交变电流教案大全

第一篇：交变电流教案大全

§5.1《交变电流》

灵台一中 王佛宝

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：把手摇交流发电机和示教电流表相连

现象：指针左右摆动

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称为中性面。

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。

（三）定量分析交变电流的变化规律：

设AB长为L1，BC长为L2，转动的角速度为ω，磁感应强度为B。单匝：E=2BL1v⊥=2BL1VSint=2BL1.N匝：E=N BSSint

L2 Sint=BS Sint 2Em=N BS是感应电动势的最大值，叫做峰值。

由于电动势按正弦规律变化，当负载为电灯等用电器时，负载两端的电压u、通过的电流i，也按正弦规律变化，eNBSsintEmsint

iNBSsintImsintRr

uNBSRsintUmsintRr

这种按正弦函数规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流。思考：如果从线框平面与磁感线平行的位置开始计时，那么表达式如何？

enBScostEmcost

注意：两个特殊位置的不同特点：

（1）线圈平面与中性面重合时，SB，最大，e0，i0，电流方向发生改变；（2）线圈平面与中性面垂直时，S//B，0，e最大，i最大，电流方向不变； 正弦交变电流是一种最简单又最基本的交变电流，家庭电路的交变电流就是正弦交变电流。实际中应用的交变电流，不只限于正弦交变电流，它们随时间变化的规律是各种各样的。

例

1、发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为311V，其线圈共100匝，在匀强磁场中

匀速转动的角速度为100πrad/s,从线圈经过中性面开始计时。（1）写出当时的瞬时表达式。

（2）此发电机与外电路组成闭合电路时，总电阻为100Ω，求t1s时的电流。600（3）线圈转过180°的过程中，电动势的平均值，电动势达到的最大值各是多少？（4）磁通量变化率的最大值是多少？ 例

2、一正弦交流发电机的电动势为eEmsint，若将此发电机的转速和磁场均增加一倍，试写出这时电动势的表达式。

小结：本节课主要学习了以下几个问题：

（1）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流。

（2）从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSωsinω t,感应电动势的最大值为Em=NBSω。

（3）两个特殊位置的特点； 作业：见课件1.2.3.4题

第二篇：描述交变电流的物理量教案

5.2描述交变电流的物理量

一、教材分析

选自选修3-2第5.2节《描述交变电流的物理量》内容。学习了交变电流的产生原理，对交变电流的定量描述问题进一步学习，以利用这些物理量描述交变电流的变化规律，是研究交变电流变化规律的基础和前提。课程标准对本节内容的要求是“能用函数表达式和图像描述交变电流，测算其峰值和有效值”。教材是这样来处理的：首先，学生应该能从数学角度进一步认识交变电流的周期性；然后，通过有效值的分析和计算再一次体会等效代替法在物理学科的应用；最后，通过一些拓展训练加深学生的理解。

二、学情分析

在这节课之前，学生已经学习圆周运动知识时，学生对周期性变化规律已经有了初步的认识，应充分利用已有的知识基础，另外，他们对交变电流的周期、频率、角频率（线圈转动的角速度）与匀速圆周运动相关物理量的联系也有了一定的了解。但是，对交变电流的“四值”的物理意义容易混淆，“四值”的应用更容易张冠李戴。应让学生通过定义细致区分其物理意义上的差别，通过实例辨析其适用范围。

三、教学目标

1、知识与技能

①.知道交变电流的周期和频率，以及它们与转子角速度ω的关系。②.知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系。③.知道我国供电线路交变电流的周期和频率。

2、过程与方法

①.用等效的方法得出描述交变电流的有效值。

②.学会观察实验，分析图象，由感性认识到理性认识的思维方式。

3、情感态度与价值观

①.通过对描述交变电流的物理量的学习，体会描述复杂事物的复杂性，树立科学、严谨的学习和认识事物的态度。

②.联系日常生活中的交变电流知识，培养学生将物理知识应用于生活和生产实际的意识，鼓励学生勇于探究与日常生活有关的物理学问题。

四、教学重点及难点

重点：周期、频率的概念，有效值的概念和计算 难点：有效值的概念和计算

五、教具 ：多媒体教学课件、小灯泡、手摇交流发电机模型、多媒体投影仪

六、教学方法：诱思探究教学法

七、课型：新授课

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八、教学过程

㈠、引入

上节课我们研究了矩形线圈在匀强磁场中转动，线圈中会产生正弦交流电。

教师利用投影仪展示线圈转动的截面图其中线圈长abl1,宽adl2,角速度为

[师问] 如何描述线圈中交变电流的变化规律呢?

[生答] ⑴、公式法：从中性面开始计时，l2 e2Bl1SintEmSint ⑵、图象法： 如图所示

[师问] 试确定t0、t1、t2、t3、t4时刻，图象坐标与线圈转动位置的对应关系？ [生答] t0、t1、t2、t3、t4线圈转过的角度分别为：0、3、、、2。

22[教师指出] 线圈转动一整圈，交变电流就完成一个周期性变化。这说明，线圈转动速度越快，交变电流周期性变化的越快。交变电流与恒定电流比较具有不同的特点，用那些量来描述交变电流呢？

㈡、揭示与强化

首先考虑用什么物理量来描述交变电流变化的快慢呢？

1、交变电流的周期和频率。

交变电流跟别的周期性过程一样，是用周期或频率来表示变化快慢的。（1）周期：我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变电流的周期。周期用T表示，单位是s。

（2）频率：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率。频率用f表示，单位是Hz。

（3）周期和频率的关系是：T11或f fT[说明]① 我国工农业生产和日常生活中用的交变电流周期是0.02S，频率是50Hz，电流方向每秒钟改变100次。② 交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度有关。越大，周期越短、频率越高。

[演示实验] 把小灯泡接在手摇交流发电机模型的输出端。当转子的转速由小增大

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时，我们看到，小灯泡发光的闪烁频率也由小增大，当转子的转速大到一定程度，由于交变电流的大小和方向变化太快，由于人眼存在视觉暂留的缘故，所以眼睛已不能分辨灯光的闪烁。这就是为什么照明电是交变电流，而电灯亮时看不见一闪一闪的原因。

２、交变电流的峰值和有效值

（1）交变电流峰值（Im、Em、Um）：指交变电流各个参量一个周期内所能达到的最大值。表示交变电流的强弱或电压的高低。实际中需要考虑。

例如：电容器接在交流电路中，应需要知道交变电压的最大值，电容器的额定电压应高于交变电压的最大值，否则电容器有可能被击穿。

（2）交变电流有效值（I、E、U）：

[思考与讨论] 如图所示的电流通过一个R=1Ω的电阻，它不是恒定电流。

(a)、怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量? 解析：图象反映的交变电流可以分为4段。前半个周期中，0—0.2S内，可看成电流大小为1A的恒定电流，0.2S—0.5S内，可看成电流大小为2A的恒定电流.后半个周期的电流与前半个周期方向相反，但产生热量相同。

则交流电的热量： Q

（b）如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大?

恒定电流的热量：

[教师指出] 1）有效值：（抓三个相同）让交流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在一个周期内内产生的热量相等，把恒定电流的值叫做这个交变电流的有效值。

2）正弦交流电有效值与最大值之间的关系

1(I12Rt1I22Rt2)2(1210.22210.3)2J2.8JQ2Q1I2Rt2.8JI2.8A1.7A11第 3页 /共 5页

[说明] ①交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；交流电压表和交流电流表的示数是有效值；交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值。

②交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的。引入有效值的的概念便于把处理恒定电流的一些方法拓展到交流电中。

㈢、延伸

例

1、试写出我国生活用电的规律表达式？ [学生] u2202Sin(100t)V

[解析] 生活用电的有效值U=220V，频率f=50Hz，所以

Um2202V，2f100Hz。又表达式uUmSint可得。

例2、如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流的有效值? 4232

[学生板演做题步骤，教师点评] 解析：交变电流一个周期内产生的热量

Q1

恒定电流的热量： Q2IRT

由有效值定义知： Q1Q2 解得： I5A 例

3、图中两交变电流通过相同的电阻R。求：（1）分别写出它们的有效值、周期和频率。（2）计算它们在R上产生的功率之比。

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（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2 ㈣、回归

1.周期或频率：表示交变电流变化的快慢。2.有效值：表示交变电流的热效应。

3.正弦交变电流有效值与最大值存在着一定的关系。

㈤、检测

1.完成课后习题 第4题

九、板书设计

１、交变电流的周期和频率（1）周期：（2）频率：

（3）周期和频率的关系： ２、交变电流的峰值和有效值

（1）交变电流峰值（Im、Em、Um）：（2）交变电流有效值（I、E、U）：

①有效值：

②正弦交流电有效值与最大值的关系

３、课堂小结 ４、作业

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第三篇：《交变电流》练习一

《交变电流》练习一

一

单项选择题

1．如图所示，单匝矩形线圈abcd，已知ab为L1，ad为L2，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω(从图中位置开始)匀速转动，则线圈中感应电动势的大小表达式为()

A．e＝BL1L2ω

sin

ωt

B．e＝BL1L2ω

cos

ωt

C．e＝BL1L2ω

sin

ωt

D．e＝BL1L2ω

cos

ωt

2．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是()

A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大

B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变

C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大

D．t2、t4时刻线圈中感应电流改变方向

3．将阻值为5

Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示．下列说法正确的是()

A．电路中交变电流的频率为0.25

Hz

B．通过电阻的电流为

A

C．电阻消耗的电功率为2.5

W

D．用交流电压表测得电阻两端的电压是5

V

4．一个电热器接在10

V的直流电源上，在t

s内产生的焦耳热为Q，今将该电热器接在一个交流电源上，它在2t

s内产生的焦耳热为Q，则这一交流电源的电压的最大值和有效值分别是()

A．最大值10

V，有效值10

V

B．最大值10

V，有效值5

V

C．最大值5

V，有效值5

V

D．最大值20

V，有效值10

V

5．一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，外接一只电阻为95.0

Ω的灯泡，如图乙所示，则()

A．电压表V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

6．在如图所示的电路中，A是熔断电流I0＝2

A的保险丝，R是可变电阻，S是交流电源．交流电源的内电阻和保险丝电阻忽略不计，其电动势随时间变化的规律是e＝220sin

314t

V．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于()

A．110

Ω

B．110

Ω

C．220

Ω

D．220

Ω

二

多项选择题

7．下面关于交变电流的说法中正确的是（）

A．交流电器设备上所标的电压值和电流值是交变电流的峰值

B．计算通过的电量时用交流电流时平均值

C．给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值

D．跟交变电流有相同的热效应的恒定电流的数值是交变电流的有效值

8．电感对交变电流的影响的以下说法中，正确的是（）

A．电感对交变电流有阻碍作用

B．电感对交变电流阻碍作用跟定值电阻对交变电流的阻碍作用的原理是相同的C．电感对某一频率的交变电流的阻碍作用跟线圈的自感系数有关

D．线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越大

9．电容对交变电流的影响的以下说法中，正确的是（）

A．交变电流能“通过”电容器

B．电容器具有“通直流、阻交流”的作用

C．电容器电容较小时，它具有“通高频、阻低频”的功能

D．电容器的电容越大，交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小

10．线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为e＝10sin

20πt

V，则下列说法正确的是（）

A．t＝0时，线圈平面位于中性面

B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大

C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大

D．t＝0.4

s时，e达到峰值10

V

11．在如图示电路中，L为电感线圈，R为灯泡的电阻，电流表和电压表均为理想电表，交流电源的电压u＝220sin100πt

V，若保持其有效值不变，只将电源频率改为100

Hz，下列说法正确的有（）

A．电流表示数增大

B．电压表示数增大

C．灯泡变暗

D．灯泡变亮

12．如图所示的电路中，当a、b端加直流电压时，L1灯正常发光，L2灯不亮，当加同样电压的交流电源时，L1发光但较暗，L2灯发光较亮，则以下各项正确的是（）

A．A中接的是电感线圈，B中接的是电容器

B．A中接的是电容器，B中接的是电感线圈

C．A中是电阻，B中接的是电容器

D．若加的交流电频率增大，电压不变，则L1灯变得更暗，L2灯变得更亮

13．交流发电机在工作时的电动势表达式为e＝Emsin

ωt，电流的表达式为i＝Imsin

ωt.若将其线圈的转速和线圈匝数都变为原来的2倍，其他条件不变，则

（）

A．电动势表达式为e＝2Emsin

2ωt

B．电动势表达式为e＝4Emsin

2ωt

C．电流的表达式为i＝2Imsin

2ωt、D．电流的表达式为i＝4Imsin

ωt

14．有一个电子器件，当其两端电压高于100

V时则导通，等于或低于100

V时则不导通，若把这个电子器件接到100

V、50

Hz的正弦交变电源上，这个电子器件将()

A．不导通

B．每秒钟导通50次

C．每秒钟导通100次

D．每次导通时间为0.005

s

三

简答题

15．一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4π

rad/s匀速转动，产生的交变电动势的图象如图所示．则交变电流的频率为______Hz，当t＝0时，线圈平面与磁感线________，当t＝0.5

s时，e为______V.16．图是一交变电流随时间变化的图象，求此交变电流的有效值．

17．如图所示，线圈abcd的面积是0.05

m2，共100匝，线圈电阻为1

Ω，外接电阻R＝9

Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝

T，当线圈以300

r/min的转速匀速转动时，求：

(1)

线圈中感应电动势随时间变化的表达式．

(2)

电路中交流电压表的示数．

(3)

线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电量q．

(4)

电阻R在100s时间内的发热量Q.

第四篇：交变电流教学流程图

交

变

电

流

三维目标

知识与技能

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． 过程与方法

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．

情感态度与价值观

培养学生自主学习的精神．

教学重点、难点

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及规律的理论探究．

师生互动设计：

对于交变电流的产生，采取由感性到理性，由定性到定量，逐步深入的师生探究方法．为了有利于学生理解和掌握，教学中用示波器或模型配合讲解．

授课时数：1课时 教学过程：

一、新课引入：法拉第电磁感应现象的发现，开启电气时代的新纪元。展示部分家用电器及供电线路，二、新课教学：交变电流教学流程图

教师活动 学生活动

1、创设情景：观察磁体对灯泡灯丝的作用

原因猜测：

可能出现结果

1、电流的大小变化

2、电流的方向变化

3、大小和方向都变化

2、实验检验 实验方案的设计

1、电流表检验

2、示波器

3、交变电流的概念

4、交变电流的产生过程

模型展示

师生总结： 中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面．

（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但ab和cd边都不切割磁感线，所以线圈中的电动势为零．

（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次．

5、交变电流的图象

6、引导学生进行理论探究

7、展示几种常见的交变电流

三、课堂小结

四、教学反思

五、评课意见

深化理解：例题讨论

思维训练：立体图转化为平面图

过程分析：

讨论电动势与电流方向

猜测图象形状：

理论推导

第五篇：物理《描述交变电流的物理量》教案

一、教学目标

【知识与技能】

知道交变电流和电压的峰值及用途，并知道有效值的概念及计算。

【过程与方法】

用等效的方法求出交变电流的有效值。

【情感态度与价值观】

通过学习交变电流的有效值及峰值，明白其在生活中的具体应用，体会物理的生活性，增强学习物理的兴趣。

二、教学重难点

【重点】

交变电流的峰值及有效值的概念及计算。

【难点】

明白交变电流有效值的概念及计算。

三、教学过程

环节一:新课导入

复习上节课交变电流的产生来导入新课。

问题1：交变电流的产生原理是什么?它的表达式的意义及各个物理量的含义?

学生的回答之后引导其思考，在交变电流及电压中，除了最大值和角速度，还可以有哪些物理量来描述交流电?

学生回答：知道了线圈的转速，那么线圈在其中转动一圈的时间是多少?

教师点评：不错这个我们叫做周期，大家知道我们在实验室用学生电源做实验时，用电流表或者电压表测出来的电流和电压的示数表示什么意思嘛?

学生回答：表示电流和电压的大小。

教师点评：其实呢，大家答的有一定的道理，但在我们电学中，电流表和电压表的示数有一个专门含义叫做有效值，今天就来学习它。

引出课题——交变电流的峰值及有效值(板书)。

环节二：新课探究

(一)峰值

教师引导学生利用前面交流电的产生原理及表达式来理解交流电的峰值。

教师：我们前面学习交流电的产生，是因为线圈在磁场中以一定的角速度做周期性的转动，线圈转动一圈的时间就是线圈周期及交流电的周期T，周期的倒数就是线圈的频率1/T=f。根据交流电的数值表达式，我们知道交流电的电压是在不断变化，那么它的最值是多少?

学生回答：交流电的最大值就是Im和Em，最小值是为零。因为电压虽然有正负之分，但只是表示大小。

教师点评：同学分析的非常仔细，交流电的最大值Im和Em就是峰值，可以用来表示电流的强弱和电压的高低。

教师：大家知道电容器的所能承受的最大电压是有什么要求吗?对正常的家用电器来说是其铭牌上标记的220v吗?接下来学习解决这个问题?

(二)有效值

教师出示一道例题：

说明：以上三个球有效值的公式仅适用于正弦和余弦交变电，交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的。

环节三：巩固练习

教师提问：电容的击穿电压是电压峰值还是有效值?保险丝的熔断电流是交变电的峰值还是有效值?

学生回答：电容的击穿电压和保险丝的熔断电流都是其能承受的最大值，即其需大于正常使用的交变电的电压及电流的峰值。

教师总结：交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值;交流电压表和交流电流表的示数是有效值;交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值。

环节四：小结作业

总结概括本节课的主要知识点：交流电的峰值及有效值的概念和意义。

并让学生课下思考：对于半周期或四分之一的周期的正余弦的有效值有交变的计算方法吗?