2022年高中物理 《认识交变电流》教案 粤教版选修3-2

2022年高中物理 认识交变电流教案 粤教版选修3-2一、教学目标1了解交变电流是是怎样产生的2理解交变电流的变化规律3认识交变电流的最大值、有效值、周期、频率二、重点、难点分析1重点分析交变电流产生的物理过程使同学了解线圈在磁场中旋转一周的时间内，电流的大小及方向是怎样变化的2交流电有效值的概念，既是重点又是难点，要使同学理解它的物理意义及在实际中的应用3分析交变电流的大小及方向时，线圈运动方向（v）与磁感强度（B）之间的角度关系，是得出交流电变化规律的关键，应注意三、教具1示波器，看交变电流图像2手摇式交流发电机模型该发电机可使2.5V小灯泡发光，可使电流表指针摆动3可拆式发电机模型转子可取出、放入，不能真发电，为讲电流方向用4挂图，交流发电机四、主要教学过程（一）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、微波炉等家用电器中的交流电是怎样产生并且怎样送到我们的家庭中来的呢？这就是这一章要学习的主要内容，先看“交变电流的产生”（二）主要教学过程设计1首先演示手摇发电机，操作时由快转到慢转，使同学看出一闪一闪的亮，快转时则不易看出闪亮告诉同学：“这就是交变电流”同时指出：我们点的电灯也是一闪一闪，只不过每秒闪50次看不出来再将发电机模型中的灯泡取下，连接上电流表，慢慢旋转手摇发电机，使同学看出电流表指针忽大忽小、忽左忽右的摆动演示目的：使同学对交变电流有一感性认识，即电流的强弱与方向都在随时间做周期性的变化指出：这些都属交变电流直流电流的强弱虽然变化，但方向没变板书：“强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流”提出问题：这种交变电流是怎样产生的呢？3挂图或板图（1）首先对原理图1做一些说明线圈所在磁场为匀强磁场设线圈为矩形线圈，如图2图1中线圈abcd为图2中线圈abcd水平放置时的图景，线圈平面与磁感线垂直图1中abcd所在位置为中性面（2）规定t=0的时刻为图1中线圈所在的位置为起始时刻，即由中性面开始，逆时针方向转动角速度为4分析交变电流产生的过程（1）先看感应电流方向根据右手定则引导同学判定线圈在磁场中由中性面开始逆时针方向转动一周的过程中，感应电流的方向改变两次（2）再看感应电流的大小全过程可将线圈在磁场中的位置分为如图3所示的0、1、2、3、4、5、6、7八个位置，引导同学讨论在各个位置时，感应电动势的大小位置0、4：由于Bv所以e0=e4=0；线框abcd中无感应电动势位置2、6：此时Bv所以e2=2Blv，线框中感应电动势e2=e6=2BLv=Em，为感应电动势最大值位置1、5：见图4e1Blv=BLvsinBLvsinte5=Blv=BLvsin（180）=-BLvsint，负号只表示电动势的方向，即线框中感应电动势由cd边流入，ab边流出，abcd中感应电动势的大小e1=e5=2BLvsint=Emsint位置3、7：e3=BLv=BLvsinte7=Blv=Blvsin（360-）=BLvsint线框abcd中感应电动势大小后半周的讨论，同学会熟练一些教师应引导同学注意后半周内电动势方向的变化最后，总结出交变电流的变化规律：在线框旋转一周的时间内，感应电动势的方向变化两次，即每经过中性面变化一次感应电动势的大小随时间按正弦规律变化，故称为正弦交变电流5画出交变电流图像，同时指出若电路闭合，则交变电流、电压的表达式都可写出上述教学过程暂告一段落，同学可放松一下，教师则可简单介绍一下发电机的实际知识（转子、定子、电枢）然后，开始本节课的第二个高潮6介绍表征交变电流的几个物理量由交变电流图像，指出最大值Em、周期T板书： Em=2BLv介绍民用及工业用电的频率为50Hz周期为0.02s，民用交变电流的最大值为311V提出问题：我们平时常说的220V又是什么值呢？引入有效值概念7有效值板图：甲、乙图中电炉烧水，设壶材料同、水质量相等、水的初温相同同时加热，若在相同时间内使两壶水烧开即直流在电阻上产生的焦耳热与交流在相同电阻相同时间内产生的焦耳热相等时，称直流的电压（或电流）为交变电压（或电流）的有效值板书： Q直=Q交提问：交变电压的最大值Um=311V时，它的有效值U=？指出：通常所说交变电压的大小均指有效值，交流电压表或交流电流表的示数也均指有效值8巩固试电笔上的氖管，起辉电压为86.6V若将其接在电压为70.7V，频率为50Hz的交流电源上，氖管能发光吗？提问式启发：70.7V指的是电压的什么值？答：有效值所以氖管可以发光又问：频率为50Hz，氖管每秒闪光多少次？答：f=50HZ，则每秒有100次达峰值电压，所以每秒闪光100次又问：这个交流电压的表达式怎样写？答：f=50HZ，=2f=100rad/sUm=100V，所以 U=100sin100t（V）（三）课堂小结1线圈在磁场中旋转，线圈所围面积中磁通量发生变化，产生感应电动势，外电路闭合时，有交变电流线圈每旋转一周，两次经过中性面，电流方向改变两次；线圈两次与中性面垂直时达峰值交变电流按正弦规律变化2正弦交变电流的瞬时值表达式为：3交变电流有效值的概念必须清楚，即交流与直流在热效应相等的条件下，直流电压（电流）值为交变电压（电流）的有效值五、教学说明1本教案密度较大，对基础好的学生可一气呵成，将有关交变电流的基础知识一并托出，下节课可安排一定时间复习，如给出交变电流图像，要求能识别出周期、最大值，计算出频率、角频率、有效值等等，使知识落实对基础差的学生则可将本节内容分成两节进行，将知识点落实的工作一步步完成2有条件的学校，可将Em=BS及Em=NBS的知识在习题课中补充给学生