。 三、教具 手摇发电机模型、电流表、小灯泡。 电化教学设备。 四、教学方法 讲授法，多媒体课件。 五、课时计划：4课时 六、教学过程 Ⅰ.知识回顾 提问：什么条件下会产生感应电流？根据电磁感应的知识，设计一个发电机模型。 学生设计：让矩形线框在匀强磁场中匀速转动。

II.新课 一、交流电的产生 （第一、二课时） 1、演示实验 如图5-3所示作演示实验，演示交流电的产生。 展示手摇发电机模型，介绍主要部件（对应学生设计的发电机原理图）， 进行演示。 第一次发电机接小灯泡。当线框缓慢转动时，小灯泡不亮；当线框快转时， 小灯泡亮了，却是一闪一闪的。 第二次发电机接电流表。当线框缓慢转动时电流计指针摆动；仔细观察， 可以发现：线框每转一周，电流计指针左右摆动一次。 表明电流的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电。 2、分析——交流电的变化规律 投影显示（或挂图）：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程。 (1) 线圈平面垂直于磁感线（甲图），ab 、cd 边此时速度方向与磁感线平行， 线圈中没有感应电动势，没有感应电流。 （教师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面。 中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零。） (2) 当线圈平面逆时针转过90°时（乙图），即线圈平面与磁感线平行时， ab 、cd 边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线， 图1 交流电发电机原理示意图

知识讲解 正弦交流电的产生和描述(基础)

高考总复习：正弦交流电的产生和描述 编稿：李传安审稿：张金虎 【考纲要求】 1、知道交变电流的产生及正弦交变电流各物理量的变化规律、变化图像； 2、理解交变电流有效值的定义，会计算简单的非正弦交流电的有效值； 3、了解电容、电感对交变电流的影响。 4、会计算交流电路中的电压、电流、功率、热量、电量等。 【知识络】 【考点梳理】 考点一、交流电的产生及变化规律 1、交变电流：大小和方向随时间变化的电流叫交变电流，常见的交流电如下 本章所涉及的将是最简单的交变电流，即正弦交流电—随时间按正弦规律变化的电流。 2、特点

易于产生、输送、变压、整流，在生活中有广泛的应用，交流电路理论是电工和电子技术的理论基础。∴交流电在电力工程、无线电技术和电磁测量中有极广泛的应用，在工程技术中所使用的交流电也是各式各样的。它具有三大优点：变换容易、输送经济、控制方便，所以已经作为现代国民经济的主要动力。 在稳恒电流中，I —电流、U （E ）—电压（电动势），都是恒定值。但在本章，i —电流、e —电动势、u —电压，都是瞬时值，因为它随时间而变，所以实际上是i （t ）、e （t ）、u （t ）。 3、交变电流的产生机理 要点诠释： 法拉第发现电磁感应定律的最重要的应用就是制成发电机。 （1）发电机的组成 磁极、线圈（电枢） 旋转电枢：通过滑环、电刷通入外电路，一般产生的电压小于500V 旋转磁极：比较常用，几千~几万V 原理：利用线圈在磁场中绕某一固定轴转动，切割磁感线产生感应电动势，继而在闭合回路产生电流 能量转化：机械能→电能 （2）交流电的产生 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，角速度ω一定。其中ab 、cd 边切割磁感线，且ab 、cd 始终与速度v 垂直，从切割效果看总是两个电源串联，其俯视图为： 第一象限：方向—abcda (磁通量Φ减少) 大小：2sin 2sin sin cd cd od e NBl v NBl l t NBS t θωωωω==?= 第二象限：方向—abcda (磁通量Φ增加) 大小：2sin 2sin()sin()cd cd od e NBl v NBl l t NBS t θωπωωπω==?-=- sin e NBS t ωω=