第一篇：高中物理 第三章 電磁感應(yīng) 第三節(jié) 交變電流教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修1-11

交變電流

一、設(shè)計(jì)思想

作為選修1—1的內(nèi)容，本節(jié)課和以前的必修教材相比只要求學(xué)生對(duì)交 流發(fā)電機(jī)的原理、交流電的變化規(guī)律及描述具有簡(jiǎn)單的認(rèn)知，并不要求深入研究。另外本節(jié)和以前相比增加了電容器在交流電路中的應(yīng)用，要求并不高。根據(jù)本節(jié)課的特點(diǎn)，在授課中更多的采用在教師的引導(dǎo)下由學(xué)生自己解決問(wèn)題方式。

二、教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能：

1、了解交流發(fā)電機(jī)的工作原理；

2、了解交流電的變化規(guī)律，知道交流電的有效值；

3、了解電容器在交流電路中簡(jiǎn)單應(yīng)用。過(guò)程與方法：

通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析，積極探索，得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的 實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒂^察分析能力，養(yǎng)成科學(xué)的思維方法。情感、態(tài)度與價(jià)值觀：

激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的習(xí)慣。

三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：交流電的產(chǎn)生原理和簡(jiǎn)單描述 難點(diǎn)：電容器在交流電路中的應(yīng)用。

四、教學(xué)資源

手搖發(fā)電機(jī)、電池、燈泡、導(dǎo)線、電流計(jì)、電鍵、學(xué)生電源、示波器、電容器

五、主要教學(xué)過(guò)程

引入：簡(jiǎn)介歷史上電的發(fā)展歷程和電在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。

提問(wèn)：電從何而來(lái)？ 板書(shū)：

三、交變電流

問(wèn)題一：交流發(fā)電機(jī)工作原理： 實(shí)驗(yàn)演示：

（1）將電池、燈泡、電鍵連成簡(jiǎn)單的串聯(lián)電路，電鍵閉合，燈泡 被點(diǎn)亮。提問(wèn)：電從何而來(lái)？（2）將手搖發(fā)電機(jī)代替電池接入串聯(lián)電路，電鍵閉合，轉(zhuǎn)動(dòng)手搖 發(fā)電機(jī)的搖把，燈泡被點(diǎn)亮。

提問(wèn)：這時(shí)電又從何而來(lái)？

教師引導(dǎo)學(xué)生觀察發(fā)電機(jī)的構(gòu)造，由學(xué)生試著畫(huà)其原理圖。教師做指 導(dǎo)。

教師小結(jié)學(xué)生畫(huà)原理圖的情況，給出課本55頁(yè)圖3.3-1，介紹發(fā)電機(jī) 的構(gòu)造：定子、轉(zhuǎn)子。

板書(shū)：

（一）發(fā)電機(jī)

1、構(gòu)造：

教師提問(wèn)：發(fā)電機(jī)是如何發(fā)電的呢？

學(xué)生分組討論、教師適當(dāng)做引導(dǎo)、最后由各組派代表小結(jié)發(fā)電機(jī)工作 原理

教師總結(jié)發(fā)電機(jī)工作原理。

板書(shū)：

2、工作原理：轉(zhuǎn)動(dòng)——穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化——線圈 中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)——若電路閉合，產(chǎn)生電流。

問(wèn)題二：交流電的特征及描述

實(shí)驗(yàn)演示：（1）電池作為電源，將燈泡接入電路，觀察燈泡點(diǎn)亮后的情況。（2）用手搖發(fā)電機(jī)代替電池接入電路，觀察燈泡在搖把轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中亮度情況。

教師提問(wèn)：兩種情況下燈泡點(diǎn)亮情況有什么不同？

燈泡亮度變化說(shuō)明什么？

那么電流是怎樣變化的呢？我們?nèi)绾斡^察到它的變化？ 實(shí)驗(yàn)演示：把電流表接入電路，觀察搖把轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中示數(shù)變化。學(xué)生小結(jié)實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果，教師總結(jié)。板書(shū)：

（二）交變電流

1、大小、方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做交變電流；

各種電池供給的電流只沿一個(gè)方向流動(dòng)，叫做直流。教師提問(wèn)：我們家庭用電是由電網(wǎng)送來(lái)的，它是直流電還是交流電呢？請(qǐng)大家用示波器自己觀察一下。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)：由學(xué)生分組操作課本56頁(yè)的實(shí)驗(yàn)。教師適度引導(dǎo)學(xué)生觀察交流電的變化特點(diǎn)。

找各組學(xué)生代表總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和交流電的變化特點(diǎn)。教師補(bǔ)充、總結(jié)。

板書(shū)：

2、變化規(guī)律：電流、電壓隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，叫做正弦式電流。

3、交流電的描述：

（1）周期：交流完成一次周期性變化所用時(shí)間，通常用T表示，單位是秒；

（2）頻率：交流在1秒內(nèi)發(fā)生周期性變化的次數(shù)。通常用f表示，單位是赫茲Hz； T=1/f；f=1/T，我國(guó)使用的交流電頻率是50Hz。

教師提問(wèn)：請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算小燈泡的功率。

學(xué)生會(huì)自然提出問(wèn)題：交流電的電流和電壓隨時(shí)間在變化，該用哪一個(gè)值呢？

教師給出有效值的概念和定義方法。板書(shū)：（3）有效值：

a、根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定：把交流和直流分別通過(guò)相同的電阻，如果在相等的時(shí)間里它們產(chǎn)生的熱量相等，我們就把這個(gè)直流電壓、電流的數(shù)值稱做交流電壓、電流的有效值。b、按正弦規(guī)律變化的交流，有效值和峰值之間的關(guān)系： Ue=Um/√2≈0.707Um

Ie=Im/√2≈0.707Im

c、在使用交流電的電器設(shè)備上，標(biāo)注的額定電壓、額定電流值都是交流的有效值。

問(wèn)題三：交流電能夠通過(guò)電容器

實(shí)驗(yàn)演示：把電容器接入串聯(lián)電路，當(dāng)電源為電池時(shí)，燈泡不亮，當(dāng)電源手搖發(fā)電機(jī)時(shí)燈泡被點(diǎn)亮。提問(wèn)：說(shuō)明了什么？

教師提問(wèn)：為什么交流電能通過(guò)電容器？ 教師引導(dǎo)學(xué)生思考討論：

交流電變化的一個(gè)周期內(nèi)電容器會(huì)經(jīng)歷哪些過(guò)程？

電容器充放電過(guò)程中，電荷是怎樣運(yùn)動(dòng)的？

教師結(jié)合課本57頁(yè)圖3.3-7引導(dǎo)學(xué)生分析交流通過(guò)電容器的實(shí)質(zhì)過(guò)程。

結(jié)合課本58頁(yè)圖3.3-

8、3.3-9簡(jiǎn)單介紹電容器在收音機(jī)和收錄機(jī)中的應(yīng)用。

板書(shū)：

（三）交流電能夠通過(guò)電容器

1、電容器能夠“隔直流、通交流”

2、電容器在電子技術(shù)中有重要應(yīng)用。

六、課堂小結(jié) 讓學(xué)生總結(jié)出本節(jié)課的知識(shí)內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)。

七、板書(shū)設(shè)計(jì)

三、交變電流

（一）發(fā)電機(jī)

1、構(gòu)造：定子、轉(zhuǎn)子

2、工作原理：轉(zhuǎn)動(dòng)——穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化——線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)——若電路閉合，產(chǎn)生電流。

（二）交變電流

1、大小、方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做交變電流；

各種電池供給的電流只沿一個(gè)方向流動(dòng)，叫做直流。

2、變化規(guī)律：電流、電壓隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，叫做正弦式電流。

3、交流電的描述：

（1）周期：交流完成一次周期性變化所用時(shí)間，通常用T表示，單位是秒；

（2）頻率：交流在1秒內(nèi)發(fā)生周期性變化的次數(shù)。通常用f表示，單位是赫茲Hz；

T=1/f；f=1/T，我國(guó)使用的交流電頻率是50Hz。

（3）有效值：

a、根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定：把交流和直流分別通過(guò)相同的電阻，如果在相等的時(shí)間里它們產(chǎn)生的熱量相等，我們就把這個(gè)直流電壓、電流的數(shù)值稱做交流電壓、電流的有效值。b、按正弦規(guī)律變化的交流，有效值和峰值之間的關(guān)系： Ue=Um/√2≈0.707Um

Ie=Im/√2≈0.707Im

c、在使用交流電的電器設(shè)備上，標(biāo)注的額定電壓、額定電流值都是交流的有效值。

（三）交流電能夠通過(guò)電容器

1、電容器能夠“隔直流、通交流”

2、電容器在電子技術(shù)中有重要應(yīng)用。

八、課后反思

第二篇：2017粵教版高中物理選修第二章《交變電流的產(chǎn)生及描述》word學(xué)案

學(xué)案3　習(xí)題課：交變電流的產(chǎn)生及描述

[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]

1.理解交變電流的產(chǎn)生過(guò)程，能夠求解交變電流的瞬時(shí)值.2.理解交變電流圖象的物理意義.3.知道交變電流“四值〞的區(qū)別，會(huì)求解交變電流的有效值．

1．線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生正弦式交變電流，瞬時(shí)值表達(dá)式e＝Emsin_ωt(從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí))．

2．正弦式交變電流的最大值Em＝nBSω，即最大值由線圈匝數(shù)n、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω及線圈面積S決定，與線圈的形狀、轉(zhuǎn)軸的位置無(wú)關(guān)(填“有關(guān)〞或“無(wú)關(guān)〞)．

3．線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的平均電動(dòng)勢(shì)，要用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算，即＝n.4．正弦交流電的有效值U＝，I＝.其他非正弦交流電的有效值根據(jù)電流的熱效應(yīng)求解.一、對(duì)交變電流產(chǎn)生規(guī)律的理解

求解交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值時(shí)：(1)先要計(jì)算峰值Em＝nBSω；(2)確定線圈從哪個(gè)位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，以便確定瞬時(shí)值表達(dá)式是按正弦規(guī)律變化還是按余弦規(guī)律變化；(3)確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω(以rad/s作單位)；(4)最后確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式．

例1　圖1甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖．其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)n＝100匝，電阻r＝10

Ω，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R＝90

Ω，與R并聯(lián)的交變電壓表為理想電表．在t＝0時(shí)刻，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，穿過(guò)每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化．求：

圖1

(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值；

(2)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式．

(3)線圈轉(zhuǎn)過(guò)

s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值．

(4)電路中交變電壓表的示數(shù)．

解析(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝nBSω

而Φm＝BS，ω＝，所以Em＝

由Φ－t圖線可知，Φm＝2.0×10－2

Wb，T＝0.2

s

所以Em＝20π

V＝62.8

V.(2)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝＝

rad/s＝10π

rad/s，由于從垂直中性面處開(kāi)始計(jì)時(shí)，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝Emcos

ωt＝62.8cos

(10πt)

V

(3)當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)

s時(shí)

e＝20πcos

(10π×)

V＝10π

V≈31.4

V

(4)電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝＝10π

V

U＝E＝×10π

V＝9π

V≈40

V

答案(1)62.8

V(2)e＝62.8cos

(10πt)

V(3)31.4

V

(4)40

V

二、交變電流圖象的應(yīng)用

正弦交流電的圖象是一條正弦曲線，從圖象中可以得到以下信息：

(1)交變電流的峰值Im、Em、周期T、頻率f.(2)可根據(jù)線圈轉(zhuǎn)至中性面時(shí)電流為零的特點(diǎn)，確定線圈處于中性面的時(shí)刻，確定了該時(shí)刻，也就確定了磁通量最大的時(shí)刻和磁通量變化率最小的時(shí)刻．

(3)可根據(jù)線圈轉(zhuǎn)至與磁場(chǎng)平行時(shí)感應(yīng)電流最大的特點(diǎn)，確定線圈與中性面垂直的時(shí)刻．此時(shí)刻也就是磁通量為零的時(shí)刻和磁通量變化率最大的時(shí)刻．

例2(雙選)如圖2所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的正弦交流電的圖象，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交流電的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()

圖2

A．在圖中t＝0時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量均為零

B．線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為2∶3

C．交流電a的瞬時(shí)值為u＝10sin

(5πt)

V

D．交流電b的最大值為

V

解析　由題圖可知，t＝0時(shí)刻線圈均在中性面，穿過(guò)線圈的磁通量最大，A錯(cuò)誤；由題圖可知Ta∶Tb＝2∶3，故na∶nb＝3∶2，B錯(cuò)誤；由題圖可知，C正確；因ωa∶ωb＝3∶2，交流電最大值Um＝nBSω，故Uma∶Umb＝3∶2，Umb＝Uma＝

V，D正確．

答案　CD

三、交變電流有效值的計(jì)算

求解有效值的一般方法和技巧：

(1)首先要分析交變電流的變化規(guī)律，正弦式交變電流的最大值和有效值的關(guān)系是I＝、U＝，非正弦式交變電流一般不符合此關(guān)系．

(2)對(duì)于非正弦式交變電流，可在一個(gè)周期內(nèi)分段求出產(chǎn)生的熱量，再求熱量的總和Q.將總熱量Q用相應(yīng)的物理量I或U來(lái)表示(如Q＝I2RT或Q＝T)，那么I或U為非正弦式交變電流的相應(yīng)有效值．

例3(單項(xiàng)選擇)如圖3表示一交流電電流隨時(shí)間變化的圖象，其中電流的正值為正弦曲線的正半周，其最大值為Im；電流的負(fù)值強(qiáng)度為Im，那么該交流電的有效值為

()

圖3

A.B.Im

C．Im

D.Im

解析　根據(jù)有效值的定義，取一個(gè)周期T，那么

Q＝()2R＋I(xiàn)R＝I2RT

解得：I＝Im，應(yīng)選D.答案　D

四、交變電流“四值〞的應(yīng)用比擬

交變電流的四值，即峰值、有效值、瞬時(shí)值、平均值，在不同情況下的使用：

(1)在研究電容器的耐壓值時(shí)，只能用峰值．

(2)在研究交變電流做功、電功率及產(chǎn)生的熱量時(shí)，只能用有效值，交流電表顯示的也是有效值．

(3)在研究交變電流通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量時(shí)，只能用平均值．

(4)在研究某一時(shí)刻線圈受到的安培力時(shí)，只能用瞬時(shí)值．

特別提醒(1)交變電流的平均值是針對(duì)某一過(guò)程的物理量，在不同的時(shí)間內(nèi)平均值一般不相同．

(2)平均電動(dòng)勢(shì)不等于初、末兩時(shí)刻瞬時(shí)值的平均值，必須用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算即＝n.例4　一個(gè)電阻為r、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈abcd共N匝，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸OO′以如圖4所示的角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R.圖4

(1)寫(xiě)出此刻線圈感應(yīng)電流的方向．

(2)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為多大？

(3)線圈平面與磁感線夾角為60°時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大？

(4)設(shè)發(fā)電機(jī)由柴油機(jī)帶動(dòng)，其他能量損失不計(jì)，線圈轉(zhuǎn)一周柴油機(jī)做多少功？

(5)從圖示位置開(kāi)始，線圈轉(zhuǎn)過(guò)60°的過(guò)程中通過(guò)R的電荷量是多少？

(6)圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？

解析(1)由右手定那么可判定電流的方向沿adcba.(2)Em＝NBSω＝NBωL2.(3)線圈平面與B成60°角時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

e＝Emcos

60°＝NBωL2.(4)電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝.電流的有效值I＝，由于不計(jì)能量損失，柴油機(jī)做的功全部轉(zhuǎn)化為電能，線圈轉(zhuǎn)一周，柴油機(jī)做的功

W＝EIt＝t＝·＝.(5)通過(guò)R的電荷量

q＝·Δt＝·Δt

＝N＝＝

(6)電流表示數(shù)I＝＝＝

電壓表示數(shù)U＝IR＝

答案　見(jiàn)解析

1．(交變電流圖象的應(yīng)用)(雙選)圖5甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中甲電壓按正弦規(guī)律變化．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()

圖5

A．甲表示交流電，乙表示直流電

B．兩種電壓的有效值相等

C．甲電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝311sin

(100πt)

V

D．甲交變電流的有效值比乙交變電流的有效值大

答案　CD

解析　兩題圖中電壓的大小和方向都隨時(shí)間變化，在t軸的上方為正，下方為負(fù)，A錯(cuò)．有效值E＝只對(duì)正弦交流電適用，將兩個(gè)圖象疊放在一起，可以看出兩個(gè)交變電流的最大值相等，甲對(duì)應(yīng)的有效值大，所以B錯(cuò)，D對(duì)．由題圖甲可知C對(duì)．

2．(交變電流有效值的計(jì)算)(單項(xiàng)選擇)如圖6所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時(shí)間的變化關(guān)系．假設(shè)使這兩種電流分別通過(guò)兩個(gè)完全相同的電阻，那么經(jīng)過(guò)1

min的時(shí)間，兩電阻消耗的電功之比W甲∶W乙為()

圖6

A．1∶

B．1∶2

C．1∶3

D．1∶6

答案　C

解析　電功的計(jì)算，I要用有效值計(jì)算，題圖甲中，由有效值的定義得()2R×2×10－2＋0＋()2R×2×10－2＝IR×6×10－2，得I1＝

A；題圖乙中，I的值不變，故I2＝1

A，由W＝UIt＝I2Rt可以得到W甲∶W乙＝1∶3.C正確．

3．(對(duì)交變電流產(chǎn)生規(guī)律的理解)如圖7所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)“π〞形導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T，線框的CD邊長(zhǎng)為20

cm，CE、DF長(zhǎng)均為10

cm，轉(zhuǎn)速為50

r/s.假設(shè)從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)：

圖7

(1)寫(xiě)出線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；

(2)在e－t坐標(biāo)系中作出線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象．

答案(1)e＝10cos

(100πt)

V(2)見(jiàn)解析圖

解析(1)線框轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始計(jì)時(shí)的位置為線圈平面與磁感線平行的位置，在t時(shí)刻線框轉(zhuǎn)過(guò)的角度為ωt，此時(shí)刻e＝Bl1l2ωcos

ωt，即e＝BSωcos

ωt，其中B＝

T，S＝0.1×0.2

m2＝0.02

m2，ω＝2πn＝2π×50

rad/s＝100π

rad/s，故e＝×0.02×100πcos

(100πt)

V，即e＝10cos

(100πt)

V.(2)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象如下圖．

4．(交變電流“四值〞的應(yīng)用比擬)如圖8所示，單匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸從圖示位置開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，線圈中電動(dòng)勢(shì)大小為10

V，求：

圖8

(1)交變電動(dòng)勢(shì)的峰值；

(2)交變電動(dòng)勢(shì)的有效值；

(3)與線圈相接的交流電壓表的示數(shù)．

答案(1)20

V(2)10

V(3)10

V

解析(1)圖示位置為中性面，從此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e＝Emsin

ωt，將ωt＝，e＝10

V代入上式，求得

Em＝20

V.(2)此電流為正弦交變電流，所以交變電動(dòng)勢(shì)的有效值

E＝＝

V＝10

V.(3)此交流電壓表測(cè)的是電動(dòng)勢(shì)的有效值，大小為10

V.題組一　對(duì)交變電流產(chǎn)生規(guī)律的理解

1．(單項(xiàng)選擇)如圖1所示，在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一單匝矩形導(dǎo)線框可繞垂直于磁場(chǎng)方向的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)．在線框由水平位置以角速度ω勻速轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，穿過(guò)線框面的最大磁通量為Φ，導(dǎo)線框的電阻為R，那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是

()

圖1

A．導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到如下圖的位置時(shí)電流的方向?qū)l(fā)生改變

B．導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到如下圖的位置時(shí)電流的方向?yàn)閎adc

C．以圖中位置作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，該導(dǎo)線框產(chǎn)生的交流電瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝Φωsin

ωt

D．以圖中位置作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，該導(dǎo)線框產(chǎn)生的交流電瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝Φωcos

ωt

答案　D

2．(單項(xiàng)選擇)面積均為S的兩個(gè)電阻相同的線圈，分別放在如圖2甲、乙所示的磁場(chǎng)中，甲圖中是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線圈在磁場(chǎng)中以周期T繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，乙圖中磁場(chǎng)變化規(guī)律為B＝B0cos

t，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，那么

()

圖2

A．兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同

B．兩線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)到達(dá)最大值的時(shí)刻不同

C．經(jīng)相同的時(shí)間t(t＞T)，兩線圈產(chǎn)生的熱量不同

D．從此時(shí)刻起，經(jīng)T/4時(shí)間，流過(guò)兩線圈橫截面的電荷量不同

答案　A

解析　甲圖中的磁通量變化規(guī)律為Φ甲＝B0Scos

t，乙圖中磁通量的變化規(guī)律為Φ乙＝B0Scos

t.由于兩線圈中的磁通量變化規(guī)律相同，那么兩線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律相同，到達(dá)最大值的時(shí)刻也相同，有效值E也相同，又因兩線圈電阻相同，所以Q＝t也相同，經(jīng)過(guò)時(shí)間，流過(guò)兩線圈橫截面的電荷量q＝·也相同，故A正確．

題組二　交變電流圖象的應(yīng)用

3．(單項(xiàng)選擇)某臺(tái)家用柴油發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)能夠產(chǎn)生與我國(guó)照明電網(wǎng)相同的交變電流．現(xiàn)在該發(fā)電機(jī)出現(xiàn)了故障，轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速只能到達(dá)正常工作時(shí)的一半，那么它產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象是

()

答案　B

解析　線圈轉(zhuǎn)速為正常時(shí)的一半，據(jù)ω＝2πn＝知，周期變?yōu)檎r(shí)的2倍，又據(jù)Em＝nBSω知，最大值變?yōu)檎r(shí)的一半，結(jié)合我國(guó)電網(wǎng)交流電實(shí)際情況，知正確選項(xiàng)為B.4．(單項(xiàng)選擇)一矩形金屬線圈共10匝，繞垂直磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的情況如圖3所示，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是

()

圖3

A．此交流電的頻率為0.2

Hz

B．此交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為1

V

C．t＝0.1

s時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行

D．在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)線圈的最大磁通量為

Wb

答案　D

解析　由題圖可知，此交流電的周期T＝0.2

s，頻率f＝＝5

Hz，A錯(cuò)誤．E＝＝

V，B錯(cuò)誤．t＝0.1

s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，線圈平面與磁感線垂直，C錯(cuò)誤．因Em＝nBSω，其中n＝10，ω＝＝10π

rad/s，故Φ＝BS＝

Wb，D正確．

5．(單項(xiàng)選擇)如圖4(a)所示，一矩形線圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并繞過(guò)ab、cd中點(diǎn)的軸OO′以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．假設(shè)以線圈平面與磁場(chǎng)夾角θ＝45°時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，如圖(b)所示，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎敲匆韵滤镜乃姆鶊D中能正確描述該電流的是()

圖4

答案　D

解析　由楞次定律知，t＝0時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)樨?fù)，線圈平面與中性面的夾角為－θ＝，線圈再轉(zhuǎn)過(guò)到達(dá)中性面，所以，在線圈轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中電流在減小，轉(zhuǎn)過(guò)的角度α＝時(shí)，i＝0，因而只有D項(xiàng)正確．

題組三　交變電流有效值的計(jì)算

6．(單項(xiàng)選擇)如圖5所示是一交變電流的i－t圖象，那么該交變電流的有效值為

()

圖5

A．4

A

B．2

A

C.A

D.A

答案　D

解析　根據(jù)有效值的定義可得：

()2R·＋(4)2R＝I2RT，解得：I＝

A，應(yīng)選D.7．(單項(xiàng)選擇)如圖6所示，A、B是兩個(gè)完全相同的電熱器，A通以圖甲所示的方波交變電流，B通以圖乙所示的正弦交變電流，那么兩電熱器的電功率PA∶PB等于

()

圖6

A．5∶4

B．3∶2

C.∶1

D．2∶1

答案　A

解析　設(shè)方形波的有效值為I1，那么IR＋I(xiàn)R＝IRT，解得：I1＝

I0

正弦交流電有效值為：I2＝

所以PA∶PB＝IR∶IR＝5∶4，應(yīng)選A.題組四　交變電流“四值〞的應(yīng)用比擬

8．(雙選)如圖7所示，單匝矩形線圈放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以恒定的角速度ω繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，線圈所圍面積為S，線圈導(dǎo)線的總電阻為R.t＝0時(shí)刻線圈平面與紙面重合．那么()

圖7

A．線圈中電流t時(shí)刻瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝cos

ωt

B．線圈中電流的有效值為I＝

C．線圈中電流的有效值為I＝

D．線圈消耗的電功率為P＝

答案　CD

解析　回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em＝BSω，電流最大值Im＝＝，t＝0時(shí)線圈在中性面，故電流瞬時(shí)值表達(dá)式i＝sin

ωt.線圈中電流的有效值I＝＝，P＝I2R＝，故A、B錯(cuò)誤，C、D正確．

9.如圖8所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)內(nèi)阻r＝3

Ω、面積S＝0.02

m2的半圓形導(dǎo)線框可繞OO′軸旋轉(zhuǎn)．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝

T．假設(shè)線框以ω＝100π

rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．且通過(guò)電刷給“6

V、12

W〞的小燈泡供電，那么：

圖8

(1)假設(shè)從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，求線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；

(2)從圖示位置開(kāi)始，線框轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，流過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量是多少？該電荷量與線框轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢是否有關(guān)？

(3)由題所給條件，判斷外電路所接小燈泡能否正常發(fā)光？如不能，那么小燈泡實(shí)際功率為多大？

答案(1)e＝10cos

(100πt)

V(2)

C　無(wú)關(guān)(3)不能

W

解析(1)線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝BSω＝×0.02×100π

V＝

V

因線框轉(zhuǎn)動(dòng)從平行于磁感線位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式

e＝Emcos

ωt＝10cos

(100πt)

V.(2)線框轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)＝.流過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量q＝·Δt＝，又燈泡電阻R＝＝

Ω＝3

Ω.故q＝＝

C＝

C，與線框轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢無(wú)關(guān)．

(3)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝＝10

V，燈泡兩端電壓U＝R＝5

V.因U＜6

V，故燈泡不能正常發(fā)光．

其實(shí)際功率P＝＝

W＝

W.

第三篇：交變電流教學(xué)流程圖

交

變

電

流

三維目標(biāo)

知識(shí)與技能

1、知道正弦交流電是矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的．知道中性面的概念．

2、掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法，理解描述正弦交流電的物理量的物理含義． 過(guò)程與方法

1、掌握描述物理規(guī)律的基本方法——文字法、公式法、圖像法．

2、培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、空間想象能力、立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖進(jìn)行處理問(wèn)題的能力．

3、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決處理物理問(wèn)題的能力．

情感態(tài)度與價(jià)值觀

培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的精神．

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

1、重點(diǎn)：交變電流產(chǎn)生的物理過(guò)程的分析及中性面的特點(diǎn)．

2、難點(diǎn)：交變電流產(chǎn)生的物理過(guò)程的分析及規(guī)律的理論探究．

師生互動(dòng)設(shè)計(jì)：

對(duì)于交變電流的產(chǎn)生，采取由感性到理性，由定性到定量，逐步深入的師生探究方法．為了有利于學(xué)生理解和掌握，教學(xué)中用示波器或模型配合講解．

授課時(shí)數(shù)：1課時(shí) 教學(xué)過(guò)程：

一、新課引入：法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，開(kāi)啟電氣時(shí)代的新紀(jì)元。展示部分家用電器及供電線路，二、新課教學(xué)：交變電流教學(xué)流程圖

教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng)

1、創(chuàng)設(shè)情景：觀察磁體對(duì)燈泡燈絲的作用

原因猜測(cè)：

可能出現(xiàn)結(jié)果

1、電流的大小變化

2、電流的方向變化

3、大小和方向都變化

2、實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

1、電流表檢驗(yàn)

2、示波器

3、交變電流的概念

4、交變電流的產(chǎn)生過(guò)程

模型展示

師生總結(jié)： 中性面：線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面．

（1）線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，但ab和cd邊都不切割磁感線，所以線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零．

（2）線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過(guò)中性面，電流方向改變兩次．

5、交變電流的圖象

6、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論探究

7、展示幾種常見(jiàn)的交變電流

三、課堂小結(jié)

四、教學(xué)反思

五、評(píng)課意見(jiàn)

深化理解：例題討論

思維訓(xùn)練：立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖

過(guò)程分析：

討論電動(dòng)勢(shì)與電流方向

猜測(cè)圖象形狀：

理論推導(dǎo)

第四篇：交變電流 教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)反思

《交變電流》教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)反思

甘肅 隴西一中 唐月有 748100

一、教材分析

交變電流知識(shí)對(duì)生產(chǎn)和生活關(guān)系密切，有廣泛的應(yīng)用，考慮到高中階段只對(duì)交流電的產(chǎn)生、描述方法、基本規(guī)律作簡(jiǎn)要的介紹，這些知識(shí)是已學(xué)過(guò)的電磁感應(yīng)的引伸，所以在教學(xué)過(guò)程中對(duì)開(kāi)闊學(xué)生思路、提高能力是很有好處的。

為了適應(yīng)學(xué)生的接受能力，教材采取從感性到理性、從定性到定量逐漸深入的方法講述這個(gè)問(wèn)題.教材先用教具演示矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生交流電，以展示交流電是怎樣產(chǎn)生的.并強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生觀察教材圖5．１－３所示線圈通過(guò)甲、乙、丙、丁四個(gè)特殊位置時(shí)，電流表指針變化的情況，分析電動(dòng)勢(shì)和電流方向的變化，這樣學(xué)生就會(huì)對(duì)電動(dòng)勢(shì)和電流的變化情況有個(gè)大致的了解.然后讓學(xué)生用右手定則獨(dú)立分析線圈中電動(dòng)勢(shì)和電流的方向.這樣能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析能力。

關(guān)于交變電流的變化規(guī)律，教材利用上章學(xué)過(guò)的法拉第電磁感應(yīng)定律引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推導(dǎo)，得出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值和最大值的表達(dá)式，進(jìn)而根據(jù)閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律推出電流與電壓瞬時(shí)值與最大值的表達(dá)式。

二、教學(xué)目標(biāo)

1、知識(shí)與技能

（1）知道什么是交變流電。并理解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是中性面。（2）掌握交變電流的變化規(guī)律，及表示方法。

（3）理解交變電流的瞬時(shí)值和最大值及中性面的準(zhǔn)確含義。

（4）知道幾種常見(jiàn)的交變電流。如正弦式交變電流、鋸齒形交變電流、矩形脈沖電流。

2、過(guò)程與方法

（1）掌握描述物理量的三種基本方法（文字法、公式法、圖象法）。

（2）培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，空間想象能力以及將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖形的能力。（3）培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決處理物理問(wèn)題的能力。

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

結(jié)合實(shí)際情況培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的思想.三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：

1、交變電流產(chǎn)生的物理過(guò)程的分析.2、交變電流的變化規(guī)律的圖象描述。難點(diǎn)：１、交變電流的變化規(guī)律及應(yīng)用.２、圖象與實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系的理解。

四、學(xué)情分析

2、abcd線框在磁場(chǎng)中繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，哪些邊切割磁感線？

3、線框轉(zhuǎn)到什么位置，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大？

4、線框轉(zhuǎn)動(dòng)到什么位置時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最??？ 利用多媒體課件，屏幕上打出中性面概念： 1.中性面——線框平面與磁感線垂直位置.2.線圈處于中性面位置時(shí)，穿過(guò)線圈Φ最大，但e = 0.3.線圈越過(guò)中性面，線圈中I感方向要改變.線圈轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電流I感方向改變兩次.4、如果從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω，經(jīng)時(shí)間t，線圈轉(zhuǎn)到圖示位置，ab邊與cd邊的速度方向與磁場(chǎng)方向夾角為θ=ωt，屏幕上打出線圈水平投影圖，如圖所示.設(shè)ab=cd=l1 磁感應(yīng)強(qiáng)度B，bc=ad=l2

這時(shí)ab邊E感多大？

5、cd邊中E感跟ab邊中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相同，又是串聯(lián)在一起，此時(shí)整個(gè)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大？(學(xué)生推導(dǎo)，教師點(diǎn)撥)教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)，屏幕上打出：

1.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流是按正弦規(guī)律變化的.瞬時(shí)表達(dá)式：e =Bl1l2ωsinωt = BSωsinωt

N匝線圈時(shí)，相當(dāng)于N個(gè)完全相同的電源來(lái)個(gè)串聯(lián)，e = NBSωsinωt.其中最大值Em =NBSω 線框和用電器構(gòu)成回路i =

eNBS? = sinωt R?rR?r最大值 Im =NBS?R?r

2.屏幕上使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，如轉(zhuǎn)θ=ωt =60°,150°,210°,300°時(shí)，請(qǐng)學(xué)生分別計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向？

最后將學(xué)生計(jì)算結(jié)論總結(jié)：e =Emsinωt,既能表示電動(dòng)勢(shì)大小，又能表示電動(dòng)勢(shì)方向.由于上面介紹的發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化，所以當(dāng)負(fù)載為電燈等用電器時(shí)，負(fù)載兩端的電壓u、和流過(guò)的電流i，也按正弦規(guī)律變化，即

十、教學(xué)反思

新頒發(fā)的普通高中《物理新課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：物理課程的總目標(biāo)不僅是讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理基礎(chǔ)知識(shí)和技能，更要讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力，并能將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐中，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，新課程標(biāo)準(zhǔn)中最大的特點(diǎn)就是將課堂內(nèi)容與大量的探究活動(dòng)（課內(nèi)或課外）有機(jī)的聯(lián)系起來(lái)，探究活動(dòng)成了課堂教學(xué)中不可缺少的一環(huán)。

交變電流知識(shí)對(duì)生產(chǎn)和生活關(guān)系密切，有廣泛的應(yīng)用，考慮到高中階段只對(duì)交流電的產(chǎn)生、描述方法、基本規(guī)律作簡(jiǎn)要的介紹，這些知識(shí)是已學(xué)過(guò)的電磁感應(yīng)的引伸，所以在教學(xué)過(guò)程中對(duì)開(kāi)闊學(xué)生思路、提高能力是很有好處的。

（一）成功之處

1、交流與直流有許多相似之處，也有許多不同之處。這既是學(xué)習(xí)、了解交流電的關(guān)鍵，也是學(xué)習(xí)、研究新知識(shí)的重要方法．在與已知的知識(shí)做對(duì)比中學(xué)習(xí)和掌握新知識(shí)特點(diǎn)的方法，是物理課學(xué)習(xí)中很有效和很常用的方法。在學(xué)習(xí)交變電流之前，應(yīng)幫助學(xué)生理解直流電和交流電的區(qū)別。其區(qū)別的關(guān)鍵是電流方向是否隨時(shí)間變化。同時(shí)給出了恒定電流的定義——大小和方向均不隨時(shí)間變化。

2、采用“實(shí)驗(yàn)探究”模式，有效調(diào)動(dòng)學(xué)生多種感官，發(fā)展學(xué)生多元智能，面向全體學(xué)生，讓具有不同特點(diǎn)的學(xué)生都能得到發(fā)展，注重因材施教。對(duì)于交變電流的產(chǎn)生，課本采取由感性到理性，由定性到定量，逐步深入的講述方法。為了有利于學(xué)生理解和掌握，教學(xué)中要盡可能用示波器或模型或多媒體課件配合講解。教學(xué)中讓學(xué)生觀察教材中的線圈通過(guò)4個(gè)特殊位置時(shí)電表指針的變化情況，分析電動(dòng)勢(shì)和電流方向的變化，使學(xué)生對(duì)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周中電動(dòng)勢(shì)和電流的變化有比較清楚的了解。

3、用圖像表示交變電流的變化規(guī)律，是一種重要方法，它形象、直觀、學(xué)生易于接受。在學(xué)生已有的圖像知識(shí)的基礎(chǔ)上，較好地掌握這種表述方法。更要讓學(xué)生知道，交變電流有許多種，正弦電流只是其中簡(jiǎn)單的一種。課本中用圖示的方法介紹了常見(jiàn)的幾種，以開(kāi)闊學(xué)生思路，但不要求引伸。

4、在這一節(jié)中學(xué)生要第一次接受許多新名詞，如交變電流、正弦電流、中性面、瞬時(shí)值、最大值（以及下一節(jié)的有效值）等等．要讓學(xué)生明白這些名詞的準(zhǔn)確含義。特別是對(duì)中性面的理解，要讓學(xué)生明確，中性面是指與磁場(chǎng)方向垂直的平面。當(dāng)線圈位于中性面時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)中性面時(shí)，其中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向要改變。

5、課本上介紹的交變電流的產(chǎn)生，實(shí)際上是正弦交流電的產(chǎn)生。以矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)為模型，以線框通過(guò)中性面為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，得到電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間滿足正弦變化的交變電流。這里可以明確指出，電動(dòng)勢(shì)的最大值由線框的匝數(shù)、線框面積、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度和磁感應(yīng)強(qiáng)度共同決定．

6、采用多媒體技術(shù)，免去板書(shū)時(shí)間，大大提高課堂教學(xué)效率。

（二）問(wèn)題反思

第五篇：教學(xué)設(shè)計(jì)案例：交變電流的產(chǎn)生

《交變電流是怎樣產(chǎn)生的》教學(xué)設(shè)計(jì)方案

★新課標(biāo)要求

（一）知識(shí)與技能

1．使學(xué)生理解交變電流的產(chǎn)生原理。2．掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。

3．理解交變電流的瞬時(shí)值和最大值及中性面的準(zhǔn)確含義。

（二）過(guò)程與方法

1．掌握描述物理量的三種基本方法（文字法、公式法、圖象法）。2．培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力以及將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖形的能力。3．培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，體會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的重要性

★教學(xué)重點(diǎn)：

1、中性面的特點(diǎn)；

2、正弦交變電流的產(chǎn)生原理；

3、正弦交變電流的變化規(guī)律、圖象和三角函數(shù)表達(dá)式。

★教學(xué)難點(diǎn)：

1、正弦交變電流的產(chǎn)生原理；

2、正弦交變電流的變化規(guī)律、圖象和三角函數(shù)表達(dá)式。

★教學(xué)方法

演示法、分析法、歸納法。

★教學(xué)工具

手搖發(fā)電機(jī)、小燈泡、示教用的大電流計(jì)、多媒體

★教學(xué)過(guò)程

（一）引入新課

師：出示單相交流發(fā)電機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生首先觀察它的主要構(gòu)造。多媒體演示發(fā)電機(jī)的構(gòu)造及工作原理：

①構(gòu)造：由轉(zhuǎn)子、定子、端蓋和軸承等部件構(gòu)成；定子由定子鐵芯、線包繞組、機(jī)座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成；

②旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)：電樞轉(zhuǎn)動(dòng)，磁極不動(dòng)的發(fā)電機(jī)； ③旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)：磁極轉(zhuǎn)動(dòng)，電樞不動(dòng)的發(fā)電機(jī)；

④工作原理：由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來(lái)，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流，因而交流發(fā)電機(jī)的工作原理是：線圈做切割磁感線從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

演示：手搖發(fā)電機(jī)模型，觀察小燈泡。當(dāng)線框快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，觀察到什么現(xiàn)象? 生：小燈泡亮起來(lái)了。

師：再將手搖發(fā)電機(jī)模型與示教電流表組成閉合電路，當(dāng)線框緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)（或快速擺動(dòng)）時(shí)，觀察到什么? 生：電流表指針左右擺動(dòng)。

師：線圈里產(chǎn)生的電流有什么特點(diǎn)？

生：線圈里產(chǎn)生的電流大小和方向會(huì)變化。

師：這種大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化電流，叫做交變電流。我們生活中大都使用交變流電。交變電流有許多優(yōu)點(diǎn)，今天我們學(xué)習(xí)交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律。

［板書(shū)課題］交變電流

（二）進(jìn)行新課

1、交變電流的產(chǎn)生 師：為什么矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈里能產(chǎn)生交變電流？ 生：討論熱烈。

師：多媒體課件打出下圖。當(dāng)abcd線圈在磁場(chǎng)中繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，哪些邊切割磁感線? 生：ab與cd。

師：當(dāng)ab邊向右、cd邊向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的方向如何? 生：感應(yīng)電流是沿著a→b→c→d→a方向流動(dòng)的。

師：當(dāng)ab邊向左、cd邊向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的方向如何? 生：感應(yīng)電流是沿著d→c→b→a→d方向流動(dòng)的。

師：正是這兩種情況交替出現(xiàn)，在線圈中產(chǎn)生了交變電流。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大? 生：線圈平面與磁感線平行時(shí)，ab邊與cd邊線速度方向都跟磁感線方向垂直，即兩邊都垂直切割磁感線，此時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。

師：線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小? 生：當(dāng)線圈平面跟磁感線垂直時(shí)，ab邊和cd邊線速度方向都跟磁感線平行，即不切割磁感線，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。

師：利用多媒體課件，屏幕上打出中性面概念：

a、概念：平面線圈垂直于磁感線時(shí)，平面線圈所處的位置即為中性面；

b、特點(diǎn)：通過(guò)線圈的磁通量最大，線圈各邊都不切割磁感線，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0；

c、從分析演示實(shí)驗(yàn)二可得：線圈每次經(jīng)過(guò)中性面電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向改變一交，即：線圈每次經(jīng)過(guò)中性面電流方向改變一次；因而線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，線圈中的電流改變兩次；

2．交變電流的變化規(guī)律

設(shè)線圈平面從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是ω。經(jīng)過(guò)時(shí)間t，線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度是ωt，ab邊的線速度v的方向跟磁感線方向間的夾角也等于ωt，如右圖所示。設(shè)ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，bc邊長(zhǎng)L2，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，這時(shí)ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大? 生：eab=BL1vsinωt = BL1·L21ωsinωt =BL1L2sinωt

22師：cd邊中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)跟ab邊中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相同，又是串聯(lián)在一起，此時(shí)整個(gè)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大? 生：e=eab+ecd=BL1L2ωsinωt

師：若線圈有N匝時(shí)，相當(dāng)于N個(gè)完全相同的電源串聯(lián)，e=NBL1L2ωsinωt，令Em=NBL1L2ω，叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值，e叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材，了解感應(yīng)電流的峰值和瞬時(shí)值。

生：根據(jù)閉合電路歐姆定律，感應(yīng)電流的最大值Im=

Em，感應(yīng)電流的瞬時(shí)值i=Imsinωt。R?r師：電路的某一段上電壓的瞬時(shí)值與峰值等于什么? 生：根據(jù)部分電路歐姆定律，電壓的最大值Um=ImR，電壓的瞬時(shí)值U=Umsinωt。

師：電動(dòng)勢(shì)、電流與電壓的瞬時(shí)值與時(shí)間的關(guān)系可以用正弦曲線來(lái)表示，多媒體顯示圖像

（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)

本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題：

1．矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流。

2．從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e=NBSωsinωt，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=NBSω。3．中性面的特點(diǎn)：磁通量最大為Φm，但e=0。

（四）實(shí)例探究

☆交變電流的圖象、交變電流的產(chǎn)生過(guò)程

【例1】一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如圖所示。下面說(shuō)法中正確的是（）

A．t1時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量為零

B．t2時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大

C．t3時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大

D．每當(dāng)e轉(zhuǎn)換方向時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值都為最大

解析：t1、t3時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=0，即為線圈經(jīng)過(guò)中性面的時(shí)刻，此時(shí)線圈的磁通量為最大，但磁通量的變化率卻為零，所以選項(xiàng)A、C不正確。

t2時(shí)刻e=-Em，線圈平面轉(zhuǎn)至與磁感線平行，此時(shí)通過(guò)線圈的磁通量為零，磁通量的變化率卻最大，故B也不正確。

每當(dāng)e變換方向時(shí)，也就是線圈通過(guò)中性面的時(shí)刻，通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值為最大，故D正確。答案：D。

點(diǎn)評(píng)：磁通量Φ、磁通量的變化

ΔΦ及磁通量的變化率必須注意區(qū)分。另外，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知E∝

1、課下閱讀“拓展一步”

2、書(shū)面完成P55“作業(yè)”第3、4、5題；

★教學(xué)設(shè)計(jì)理念：

學(xué)生在高中對(duì)物理的學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)是現(xiàn)實(shí)的，有意義的，富有挑戰(zhàn)性的，本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)將有利于學(xué)生主動(dòng)的進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)、推理與交流, 采用不同的表達(dá)方式，以滿足多樣化的學(xué)習(xí)需求。高中物理的學(xué)習(xí)活動(dòng)不能單純的依賴模仿與記憶，動(dòng)手實(shí)踐，自主探索與合作交流是學(xué)習(xí)的一種重要方式。因而本教學(xué)的設(shè)計(jì)著重讓教師能夠通過(guò)本教案在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用比較簡(jiǎn)單和直觀的課件使學(xué)生更快地掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)。

?Φ屬于有關(guān)聯(lián)但內(nèi)涵完全不同的三個(gè)物理量，?t?Φ，E與Φ和ΔΦ沒(méi)有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。?t 3