視頻標簽：交變電流

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視頻課題：高中物理人教版3-2第二章交變電流-遼寧

教學設計、課堂實錄及教案：高中物理人教版3-2第二章交變電流-遼寧

第一節交變電流導學案
學習目標：1、使學生理解交變電流的產生原理；
2、掌握交變電流的變化規律及表示方法；
3、理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準確含義；
教學重點：1、中性面的特點；
2、正弦交變電流的產生原理；
3、正弦交變電流的變化規律、圖象和三角函數表達式；
教學難點：1、正弦交變電流的產生原理；
2、正弦交變電流的變化規律、圖象和三角函數表達式；
預     習    案
1、請閱讀教材“交變電流”標題下的內容，回答下列問題：
（1）什么是交變電流(AC)(簡稱交流電）？
大小和方向都隨時間做周期性變化的電流
（2）什么是直流電流(DC)？
方向不隨時間變化的電流
（3）做一道題加深直流電還是交流電的概念。
變式訓練一：1、下列哪些電流是交流電？（     ）


 
探     究    案
一、交變電流的概念( 教師快速的概括 )
（1）什么是交變電流(AC)(簡稱交流電）？
（2）什么是直流電流(DC)？
【探究點一】交變電流的產生
1、 發電機的構造：學生課前已經預習
①構造：
②分類：旋轉電樞式發電機和旋轉磁極式發電機
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
2、演示實驗：手搖發電機——學生演示——當線框快速轉動時，觀察到什么現象?
 
3、小組談論以下問題：
（1）為什么矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動時線圈里能產生交變電流？（1、導線切割磁場2、磁通量變化）根據法拉第電磁感應定律
（2）線圈中感應電流的方向如何?
（3）當線圈轉到什么位置時，產生的感應電動勢最大? 線圈轉到什么位置時，產生的感應電動勢最小?（利用此圖分析在具體的幾個特殊位置分析感應電動勢）
4、當線圈轉到與磁場平行時磁通量是多少？電動勢是多少？為什么？
 
5、利用多媒體課件，屏幕上打出中性面概念：
學生小組討論:中性面的特點。最后找小組展示討論的結果。（讓學生自己參與目的加深學生對這個知識點的理解）
 
【探究點二】交變電流的變化規律
1、學生們觀看fllash——關于交變電流形成的模擬動態圖，
 
2、推導正選交流電的規律
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?
（1）圖示時刻ab邊和cd邊電流的方向如何？
 
（2）ab邊和cd邊產生的電動勢是如何連接的？
 
（3）線圈轉過的角度與時間的關系：
 
（4）推導出右圖位置時的感應電動勢e的表達式為：
 
 
（5）正弦交變電流的變化規律：
 
 
 
（6）正弦交變電流的電動勢e、電流i、電阻兩端電壓u隨時間變化的圖象：
 
 
 
 
 
變式訓練二：一交流發電機在工作時電動勢為e= Emsinωt ，若將發電機的轉速提高一倍，同時將電樞所圍面積減少一半，其它條件不變，則電動勢為
     A．e= 2Emsin（ωt）        
     B．e=   Emsin（ωt/2）
     C．e=   Emsin2ωt             
     D．e= 2Emsin2ωt
【探究點三】生活中的交變電流
1.生活中處處都離不開交流電，主要體現在衣食住行四大方面：
衣——做衣服時所用的電動縫紉機
食——做飯用的電飯鍋比以前純農家大鍋
住——蓋樓房所使用的大吊車比以前使用的純人工造房子的，還有電梯的使用等
行——以前的徒步，牛車、馬車等由現在電力火車，高鐵等交通工具所替代
2.學生下課觀察舉例子說明生活中交變電流與我們生活密切相關。
課     后   訓     練    案
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隨時間的變化規律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小
D.每當e變換方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大
 
2.①線圈在如圖甲所示的勻強磁場中勻速轉動，請標出乙圖中a和d在不同位置時的電流方向（用點或叉表示）。
 
 
 
 
 
 
 
②如圖所示，若線圈ab邊長為20cm，bc邊長為10cm，磁感應強度為10T，線圈轉動的角速度為4π弧度/秒，線圈匝數為10匝，求：
(1)感應電動勢的最大值E_m；
(2)從中性面開始計時，寫出感應電動勢的瞬時值方程；
(3)當經過t=1/24秒時感電動勢為多大？若線圈電阻r=1Ω,外電阻R=9Ω，則此時線圈中感應電流多大？
（4）線圈從中性面轉過180度的過程中，電動勢的最大值、平均值分別是多少？
（5）轉動過程中磁通量的變化率最大值是多少？
 
 
 
 
3 . 已知長L1 ,寬L2的矩形線圈,在磁感應強度為B的磁場中，以恒定角速度ω逆時針轉動。當線圈平面處于與中性面夾角為F0位置時開始計時，試寫出t時刻整個線圈中的感應電動勢的表達式。如圖所示（只考慮單匝線圈）
 

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