高中物理 《交变电流的特点》教案 鲁科版选修3-2（小编推荐）

第一篇：高中物理 《交变电流的特点》教案 鲁科版选修3-2（小编推荐）

第一节 交变电流的特点

三维教学目标

1、知识与技能

（1）理解什么是交变电流的峰值和有效值，知道它们之间的关系；

（2）理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。

2、过程与方法:能应用数学工具描述和分析处理物理问题。

3、情感、态度与价值观:让学生了解多种电器铭牌，介绍现代科技的突飞猛进，激发学生的学习热情。

教学重点:交变电流有效值概念。教学难点:交变电流有效值概念及计算。教学方法:实验、启发。

教学手段:多媒体课件、电源、电容器、灯泡“6 V，0.3 A”、幻灯片、手摇发电机。教学过程：

（一）引入新课

交变电流的大小和方向都随时间做周期性变化，只用电压、电流描述不全面。这节课我们学习表征正弦交变电流的物理量。

（二）进行新课

1、周期和频率

阅读教材回答：

（1）什么叫交变电流的周期？（2）什么叫交变电流的频率？（3）它们之间的关系是什么？

（4）我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？

答：交变电流完成一次周期性的变化所用的时间，叫做交变电流的周期，用T表示。交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率，用f表示。T=变电流频率f=50 Hz，周期T=0.02 s。

1, 我国使用的交f

2、交变电流的峰值（Em，Im，Um）

交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流或电压变化幅度。演示：电容器的耐压值

将电容器（8 V，500μF）接在学生电源上充电，接8 V电压时电容器正常工作，接16 V电压时，几分钟后闻到烧臭味，后听到爆炸声。

电容器的耐压值是指能够加在它两端的最大电压，若电源电压的最大值超过耐压值，电容器可能被击穿。但是交变电流的最大值不适于表示交变电流产生的效果，在实际中通常用有效值表示交变电流的大小。

0～0.2s、0.2～0.5s、0.5～0.8s、0.8～1s这四个阶段电流大小不变化，分别计算出热量，2然后加起来。由QIRt解得Q10.2J；Q21.2J；Q31.2J；Q40.2J 所以，1s内电阻R中产生的热量为 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）

让交变电流和直流电通过同样的电阻，如果它们在相同时间内产生热量相等，把直流电的值叫做交变电流的有效值。通常用大写字母U、I、E表示有效值。正弦交变电流的最大值与有效值有以下关系：）

第二篇：高中物理 《三相交变电流》教案1 鲁科版选修3-2

4.1 三相交变电流

［课时安排］1课时 ［教学目标］：

（一）知识与技能

1.知道三相交变电流是如何产生的.2.知道产生三相交变电流的三个线圈中的电动势最大值和周期都相同，但它们不是同时达到最大值（或零）.3.知道什么是星形连接、三角形连接、零线、火线、线电压及相电压.（二）过程与方法

1.理解三相交变电流产生及其规律.2.会用电表判定火线和零线，同时培养学生理论联系实际、应用物理知识解决实际问题的能力.（三）情感、态度与价值观

1.培养学生理论联系实际的科学素质.2.使学生体会科技对社会发展的巨大推动.［教学重点］：三相交变电流的产生及输送方式； ［教学难点］：三相交流电的连接方式 ［教学器材］：三相交流发电机模型、导线、小灯泡（3个、相同）、测电表、CAI课件、交流电流表

［教学方法］：讲授、演示实验 ［教学过程］

（一）引入新课

［师问］交变电流是如何产生的？

［生答］一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生.［师问］矩形线圈转到什么位置时线圈中的电流最大？

［生答］线圈平面平行磁力线时最大，而线圈平面垂直磁力线时I=0.［师问］三个完全相同的矩形线圈成一定夹角固定在同一转轴上，并使它们在匀强磁场中转动，这三个线圈是否产生感应电动势？为什么？ ［生答］因穿过每个线圈的磁通量都发生变化，故产生E感.（二）新课教学 一、三相交流电产生

出示三相发电机模型，同时利用CAI课件展示出三相交流电机示意图，介绍构造.［演示］将三个相同灯泡分别接到发电机的三个线圈上，匀速摇动发电机线圈，三个灯泡都发光.指出：在电路中只能产生一个交变电动势的电机叫单相交流发电机.像这样由三个互成120°角矩形线圈在同一个匀强磁场中匀速转动，产生出三个交变电动势的发电机，叫三相交流发电机.重复实验，引导学生观察：三个灯同一时刻亮度是否相同？最大亮度是否一样？ 学习：同一时刻亮度不同，最大亮度相同.引导学生分析指出：三个线圈产生三相交变电动势，周期和电动势最大值相同，但它们不能同时达最大或0，依次相差1/3周期.同时用CAI课件展示出e-t如图.

第三篇：交变电流教案

§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

第四篇：【物理】3.2《交变电流是怎么产生的》教案(鲁科版选修3-2)

知识改变命运，学习成就未来

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线圈中感应电流的方向 沿着a→b→c→d→a方向流动的。

当ab边向左、cd边向右运动时，线圈中感应电流的方向如何? 感应电流是沿着d→c→b→a→d方向流动的。

线圈平面与磁感线平行时，ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向垂直，即两边都垂直切割磁感线，此时产生感应电动势最大。

问题2线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小？ 答：当线圈平面跟磁感线垂直时，ab边和cd边线速度方向都跟磁感线平行，即不切割磁感线，此时感应电动势为零。中性面概念：

（1）中性面——线框平面与磁感线垂直的位置。（2）线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但

ΔΔt

=0。

（3）线圈越过中性面，线圈中I感方向要改变。线圈转一周，感应电流方向改变两次。

2、交变电流的变化规律

设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω。经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt，如右图所示。设ab边长为L1，bc边长L2，磁感应强度为B，这时ab边产生的感应电动势多大？

eab=BL1vsinωt = BL1·L22ωsinωt =

12BL1L2sinωt

问：此时整个线框中感应电动势多大？

e=eab+ecd=BL1L2ωsinωt

若线圈有N匝时，相当于N个完全相同的电源串联，e=NBL1L2ωsinωt，令Em=NBL1L2ω，叫做感应电动势的峰值，e叫做感应电动势的瞬时值。

根据部分电路欧姆定律，电压的最大值Um=ImR，电压的瞬时值U=Umsinωt。

电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示，如下图所示：

3、实例探究

交变电流的图象、交变电流的产生过程

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例

1、一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示。下面说法中正确的是（）

A.t1时刻通过线圈的磁通量为零 B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大

D.每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 交变电流的变化规律

例

2、在匀强磁场中有一矩形线圈，从中性面开始绕垂直于磁感线的轴以角速度ω匀速转动时，产生的交变电动势可以表示为e=Emsinωt。现在把线圈的转速增为原来的2倍，试分析并写出现在的交变电动势的峰值、交变电动势的瞬时值表达式，画出与其相对应的交变电动势随时间变化的图象。分析物理图象的要点：

一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”、看“截距”、看“面积”、看“拐点”，并理解其物理意义。

二变：掌握“图与图”“图与式”和“图与物”之间的变通关系。三判：在此基础上进行正确的分析和判断。

4、综合应用

例

3、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=2 T，匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，角速度ω=200 rad/s。已知ab=0。1 m，bc=0.2 m，线圈的总电阻R=40Ω，试求：（1）感应电动势的最大值，感应电流的最大值；

（2）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；

（3）画出感应电流的瞬时值i随ωt变化的图象；

（4）当ωt=30°时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？（5）线圈从图示位置转过

π2的过程中，感应电动势的平均值是多大？

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第五篇：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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