1、51 交變電流教學目標（一）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。（二）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培養學生運用數學知識解決物理問題的能力。（三）情感、態度與價值觀通過實驗觀察，激發學習興趣，培養良好的學習習慣，體會運用數學知識解決物理問題的重要性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律及應用。教學方法演示法、分析法、歸納法。教學手段手搖單相發電機、小燈泡、

2、示波器、多媒體教學課件、示教用大的電流表教學過程（一）引入新課出示單相交流發電機，引導學生首先觀察它的主要構造。演示：將手搖發電機模型與小燈泡組成閉合電路。當線框快速轉動時，觀察到什么現象?這種大小和方向都隨時間做周期性變化電流，叫做交變電流。 （二）進行新課1、交變電流的產生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？多媒體課件打出（圖5.1-3）。當abcd線圈在磁場中繞oo軸轉動時，哪些邊切割磁感線? （ab與cd）。當ab邊向右、cd邊向左運動時，線圈中感應電流的方向？（沿著abcda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

3、著dcbad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。線圈轉到什么位置時，產生的感應電動勢最小? 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。利用多媒體課件，屏幕上打出中性面概念：（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，穿過線圈最大，但=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交變電流的變化規律設線圈平面從中性面開始轉動，角速度是。經過時間t，線圈轉過的角度是t，ab邊的線速度v

4、的方向跟磁感線方向間的夾角也等于t，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=bl1vsint = bl1·sint =bl1l2sint此時整個線框中感應電動勢多大?e=eab+ecd=bl1l2sint若線圈有n匝時，相當于n個完全相同的電源串聯，e=nbl1l2sint，令em=nbl1l2，叫做感應電動勢的峰值，e叫做感應電動勢的瞬時值。 根據部分電路歐姆定律，電壓的最大值um=imr，電壓的瞬時值u=umsint。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幾種常見的交變電波形（三）課堂

5、總結、點評本節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=nbssint，感應電動勢的最大值為em=nbs。3中性面的特點：磁通量最大為m，但e=0。（四）實例探究交變電流的圖象、交變電流的產生過程【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 （ ）at1時刻通過線圈的磁通量為零bt2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大ct3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

6、值都為最大 交變電流的變化規律【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勻速轉動時，產生的交變電動勢可以表示為e=emsint?，F在把線圈的轉速增為原來的2倍，試分析并寫出現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。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n=6的矩形線圈abcd繞中心軸oo勻速轉動，角速度=200 rad/s。已知ab=0.1 m，bc=0.2 m，線圈的總電阻r=40，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t變化的圖象；（4）當t=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的過程中，感應電動勢的平均值是多大？6edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc3191f2351dd81