第一篇：【物理】3.2《交變電流是怎么產生的》教案(魯科版選修3-2)

知識改變命運，學習成就未來

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線圈中感應電流的方向 沿著a→b→c→d→a方向流動的。

當ab邊向左、cd邊向右運動時，線圈中感應電流的方向如何? 感應電流是沿著d→c→b→a→d方向流動的。

線圈平面與磁感線平行時，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，此時產生感應電動勢最大。

問題2線圈轉到什么位置時，產生的感應電動勢最小？ 答：當線圈平面跟磁感線垂直時，ab邊和cd邊線速度方向都跟磁感線平行，即不切割磁感線，此時感應電動勢為零。中性面概念：

（1）中性面——線框平面與磁感線垂直的位置。（2）線圈處于中性面位置時，穿過線圈Φ最大，但

Δ?Δt

=0。

（3）線圈越過中性面，線圈中I感方向要改變。線圈轉一周，感應電流方向改變兩次。

2、交變電流的變化規(guī)律

設線圈平面從中性面開始轉動，角速度是ω。經過時間t，線圈轉過的角度是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ab邊長為L1，bc邊長L2，磁感應強度為B，這時ab邊產生的感應電動勢多大？

eab=BL1vsinωt = BL1·L22ωsinωt =

12BL1L2sinωt

問：此時整個線框中感應電動勢多大？

e=eab+ecd=BL1L2ωsinωt

若線圈有N匝時，相當于N個完全相同的電源串聯(lián)，e=NBL1L2ωsinωt，令Em=NBL1L2ω，叫做感應電動勢的峰值，e叫做感應電動勢的瞬時值。

根據(jù)部分電路歐姆定律，電壓的最大值Um=ImR，電壓的瞬時值U=Umsinωt。

電動勢、電流與電壓的瞬時值與時間的關系可以用正弦曲線來表示，如下圖所示：

3、實例探究

交變電流的圖象、交變電流的產生過程

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例

1、一矩形線圈，繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內的固定軸轉動，線圈中的感應電動勢e隨時間t的變化如圖所示。下面說法中正確的是（）

A.t1時刻通過線圈的磁通量為零 B.t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大

C.t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大

D.每當e轉換方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大 交變電流的變化規(guī)律

例

2、在勻強磁場中有一矩形線圈，從中性面開始繞垂直于磁感線的軸以角速度ω勻速轉動時，產生的交變電動勢可以表示為e=Emsinωt?，F(xiàn)在把線圈的轉速增為原來的2倍，試分析并寫出現(xiàn)在的交變電動勢的峰值、交變電動勢的瞬時值表達式，畫出與其相對應的交變電動勢隨時間變化的圖象。分析物理圖象的要點：

一看：看“軸”、看“線”、看“斜率”、看“點”、看“截距”、看“面積”、看“拐點”，并理解其物理意義。

二變：掌握“圖與圖”“圖與式”和“圖與物”之間的變通關系。三判：在此基礎上進行正確的分析和判斷。

4、綜合應用

例

3、如圖所示，勻強磁場的磁感應強度B=2 T，匝數(shù)n=6的矩形線圈abcd繞中心軸OO′勻速轉動，角速度ω=200 rad/s。已知ab=0。1 m，bc=0.2 m，線圈的總電阻R=40Ω，試求：（1）感應電動勢的最大值，感應電流的最大值；

（2）設時間t=0時線圈平面與磁感線垂直，寫出線圈中感應電動勢的瞬時值表達式；

（3）畫出感應電流的瞬時值i隨ωt變化的圖象；

（4）當ωt=30°時，穿過線圈的磁通量和線圈中的電流的瞬時值各是多大？（5）線圈從圖示位置轉過

π2的過程中，感應電動勢的平均值是多大？

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第二篇：交變電流教案

§5.1《交變電流》

靈臺一中 王佛寶

教學目標 知識與技能：

（1）使學生理解交變電流的產生原理，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值和最大值及中性面的準確含義。過程與方法：

（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)學生觀察能力，空間想象能力以及將立體圖轉化為平面圖形的能力。（3）培養(yǎng)學生運用數(shù)學知識解決物理問題的能力。情感、態(tài)度與價值觀： 培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的思想

教學重點：交變電流產生的物理過程的分析 教學難點：交變電流的變化規(guī)律及應用 教學過程： 新課導入：

今天我們開始學習交變電流，交變電流是電磁感應現(xiàn)象的進一步延伸。新課教學：

（一）探究手搖交流發(fā)電機輸出電流的特點： 實驗一：用手搖交流發(fā)電機對小燈泡供電 現(xiàn)象：小燈泡一閃一閃地發(fā)光

結論：電流的大小是周期變化的實驗二：把手搖交流發(fā)電機和示教電流表相連

現(xiàn)象：指針左右擺動

結論：電流的方向是周期變化的

小結：手搖交流發(fā)電機的輸出電流的大小和方向都隨時間 做周期性的變化。

大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫交變電流，簡稱交流（AC）

方向不隨時間變化的電流稱為直流（DC）

大小、方向均不隨時間變化的電流叫恒定電流。

（二）探究交變電流的產生原理： 交流發(fā)電機的構造：

哪些邊切割磁感線？（ab和cd）問題討論：

（1）在轉動過程中，哪個位置線圈中沒有電流，哪個位置線圈中有電流，哪個位置線圈中電流最大？

物理學中把線圈平面垂直與磁感線的位置稱為中性面。

2、你能判斷出線圈從中性面開始逆時針轉動一周中，線框中電流方向的規(guī)律嗎？

3、你能總結線圈在轉動過程中，電流的方向的變化規(guī)律嗎？

線圈平面每經過中性面時，感應電流的方向就改變一次，線圈轉動一周，感應電流的方向改變兩次。

4、你能定性的分析出線圈從中性面轉動半周過程中電流的大小變化規(guī)律嗎？

從中性面開始轉動過程中，電流從零逐漸變大到最大，再由最大減小到下一個中性面變?yōu)榱恪?/p>

（三）定量分析交變電流的變化規(guī)律：

設AB長為L1，BC長為L2，轉動的角速度為ω，磁感應強度為B。單匝：E=2BL1v⊥=2BL1VSin?t=2BL1.N匝：E=N BS?Sin?t

?L2 Sin?t=BS? Sin?t 2Em=N BS?是感應電動勢的最大值，叫做峰值。

由于電動勢按正弦規(guī)律變化，當負載為電燈等用電器時，負載兩端的電壓u、通過的電流i，也按正弦規(guī)律變化，e?NBS?sin?t?Emsin?t

i?NBS?sin?t?Imsin?tR?r

u?NBS?Rsin?t?Umsin?tR?r

這種按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流，簡稱正弦式電流。思考：如果從線框平面與磁感線平行的位置開始計時，那么表達式如何？

e?nBS?cos?t?Emcos?t

注意：兩個特殊位置的不同特點：

（1）線圈平面與中性面重合時，S?B，?最大，e?0，i?0，電流方向發(fā)生改變；（2）線圈平面與中性面垂直時，S//B，??0，e最大，i最大，電流方向不變； 正弦交變電流是一種最簡單又最基本的交變電流，家庭電路的交變電流就是正弦交變電流。實際中應用的交變電流，不只限于正弦交變電流，它們隨時間變化的規(guī)律是各種各樣的。

例

1、發(fā)電機產生的按正弦規(guī)律變化的電動勢最大值為311V，其線圈共100匝，在勻強磁場中

勻速轉動的角速度為100πrad/s,從線圈經過中性面開始計時。（1）寫出當時的瞬時表達式。

（2）此發(fā)電機與外電路組成閉合電路時，總電阻為100Ω，求t?1s時的電流。600（3）線圈轉過180°的過程中，電動勢的平均值，電動勢達到的最大值各是多少？（4）磁通量變化率的最大值是多少？ 例

2、一正弦交流發(fā)電機的電動勢為e?Emsin?t，若將此發(fā)電機的轉速和磁場均增加一倍，試寫出這時電動勢的表達式。

小結：本節(jié)課主要學習了以下幾個問題：

（1）矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動時，線圈中產生正弦式交變電流。

（2）從中性面開始計時，感應電動勢瞬時值的表達式為e=NBSωsinω t,感應電動勢的最大值為Em=NBSω。

（3）兩個特殊位置的特點； 作業(yè)：見課件1.2.3.4題

第三篇：物理《描述交變電流的物理量》教案

一、教學目標

【知識與技能】

知道交變電流和電壓的峰值及用途，并知道有效值的概念及計算。

【過程與方法】

用等效的方法求出交變電流的有效值。

【情感態(tài)度與價值觀】

通過學習交變電流的有效值及峰值，明白其在生活中的具體應用，體會物理的生活性，增強學習物理的興趣。

二、教學重難點

【重點】

交變電流的峰值及有效值的概念及計算。

【難點】

明白交變電流有效值的概念及計算。

三、教學過程

環(huán)節(jié)一:新課導入

復習上節(jié)課交變電流的產生來導入新課。

問題1：交變電流的產生原理是什么?它的表達式的意義及各個物理量的含義?

學生的回答之后引導其思考，在交變電流及電壓中，除了最大值和角速度，還可以有哪些物理量來描述交流電?

學生回答：知道了線圈的轉速，那么線圈在其中轉動一圈的時間是多少?

教師點評：不錯這個我們叫做周期，大家知道我們在實驗室用學生電源做實驗時，用電流表或者電壓表測出來的電流和電壓的示數(shù)表示什么意思嘛?

學生回答：表示電流和電壓的大小。

教師點評：其實呢，大家答的有一定的道理，但在我們電學中，電流表和電壓表的示數(shù)有一個專門含義叫做有效值，今天就來學習它。

引出課題——交變電流的峰值及有效值(板書)。

環(huán)節(jié)二：新課探究

(一)峰值

教師引導學生利用前面交流電的產生原理及表達式來理解交流電的峰值。

教師：我們前面學習交流電的產生，是因為線圈在磁場中以一定的角速度做周期性的轉動，線圈轉動一圈的時間就是線圈周期及交流電的周期T，周期的倒數(shù)就是線圈的頻率1/T=f。根據(jù)交流電的數(shù)值表達式，我們知道交流電的電壓是在不斷變化，那么它的最值是多少?

學生回答：交流電的最大值就是Im和Em，最小值是為零。因為電壓雖然有正負之分，但只是表示大小。

教師點評：同學分析的非常仔細，交流電的最大值Im和Em就是峰值，可以用來表示電流的強弱和電壓的高低。

教師：大家知道電容器的所能承受的最大電壓是有什么要求嗎?對正常的家用電器來說是其銘牌上標記的220v嗎?接下來學習解決這個問題?

(二)有效值

教師出示一道例題：

說明：以上三個球有效值的公式僅適用于正弦和余弦交變電，交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應來規(guī)定的。

環(huán)節(jié)三：鞏固練習

教師提問：電容的擊穿電壓是電壓峰值還是有效值?保險絲的熔斷電流是交變電的峰值還是有效值?

學生回答：電容的擊穿電壓和保險絲的熔斷電流都是其能承受的最大值，即其需大于正常使用的交變電的電壓及電流的峰值。

教師總結：交流用電設備上所標的額定電壓和額定電流是有效值;交流電壓表和交流電流表的示數(shù)是有效值;交變電流的數(shù)值在無特別說明時都是指有效值。

環(huán)節(jié)四：小結作業(yè)

總結概括本節(jié)課的主要知識點：交流電的峰值及有效值的概念和意義。

并讓學生課下思考：對于半周期或四分之一的周期的正余弦的有效值有交變的計算方法嗎?

第四篇：高中物理 《交變電流的特點》教案 魯科版選修3-2（小編推薦）

第一節(jié) 交變電流的特點

三維教學目標

1、知識與技能

（1）理解什么是交變電流的峰值和有效值，知道它們之間的關系；

（2）理解交變電流的周期、頻率以及它們之間的關系。知道我國生產和生活用電的周期（頻率）的大小。

2、過程與方法:能應用數(shù)學工具描述和分析處理物理問題。

3、情感、態(tài)度與價值觀:讓學生了解多種電器銘牌，介紹現(xiàn)代科技的突飛猛進，激發(fā)學生的學習熱情。

教學重點:交變電流有效值概念。教學難點:交變電流有效值概念及計算。教學方法:實驗、啟發(fā)。

教學手段:多媒體課件、電源、電容器、燈泡“6 V，0.3 A”、幻燈片、手搖發(fā)電機。教學過程：

（一）引入新課

交變電流的大小和方向都隨時間做周期性變化，只用電壓、電流描述不全面。這節(jié)課我們學習表征正弦交變電流的物理量。

（二）進行新課

1、周期和頻率

閱讀教材回答：

（1）什么叫交變電流的周期？（2）什么叫交變電流的頻率？（3）它們之間的關系是什么？

（4）我國使用的交變電流的周期和頻率各是多大？

答：交變電流完成一次周期性的變化所用的時間，叫做交變電流的周期，用T表示。交變電流在1 s內完成周期性變化的次數(shù)，叫做交變電流的頻率，用f表示。T=變電流頻率f=50 Hz，周期T=0.02 s。

1, 我國使用的交f

2、交變電流的峰值（Em，Im，Um）

交變電流的峰值是交變電流在一個周期內所能達到的最大數(shù)值，可以用來表示交變電流的電流或電壓變化幅度。演示：電容器的耐壓值

將電容器（8 V，500μF）接在學生電源上充電，接8 V電壓時電容器正常工作，接16 V電壓時，幾分鐘后聞到燒臭味，后聽到爆炸聲。

電容器的耐壓值是指能夠加在它兩端的最大電壓，若電源電壓的最大值超過耐壓值，電容器可能被擊穿。但是交變電流的最大值不適于表示交變電流產生的效果，在實際中通常用有效值表示交變電流的大小。

0～0.2s、0.2～0.5s、0.5～0.8s、0.8～1s這四個階段電流大小不變化，分別計算出熱量，2然后加起來。由Q?IRt解得Q1?0.2J；Q2?1.2J；Q3?1.2J；Q4?0.2J 所以，1s內電阻R中產生的熱量為 Q?0.2?1.2?1.2?0.2?2.8J 2由Q?IRt解得，I?Q?2.8A=1.67A Rt

3、有效值（E、I、U）

讓交變電流和直流電通過同樣的電阻，如果它們在相同時間內產生熱量相等，把直流電的值叫做交變電流的有效值。通常用大寫字母U、I、E表示有效值。正弦交變電流的最大值與有效值有以下關系：）

第五篇：高二物理《17.1 交變電流的產生和變化規(guī)律》教案

17.交變電流的產生和變化規(guī)律

教案

一、素質教育目標(一)知識教學點

1．使學生了解交流電的產生原理； 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值和最大值。(二)能力訓練點

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)學生觀察能力、空間想象能力、立體圖轉化為平面圖進行處理問題的能力； 3．培養(yǎng)學生運用數(shù)學知識解決處理物理問題的能力。(三)德美育滲透點

1．讓學生充分體會簡單美；

2．培養(yǎng)學生愛國主義精神及為富民強國認真學習的精神。

二、重點、難點、疑點及解決辦法

1．重點：交變電流產生的物理過程的分析及中性面的特點； 2．難點：交變電流產生的物理過程的分析；

3．疑點：當線圈處于中性面時磁通量最大，而感應電動勢為零。當線圈處于平行磁感線時，通過線圈的磁通量為零，而感應電動勢最大。

4．解決辦法

(1)通過對矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動一周的實物演示，立體圖結合側視圖的分析、特殊位置結合任一位置分析使學生了解交變電流的大小和方向是如何變化的；

(2)通過側視圖分析線圈運動方向與磁場方向B之間關系，利用導體切割磁場線方法來處理，使問題容易理解。

三、課時安排：1課時

四、教具準備：手搖發(fā)電機模型、演示電流計、導線若干、教學掛圖、幻燈機、投影燈片。

五、基本教學步驟： 1．引入新課

1831年法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，為人類進入電氣化時代打開了大門，今天我們使用的電燈，微波爐等家用電器的交流電是怎樣產生并且怎樣送到我們的家庭中來的呢？這就是我們這章的內容，先看第一節(jié)交流電的產生。2．新課教學

（１）交變電流：大小和方向在不斷變化的電流．（２）分析交流電的產生過程：

（３）交變電流的規(guī)律：

n t e?Ei?Imsin?t

u?Un tmsi?msi?（４）交變電流的圖像：

正弦

鋸齒

矩形脈沖

尖脈沖

（5）交流發(fā)電機

主要組成部分：產生感應電動勢的線圈和產生磁場的磁極。這兩部分中轉動的部分叫做轉子，不轉動的部分叫做定子。

通常發(fā)電機是電樞線圈不轉動，而是磁極轉動，這種發(fā)電機叫做旋磁式發(fā)電機。說明；①這樣的發(fā)電機輸出的電壓一般不超過500V，電壓過大會燒壞電刷和滑環(huán)；②發(fā)電機的轉子是由蒸汽輪機、水輪機或其他動力機帶電的。（6）課堂練習：見課件。

3．說明：本章知識是前四章學過的電磁學知識的進一步發(fā)展和應用，跟生產和生活實際有著密切的聯(lián)系。通過教學使學生了解有關交流電的基本知識對生產技術發(fā)展的作用，體會理論對實踐的指導意義，提高學生學習物理的積極性，同時鞏固、加深學生對物理知識的理解，培養(yǎng)學生運用物理知識的能力。