交流电的产生和变化规律

信息技术与课程整合教学设计方案：

课题：交流电的产生和变化规律

江苏省宿迁市马陵中学陈军

高二年级物理第十八章《交变电流》第一节《交流电的产生和变化规律》

（人教版高中物理第二册（必修加选修））

1．教学内容及目标

1．了解交流电的概念,掌握交流电的性质和特点；

2．理解交流电的产生原理；

3．掌握交流电的变化规律；

2．教学重点难点

教学重点：交流电的特点和变化规律

教学难点：交流电产生的原理

3．教学对象分析

交流电知识是前面所学电磁学知识的进一步拓展和应用，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，还是以后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幺多的新名词，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，正弦交流电产生的过程（数学推导）是突破口。根据以往的教学经验，部分学生的空间想象能力较差，加上电流变化关系复杂，物理过程往往弄不清楚，而采用物理实物模型、计算机动态模拟等多种信息的整合，让学生能直观地观察到交流电的变化规律，加深对正弦交流电变化规律的理解。

4．教学媒体设计阐述

首先抓住交变电流的特点，与直流对比，通过演示实验，让学生有一个直观认识，然后，引导学生自己分析，找出变化原因和特点。由于演示实验不能反映较慢的物理过程，不利于学生分析电流方向的变化原因，采用挂图静态分析又不直观，为了解决这一问题，设计计算机辅助课件，用动画模拟实验过程，用“慢动作”从多种不同角度（立体图、剖面图）来展示这一物理过程，将线圈切割、磁通变化、电流变化动态联系起来（动态对比，直观显示），并能将线

圈暂停在任一位置处，便于学生观看此瞬时的各物理量的变化情况（相当于动态照像），学生利用所学的知识（右手定则），就能对照分析，找出变化原因和规律。

对正弦式交流电的教学，先采用示波器演示市电电压波形图，让学生有一个直观认识，启发学生用学过的三角函数知识分析曲线的特点，认识这是正弦函数曲线，引导学生写出正弦函数表达式，明确式中各量的含义。然后再动画模拟实验过程，在线圈转动过程中，动态画出电流变化正弦曲线，该动画可定格在任一位置，显示出对应的电流变化（电流表指针的摆动）及曲线的变化（i －t动态变化图线），可引导学生讨论几个特殊位置的各个量的变化规律，如在中性面位置时磁通量大小、磁通量的变化率、感应电动势大小、感应电流大小等。然后通过练习巩固，若有疑问，可再反复调看动画，达到强化巩固和补标找差的目的。

该辅助课件采用简易的操作平台Powerpoint，调用A VI动画，具有容量小、操作简单等特点。教师和学生都能方便使用，真正起到辅助教学目的。

5．教学过程（包括教法、媒体应用策略、教学评价等）

教具准备：单相交流发电机模型投影检流计示教用示波器

多媒体计算机及自制辅助课件《交流电的产生和变化规律》

教学方法：1、实验分析：培养学生观察和分析、能力；

2、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，体会“具体问题，具体分析”的重要意义；

3、从感性到理性，从定性、到定量：培养学生运用数学知识解决物理问题能力。

1交流电的定义和特点

引入：法拉第发现电磁感应现象以后，人们对电和磁的紧密依存关系认识更清楚了，在电力工程中，发电机、变压器等的研制成功，为生产提供了实用、廉价的电源。又由于交流电具有自身的很多优点，所以它以惊人的速度飞速发展，到现在几乎深入到各个家庭。

［建立物理情景］实验教具演示：展示单相交流发电机模型。

观察实验，看投影仪上投影的检流计指针是如何偏转的。（转动线框时要慢一些且要匀速）

提问：观察到什幺现象？有何特点？

讨论总结，说明其特点：电流强弱和方向随时间周期性改变

定义：电流的强弱和方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流简称交流电。特征（特点）：随时间作周期性变化（主要特征是方向的改变）。.

2交流电的产生

提问：那幺，交流电是如何产生的呢？有何规律？能否利用所学知识来解释？

继续观察演示实验，线圈转动过程中，各边在磁场中是如何运动的？

引导学生讨论：利用所学的知识（右手定则），找出变化原因和规律，分析后进行对照。先定性地说明。［实验分析方法］

演示多媒体课件第一部

分：交流电的产生

在该课件中，用动画模拟这

一实验过程，用“慢动作”

来展示这一物理过程，将线

圈切割、磁通变化、电流变

化动态联系起来，并能将线

圈暂停在任一位置处，来观

看此时的各物理量的变化情

况。

引导学生从导体切割磁感线角度讨论二个特殊位置（中性面位置和与中性面位置垂直时）各个量的变化规律。

中性面：线圈平面与磁感线垂直时，中性面特点：V∥B，E为零，I为零（B ⊥S，Φ最大）；与中性面位置垂直时：V⊥B，E最大（B∥S，Φ为零）

结论：在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线圈，每转一周，经过两次中性面，电流方向改变两次。

提问：已经知道交流电电流的强弱和方向都随时间作周期性变化。那么，它的变化规律如何来定量描述呢（即任一位置变化规律）？［从定性分析到定量计算］

演示多媒体课件第二部分：交流电的产生（从立体图到剖面图）

建立数学模型，关键是看懂剖面图，然后用有效切割速度推导。

3交流电的变化规律

推导出的结果：e=E m sinωt (V)对应的电流：i = I m sinωt (A)

［实验验证］观察实验：用示波器演示市电电压随时间变化的波形图。

演示多媒体课件第三部分：交流电的图象1、2、3

用动画模拟实验过程，分

别从立体、剖面、速度切割、

磁通变化等不同角度动态显示

在线圈转动过程中，电流变化

规律（正弦曲线），并可定格在

任一位置，显示出对应的电流

变化（电流表指针的摆动）及

曲线的变化（i－t动态变化图

线）。进一步分析：在当线圈

平面与磁感线垂直时即中性

面时B⊥S，Φ最大，但此时

各边都不切割磁感线E为零

（即在△t时间内磁通变化率

为零）当线圈平面与磁感线平

行时B∥S，Φ为零，但此时

有两边切割磁感线，且有效速度最大，E也最大（即在△t时间内磁通变化率最大）。

结论：在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线圈，所产生的感应电流是正弦式交流电。

正弦式交变电流：电流的强弱和方向都随时间按正弦（余弦）规律变化。叫正弦交流电，简称为交流电。

教学评价：

在物理实验、计算机模拟演示和学生思维的交互作用下，利用多种媒体的有效整合，创设物理情景，突出学生主体，培养学生的观察能力和抽象思维能力以及应用数学知识解决物理问题的能力。整个学习过程都是由学生观察、思考、归纳，强化了学生主动参与知识形成过程。使学生在学习物理知识、掌握规律的同时，充分领略高科技手段给我们带来的美的享受，也就是在这美的享受中，教学难点被化解了。通过这节课的反馈训练，我们发现绝大多数学生都能很好地牢固掌握该课的知识，理解比较深刻，物理图景更加直观清晰（特别是空间几何关系），达到了预期目的。

交流电的产生和变化规律(教案)

《交流电的产生和变化规律》教案 一、教材分析 （一）教材的地位和作用 本课题选自人民邮电出版社出版的中等职业学校机电类规划教材《电工基础》第五章第一节，本节内容既是前面《磁与电》知识的综合运用，又是交流电知识的 基础，具有承前启后的作用。另外它与人们的生产和生活密切相关，是物理理论和 规律应用于生产技术的典型例子，具有重要的现实意义。 （二）教学目标 1.知识目标 a.知道交流电和正弦交流电 b.通过实验和分析使学生把握交变电流的产生过程，掌握交变电流的变化规律 2.技能目标 a. 通过讨论培养学生独立分析、解决问题的能力 b.通过多媒体技术演示交流电产生过程，培养学生的观察分析能力。 3.情感目标 a.师生双方共同探讨，研究培养科学的探索观和认识论，培养学生辩证的思想和辨析能力。 b.通过多种方式的运用，激发学生的学习兴趣。 （三）重点、难点 教学重点：掌握交流电的产生和变化规律 教学难点：理解交流电的产生原理 二、教法设计： 1、观察归纳法：为了使学生对交流电有更直观、感性的认识，提高学习的效率，突出教学重点，突破教学难点，我充分利用赏心悦目的多媒体效果，牢牢抓住学生的好奇心，引导学生观察分析，归纳总结交流电的特点，产生过程。 2、问题情景法 教师在导入、讲授新课时，注重创设一定的物理情景，以便于激发学生的学习兴趣，启发学生思考。 3、采用多种教学形式 在教学中，教师采用视频播放、课件展示、演示实验及学生分组实验等教学方式，激发学生的兴趣，并利用多媒体辅助分析演示实验及学生分组实验使学生获得更多的感性认识。 三、学习者特征分析 职业学校的学生学习基础较差，缺乏良好的学习习惯，但他们思维活跃，对新鲜事物有强烈的好奇心，喜欢多媒体技术支持的学习环境，具有一定的分析能力、归纳能力，能够开展自主学习和合作学习。所以在学法上，指导学生以自我研究为主，鼓励学生动脑想，大胆

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

(交流电的产生和变化规律)教学设计方案

高二物理交变电流的产生和变化规律 作品来源：选用的教材是人民教育出版社2011年出版的物理选修3-2，供高二年级学生选修，作品内容来自此书的第五章交变电流的第一节交变电流。 一、教学目标 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. 4．培养学生运用数学知识解决、处理物理问题的能力. 二、教学重点：交变电流产生的物理过程分析和中性面的特点. 三、教学难点：交变电流产生的物理过程分析 四、教学方法：讲练结合、演示实验 五、课时安排：1课时 六、教具：手摇发电机模型、演示用电流计、导线、示波器等 七、教学过程 （一）引入新课 教师：请同学们用电磁感应的知识，设计一个发电机的实验模型。 引导学生发挥创造性思维，展开讨论，提出设计方案。教师通过参与学生的讨论，提出两个典型的例子，并与学生一起讨论哪个更有实用价值。培养学生的创造性思维。 结论：让矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。 ［演示实验］ 1．简单介绍交流发电机的构造 2．第一次发电机接入小灯泡，当转动线圈时，小灯泡亮了，但一闪一闪。第二次接入演示用电流计，慢慢转动线圈，可以看到线圈每转一周，电表指针左右摆动一次。 问：刚才的实验表明线圈里产生的感应电流有何特征？ 答：感应电流的强度和方向都随时间作周期性变化。 指出：我们把这种强度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。［板书］ 在现代工农业生产和日常生活中所用的电源，大都是交流电。同直流电相比，交流电有许多优点。交流电和直流电存在共同点，但是尤其应注意的是交流电不同于直流电的特殊性，正是这些特殊性，构成了交流电优点的基础。

正弦交流电的产生

正弦交流电的产生 物理组陈娟 正弦交流电是交流电里最基本、最简单的一种，所以正弦交流电占有其特殊地位。到底有哪些方式可以产生正弦交流电呢？本文归纳成以下几种。 方式1：线框在匀强磁场中匀速转动产生正弦交流电 这是产生正弦交流电的最基本方式，也是感应发电机的原理。线框的转动轴一般跟磁场方向垂直，线框平面跟磁场方向垂直的位置叫中性面。在中性面处磁通量最大，而感应电动势最小为零。最大值Eｍ＝nBSω，这一结果只要求转动轴与磁场方向垂直且与线圈在同一平面上即可，不要求转动轴在线圈的什么特殊位置上；这一结果也与线圈的形状无关。其瞬时值的表达式为e = Eｍsinωt。 方式2：穿过线框内的磁场成余弦变化产生正弦交流电 如图2所示，垂直穿过线圈的磁场强弱成余弦变化时，根 据麦克斯韦的电磁理论可知，在线圈中会产生正弦交流电。即 磁感强度B＝Bｍcosωt,则线圈中的电流i= B m S sinωt.(S 为线圈的面积)。这样形成的电流叫涡旋电流，在变压器的铁芯 中就存在着涡流；为防止因此而产生的损耗，所以变压器的铁 芯是由一片一片的硅钢片做成的。电磁炉就是利用这一原理制 成的。 方式3：导体棒匀速切割有界磁场时产生正弦交流电 例：如图3所示，一个被x轴与曲线 y=0.2sin10πx/3（ｍ）所围的空间中存在着匀 强磁场。磁场方向垂直纸面向里，磁感强度B＝ 0.2T。正方形金属线框的边长是L＝0.40ｍ，电 阻R＝0.1Ω，它的一边与ｘ轴重合，在拉力F的 作用下，线框以ｖ＝10ｍ/s的速度水平向右匀速 运动。试求：（1）拉力F的最大功率是多少？（2） 拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区？ 分析：导体切割有边界的磁场时，其有效长度L往往会发生变化，所产生的电流也会随之发生变化。特别在这一题中，边界为正弦曲线，所产生的电流即为正弦交流电。在解决本题第（2）问，必须知道在线框被拉过磁场区域时，线框 中产生的电流为正弦交流电的半波，因此其有效值为By m v/.

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：

交流电的产生及变化规律

交流电的产生、描述交流电的物理量 学习目的： （1）了解交流电的产生原理 （2）掌握正弦交流电的变化规律 （3）理解瞬时值、最大值、有效值、周期、频率等概念 一、几个概念 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。 从微观上讲 i=nesv其中v为电荷的平均定向移动速率，可设想若v都随时间整齐地按正弦规律变化，即一起做简谐振动时，电路中将有正弦交变电流。 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，所以已经做为现代国民经济的主要动力。 在稳恒电流中，I—电流、U(ε)—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)。 二、交流电的产生 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 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：e=2NB vsinθ=2NB ω sinωt=NBωSsinωt

交流电的产生和变化规律

交流电的产生和变化规律 要点·疑点·考点 课前热身 能力·思维·方法 延伸·拓展

要点·疑点·考点 一、正弦交流电的产生及其变化规律 1.大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交流电流. 2.矩形线圈在匀强磁场里绕垂直于磁场的转轴以某一角速度匀速转动，线圈中将产生正弦交变电流.在线圈平面与磁场垂直时，线圈中没有感应电流，这样的位置叫中性面. 3.如果从中性面开始计时，正弦交流电的瞬时值表达式e=Emsinωt(Em=nBSω；i=Imsinωt，u=Umsinωt且其图线为正弦图线.

要点·疑点·考点 4.线圈在中性面时，磁通量最大，但此时磁通量的变化率为0，线圈中感应电动势为0.线圈与中性面垂直时，磁通量为0，但此时磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大.线圈每次经过中性面时，电流方向就改变一次，一周内，电流方向改变两次. (例：民用交流电的频率为50Hz，则在一秒钟的时间内该交流的方向改变100次，一般情况下，

要点·疑点·考点 5.如果矩形线圈在磁场中从不同位置开始匀速转动时，还会产生余弦曲线或负正弦、负余弦曲线，但我们均统一将其称为正弦交流电.

要点·疑点·考点 二、表征交变电流的物理量 1.交流电的最大值(亦称做峰值)：E m =nBS ω；且最大值E m 、I m 、U m 与线圈的形状，以及转动轴处于线圈平面内哪个位置均无关，但转轴必须与磁场垂直. 2.交流电的有效值，是根据电流的热效应规定的，即在同一时间内跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值.对正弦交流电而言，它们与最大 值的关系是：I= I m ，U= U m .222 2

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

交流电的产生和变化规律

交流电的产生和变化规律 我通过以下教学组织形式来让学生理解交流电的产生和变化规律的： 一、创设情景，导入新课： 由于在日常生活中，同学们常常要和交流电打交道，但是对交流电的认识还是有些模糊，因此，课下我要求各组搜集资料自主学习，在引入新课时，学生利用自己收集到资料，进行猜想和假设，教师进行总结评价，对表现优秀的学生进行表扬。提出问题：既然交流电在我们的生活、生产中用得这么广泛，那交流电是如何产生的呢？这节课我们就来学习与此相关的内容-----交流电的产生和变化规律。 二、实验演示，讲授新课 1.认识交流电 ⑴.【播放视频】观察两种情况下小灯珠的发光情况：①用两节干电池给小灯珠供电②用手摇发电机连接小灯珠，摇动发电机 【问题1】小灯珠的不闪烁与小灯珠的闪烁，说明了什么问题？ ⑵【播放视频】观察两种情况下电表指针的摆动情况：①用电压表测干电池两极电压②用手摇发电机连接电压计，摇动发电机 【问题2】电表指针的不摆动与电表指针的左右摆动，说明了什么问题？ ⑶【播放视频】观察二极管的发光情况：手摇发电机连接两个发光二极管，摇动发电机 【问题3】二极管轮流发光说明什么问题？ 以上三个问题均由学生观察、比较、思考和讨论后回答，教师可以适当提示和点拨。 2.【分组实验】用示波器观察直流电与正弦交流电的波形 同学们注意观察，直流电的波形和交流电的波形有什么区别呢？ a、直流电波形

可以看出交流电随着时间的变化而在不断的发生周期性的变化。 b、交流电波形 学生通过比较两种波形的不同，运用直流电和数学知识可得到交流电的概念，这样认识已经上升到理性层面。叫几个同学来进行总结，把观察到的现象及规律说出来和大家一起分亨。【板书】一、交流电 （1.）交流电：在电路中，大小和方向随时间作周期性变化的电压和电流，分别称为交变电流和交变电压，统称交流电。 学生举出交流电的应用（家庭电路中的电流、电压 （2.）交流电分为正弦交流电和非正弦交流电 正弦交流电：大小和方向随时间按正弦规律变化的电压和电流，又叫单相交流电 文字符号：AC 图形符号：～ 非正弦交流电：大小和方向随时间不按正弦规律变化的电压和电流. 三、几种常见的交变电流 ①正弦交流电 ②矩形波 ③三角波 4.交流电的产生及变化规律 每个小组发一个手摇发电机，观察认各部分结构 结构:形成磁场的磁极，矩形线圈、金属滑环、电刷

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

交流电的产生

交流电的产生 交流电（英文:AlternatingCurrent，简写AC）是指大小和方向都发生周期性变化的电流，因为周期电流在一个周期内的运行平均值为零，称为交变电流或简称交流电。英文简写为AC。不同直流电，其方向都是一样。通常波形为正弦曲线。交流电可以有效传输电力。但实际上还有应用其他的波形，例如三角形波、正方形波。生活中使用的市电就是具有正弦波形的交流电。 交流电（英语：Alternating Current，简写AC）是指大小和方向都发生周期性变化的电流，因为周期电流在一个周期内的运行平均值为零，称为交变电流或简称交流电。不同于方向不随时间发生改变的直流电。 通常波形为正弦曲线。交流电可以有效传输电力。但实际上还有应用其他的波形，例如三角形波、正方形波。生活中使用的市电就是具有正弦波形的交流电。 发明最早交流发电机的是法国工程师A.M.皮克西（1832年） 以正弦交流电应用最为广泛，且其他非正弦交流电一般都可以经过数学处理后，化成为正弦交流电的叠加。正弦电流（又称简谐电流），是时间的简谐函数。 当闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，线圈里就产生大小和方向作周期性改变的正弦交流电。 现在使用的交流电，一般频率是50Hz 。

我们常见的电灯、电动机等用的电都是交流电。在实用中，交流电用符号"~"表示。 电流随时间的变化规律，由此看出：正弦交流电三个要素：最大值（有效值）、周期（频率或角频率）和相位（初相位）。交流电所要讨论的基本问题是电路中的电流、电压关系以及功率（或能量）的分配问题。由于交流电具有随时间变化的特点，因此产生了一系列区别于直流电路的特性。在交流电路中使用的元件不仅有电阻，而且有电容元件和电感元件，使用的元件多了，现象和规律就复杂了。

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．

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=

交变电流的产生和描述(含答案)

考点内容 要求 考纲解读 交变电流、交变电流的图象 Ⅰ 1．交变电流的产生及其各物理量的变化规律，应用交流电的图象解决问题． 2．利用有效值的定义，对交变电流的有效值进行计算． 3．理想变压器原、副线圈中电流、电压、功率之间的关系应用，变压器动态变化的分析方法． 4．远距离输电的原理和相关计算． 5．传感器的简单使用，能够解决与科技、社会紧密结合的问题. 正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 Ⅰ 理想变压器 Ⅰ 远距离输电 Ⅰ 实验：传感器的简单使用 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