【物理】3.2《交变电流是怎么产生的》教案(鲁科版选修3-2)

第一篇：【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

知识改变命运，学习成就未来

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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知识改变命运，学习成就未来

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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第二篇：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

第三篇：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?

第四篇：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：）

第五篇：高二物理《17.1 交变电流的产生和变化规律》教案

17.交变电流的产生和变化规律

教案

一、素质教育目标(一)知识教学点

1．使学生了解交流电的产生原理； 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。(二)能力训练点

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。(三)德美育渗透点

1．让学生充分体会简单美；

2．培养学生爱国主义精神及为富民强国认真学习的精神。

二、重点、难点、疑点及解决办法

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；

3．疑点：当线圈处于中性面时磁通量最大，而感应电动势为零。当线圈处于平行磁感线时，通过线圈的磁通量为零，而感应电动势最大。

4．解决办法

(1)通过对矩形线圈在匀强磁场中匀速转动一周的实物演示，立体图结合侧视图的分析、特殊位置结合任一位置分析使学生了解交变电流的大小和方向是如何变化的；

(2)通过侧视图分析线圈运动方向与磁场方向B之间关系，利用导体切割磁场线方法来处理，使问题容易理解。

三、课时安排：1课时

四、教具准备：手摇发电机模型、演示电流计、导线若干、教学挂图、幻灯机、投影灯片。

五、基本教学步骤： 1．引入新课

1831年法拉第发现了电磁感应现象，为人类进入电气化时代打开了大门，今天我们使用的电灯，微波炉等家用电器的交流电是怎样产生并且怎样送到我们的家庭中来的呢？这就是我们这章的内容，先看第一节交流电的产生。2．新课教学

（１）交变电流：大小和方向在不断变化的电流．（２）分析交流电的产生过程：

（３）交变电流的规律：

n t eEiImsint

uUn tmsimsi（４）交变电流的图像：

正弦

锯齿

矩形脉冲

尖脉冲

（5）交流发电机

主要组成部分：产生感应电动势的线圈和产生磁场的磁极。这两部分中转动的部分叫做转子，不转动的部分叫做定子。

通常发电机是电枢线圈不转动，而是磁极转动，这种发电机叫做旋磁式发电机。说明；①这样的发电机输出的电压一般不超过500V，电压过大会烧坏电刷和滑环；②发电机的转子是由蒸汽轮机、水轮机或其他动力机带电的。（6）课堂练习：见课件。

3．说明：本章知识是前四章学过的电磁学知识的进一步发展和应用，跟生产和生活实际有着密切的联系。通过教学使学生了解有关交流电的基本知识对生产技术发展的作用，体会理论对实践的指导意义，提高学生学习物理的积极性，同时巩固、加深学生对物理知识的理解，培养学生运用物理知识的能力。