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(整理)高中物理选修3-2第五章《交变电流》
[课外训练]
1．交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是 （ ） A ．电流将改变方向 B ．磁场方向和线圈平面平行 C ．线圈的磁通量最大 D ．线圈产生的感应电动势最大
2．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是 （ ） A ．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 B ．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次
C ．线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次
D ．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次
3．如图所示，一个位于xOy 平面内的矩形线圈abcd ，处在匀强磁场中，线圈的四个边分别与x 、y 轴平行，当线圈绕Ox 轴匀速转动到与xOy 平面重合时，线圈中感应电流方向为a
→
b →
c →
d →a ，并且电流最大.那么关于磁场方向及线圈转动方向（沿x 轴负方向观察），下述说法中正确的是
A.磁场方向沿x 轴正方向，线圈顺时针转动
B.磁场方向沿y 轴正方向，线圈逆时针转动
C.磁场方向沿z 轴正方向，线圈逆时针转动
D.磁场方向沿y 轴正方向，线圈顺时针转动
4．如图所示，正方形线圈abcd 绕对称轴OO ′在匀强磁场中匀速转动，转动次数n =120 min -1，若已知ab =bc =20 cm ，匝数=20，磁感应强度B =0.2 T ，求：
（1）转动中最大电动势位置；
（2）写出交流感应电动势瞬时值的表达式（从中性面开始旋转）。
（3）画出e -t 图线。
（4）从图示位置转过90°过程中的平均电动势。
新课标人教版3-2选修三5.1《交变电流》优秀教案2(重点资料).doc
5.1、交变电流一．确定目标：1.知识与技能交流电的定义，产生的原理、图象和三角函数表述。
2.过程与方法电磁感应规律的应用及深化，数学能力的提升。
3.情感、态度与价值观进一步走向应用，走向实践。
二．基础自学：阅读课本，思考下列问题。
1、交变电流：方向随时间做周期性变化的电流为交变电流.正弦电流、锯齿波电流、方波电流都一定属于交变电流吗？回忆恒定电流，脉动直流。
2、交变电流的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时产生正弦交变电流.若线圈绕平行于磁感线的轴转动，则不产生感应电动势.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，将经过两个特殊位置，其特点分别是：(1)中性面与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.线圈平面处于跟中性面重合的位置时；(a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电流等于零；(b)磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零.(c)交变电流的方向在中性面的两侧是相反的.(2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变.3、交变电流的变化规律：如图5－1－1所示为矩形线圈在匀强磁场中以ω匀速转动的四个过程：当以线圈通过中性面为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=E m sin ωt，其中E m=2NBLv=NBωS；i=I m sinωt，其中I m=E m/R。
当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=E m sinωt，其中E m=2NBLv=NBωS；i=I m sinωt，其中I m=E m/R。
图5－1－2所示为以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的e－t和i-t图象：4、可以写以线圈通过中性面为计时起点时线圈磁通量随时间变化的函数式，思考φ的变化率随时间如何变化？5、正弦交变电流：随时间按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流．正弦交变电流的图象是正弦函数曲线．只有线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时才能产生正(余)弦交变电流．四．合作探究、巩固检测:1、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间：（）A.线圈平面与磁感线平行B.通过线圈的磁通量最大；C.线圈中的感应电动势最大；D.线圈中感应电动势的方向突变。
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选修3-2第五章第1节《交变电流》教设计一、教材分析交变电流知识对生产和生活关系密切，有广泛的应用，考虑到高中阶段只对交流电的产生、描述方法、基本规律作简要的介绍，这些知识是已过的电磁感应的引伸，所以在教过程中对开阔生思路、提高能力是很有好处的。
为了适应生的接受能力，教材采取从感性到性、从定性到定量逐渐深入的方法讲述这个问题教材先用教具演示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电，以展示交流电是怎样产生的并强调让生观察教材图5．１－３所示线圈通过甲、乙、丙、丁四个特殊位置时，电流表指针变的情况，分析电动势和电流方向的变，这样生就会对电动势和电流的变情况有个大致的了解然后让生用右手定则独立分析线圈中电动势和电流的方向这样能充分调动生的积极性,培养生的观察和分析能力关于交变电流的变规律,教材利用上章过的法拉第电磁感应定律引导生进行推导,得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式,进而根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律推出电流与电压瞬时值与最大值的表达式二、教目标1、知识目标（1）知道什么是交变流电。
并解交变电流的产生原，知道什么是中性面（2）掌握交变电流的变规律，及表示方法（3）解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义（4）知道几种常见的交变电流。
如正弦式交变电流、锯齿形交变电流、矩形脉冲电流。
2、能力目标（1）掌握描述物量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）（2）培养生观察能力，空间想象能力以及将立体图转为平面图形的能力（3）培养生运用知识解决处物问题的能力3、情感、态度和价值观目标结合实际情况培养生论联系实际的思想三、教重点难点重点：1、交变电流产生的物过程的分析2、交变电流的变规律的图象描述。
难点：１、交变电流的变规律及应用２、图象与实际发动机转动时的一一对应关系的解。
四、情分析生已经习了电磁感应，解了导体切割磁场会产生电动势。
在此基础上习交变电流，对于解还是很符合生的认知规律的。
但这是新的概念，鉴于生接受能力的不同，讲解时还需详细，加强引导。
高二物理选修3-2第五章交变电流教案
第五章 交变电流一、交变电流的几个概念1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。
2、正弦式电流：随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式电流，正弦式电流的图象是正弦曲线，我国市用的交变电流都是正弦式电流 3、中性面：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零； 线圈经过中性面时，内部的电流方向要发生改变。
二、交变电流的产生和描述（考试题型多为选择题）1、 正（余）弦式交变电流的产生条件有三，缺一不可，否则就不是正（余）弦式交变电流。
1） 匀强磁场 2） 转轴垂直磁场方向 3） 线圈匀速转动正（余）弦式交变电流的变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关。
2、 两个特殊位置的特点1）线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，φ最大， tφ=0，e=0，i=0，电流方向将发生改变。
若从此时开始计时，电动势瞬时表达式e=E m sin w t2）线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ=0，tφ最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。
若从此时开始计时，电动势瞬时表达式e= E m cos w t 3、周期和频率交变电流的周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量。
1）周期T ：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
在一个周期内，交变电流的方向变化2次。
2）频率f:交变电流在1s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号为Hz ，频率越大，交变电流变化越快。
3）关系：12w f T π== 三、交变电流的“四值”物理量 物理含义重要关系 适用情况及说明 瞬时值交变电流某一时刻的值e ＝E m sin ωt i ＝I m sin ωt 计算通电导体或线圈所受的安培力时，应用瞬时值最大值 最大的瞬时值E m ＝nBSωI m ＝E mR ＋r确定用电器的耐压值，如电容器、晶体管等的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E ＝E m2 I ＝I m 21）一般交变电流表直接测量值。
最新精编高中人教版选修3-2高中物理第5章5-1交变电流的产生和变化规律公开课优质课教学设计
第五章交变电流●本章概述本章讲述交变电流知识，是前面过的电和磁的知识的发展和应用，并且与生产和生活有密切关系本章重点内容是：交变电流的产生原理和变化规律，交变电流的性质和特点，变压器的工作原理，交变电流的传输及应用这些知识点是高考命题率较高的知识点与直流电相比，交变电流有许多优点，交变电流可以利用升压变压器升高或降低电压，便于远距离输送，可以驱动结构简单运行可靠的感应电动机。
为了有利生习交流电的特点，更好的区分交流与直流，本章还介绍了电感和电容在交变电流中的作用，使生了解感抗与容抗的有关知识本章可分为三个单元：第一单元：第一节和第二节，讲交变电流的产生和描述第二单元：第三节，讲电感和电容对交变电流的作用第三单元：第四节和第五节，讲变压器和电能的输送第一节交变电流●本节教材分析为了适应生的接受能力，教材采取从感性到理性、从定性到定量逐渐深入的方法讲述这个问题教材先用教具演示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电，以展示交流电是怎样产生的并强调让生观察教材图17—2所示线圈通过五个特殊位置时，电流表指针变化的情况，分析电动势和电流方向的变化，这样生就会对电动势和电流的变化情况有个大致的了解然后让生用右手定则独立分析线圈中电动势和电流的方向这样能充分调动生的积极性,培养生的观察和分析能力关于交变电流的变化规律,教材利用上章过的法拉第电磁感应定律引导生进行推导,得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式,进而根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律推出电流与电压瞬时值与最大值的表达式用图表表示交流电的变化规律是一种重要的方法,这种方法直观、形象,生容易接受这样做也是为后面用图象表示三相交流电准备条件,在电磁波的教中还要用到图象的方法在介绍了交流电的周期和频率后,可通过练习巩固生对交流电图象的认识在本节生第一次接触到许多新名词,如交流电、正弦交流电、中性面、瞬时值、最大值等要让生搞清楚这些名词的准确含义要使生了解交流电有许多种,正弦交流电是其中简单的一种,在本章教材中常把正弦交流电简称交流电要使生明确中性面是指与磁场方向垂直的平面中性面的特点是线圈位于中性面时,电动势为零;线圈通过中性面时,电动势的方向要改变要向生指出,一般技书中都用小写字母表示瞬时值,用大写字母并加脚标，表示最大值●教目标一、知识目标1使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二、技能目标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培养生运用数知识解决物理问题的能力三、情感态度目标培养生理论联系实际的思想●教重点交变电流产生的物理过程的分析●教难点交变电流的变化规律及应用●教方法演示法、分析法、归纳法●教用具手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教课件、示教用大的电流表●课时安排1课时●教过程一、引入新课［师］出示单相交流发电机，引导生首先观察它的主要构造［演示］将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路当线框快速转动时，观察到什么现象?［生］小灯泡一闪一闪的［师］再将手摇发电机模型与示教电流表组成闭合电路,当线框缓慢转动(或快速摆动)时,观察到什么?［生］电流表指针左右摆动［师］线圈里产生的是什么样的电流？请同们阅读教材后回答［生］转动的线圈里产生了大小和方向都随时间做周期性变化的交变电流［师］现代生产和生活中大都使用交流电交流电有许多优点，今天我们习交流电的产生和变化规律二、新课教1交变电流的产生［师］为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？［生］对这个问题有浓厚的兴趣,讨论热烈［师］多媒体课件打出下图当bcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时,哪些边切割磁感线?［生］b与cd［师］当b边向右、cd边向左运动时,线圈中感应电流的方向如何?［生］感应电流是沿着→b→c→d→方向流动的［师］当b边向左、cd边向右运动时,线圈中感应电流的方向如何?［生］感应电流是沿着d→c→b→→d方向流动的［师］正是这两种情况交替出现,在线圈中产生了交变电流当线圈转到什么位置时,产生的感应电动势最大?［生］线圈平面与磁感线平行时,b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［师］线圈转到什么位置时,产生的感应电动势最小?［生］当线圈平面跟磁感线垂直时,b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［师］利用多媒体课件,屏幕上打出中性面概念(1)中性面——线框平面与磁感线垂直位置(2)线圈处于中性面位置时,穿过线圈Φ最大,但tΔΔ =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,线圈转过的角度是ω,b边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ω,如右图所示设b边长为L1,bc边长L2,磁感应强度为B,这时b边产生的感应电动势多大?［生］b =BL1vω=BL1·22Lωω=21BL1L2ω［师］cd边中产生的感应电动势跟b边中产生的感应电动势大小相同,又是串联在一起,此时整个线框中感应电动势多大?［生］=b +cd =BL 1L 2ωω［师］若线圈有N 匝时,相当于N 个完全相同的电串联,=NBL 1L 2ωω,令E =NBL 1L 2ω,叫做感应电动势的最大值,叫做感应电动势的瞬时值请同们阅读教材,了解感应电流的最大值和瞬时值［生］根据闭合电路欧姆定律,感应电流的最大值I =rR E m ,感应电流的瞬时值=I ω ［师］电路的某一段上电压的瞬时值与最大值等于什么?［生］根据部分电路欧姆定律,电压的最大值U =IR ,电压的瞬时值U =U ω［师］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表示,如下图所示3几种常见的交变电波形三、小结本节课主要习了以下几个问题：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=NBSωω,感应电动势的最大值为E=NBSω3中性面的特点：磁通量最大为Φ，但=0四、作业（略）五、板书设计六、本节优化训练设计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随时间的变化如图所示，则下列说法中正确的是时刻通过线圈的磁通量为零A1B时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大2时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大3D每当电动势E变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大2一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311 V，线圈在磁场中转动的角速度是100πrd/（1）写出感应电动势的瞬时值表达式（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路中的总电阻为100 Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式在=1201 时电流强度的瞬时值为多少？3一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生交流电压为=2202100π V ，则 A 它的频率是50 Hz B 当=0时，线圈平面与中性面重合电压的平均值是220 VD 当=2001 时，电压达到最大值 4交流发电机工作时的电动势的变化规律为=E ω ，如果转子的转速提高1倍，其他条件不变，则电动势的变化规律将变化为A=E 2ωB=2E 2ω=2E 4ωD=2E ω参考答案：1D2解析：因为电动势的最大值E =311 V ，角速度ω=100 π rd/，所以电动势的瞬时值表达式是=311100π V根据欧姆定律，电路中电流强度的最大值为I =100311 R E m A=311 A ，所以通过负载的电流强度的瞬时值表达式是=311100π A当=1201 时，电流的瞬时值为=311(100π·1201)=311×21A=155 A 3ABD4B●备课资料 1抽水蓄能发电电被称为现代文明的血液一天当中的不同时段,比如生产、生活最忙碌的时候,与夜晚夜深人静之际,对电的使用量往往相差十分悬殊而电力又不能直接大量贮存这就要求电具有灵活的调节能力,在高峰时增加供电,而在低谷时又减少供电否则电的电压就会与标准不符,不仅用户无法正常用电,电的运行安全也会受到威胁水电、火电、核电是目前电大规模发电的主要形式,也是电调节的主要形式其中水电机组开停机迅速,调节能力最强;而火电机组从开机到满负荷工作或反之运行的时间往往需要近10个小时,跟不上内的负荷变化,调节能力很差;而核电机组由于技术和安全方面的原因,基本上没有调节能力华北电占装机容量97%以上的是火电机组华北属于缺电地区,用电高峰时全部机组满负荷运行也难以满足用电需求,所以不得不频繁地拉闸限电;而在低谷时电内又有大量过剩的电能需要削减那么,是否可以把低谷的剩余电量贮存起,补充高峰时的供电不足,从而提高华北电的调节能力呢?循着这样的思路,1992年9月,十三陵抽水蓄能电站破土动工了从工程结构上说,抽水蓄能电站包括两个具有水平垂直高差的水库,分别叫作上水库和下水库十三陵抽水蓄能电站的下水库是早已建成的十三陵水库;上水库建在十三陵水库左岸蟒山后面的上寺沟内上下水库间的落差有480 上水库的总库容为400万立方米上下水库之间的山体内建有地下厂房和附属洞室,装备了既可做水泵也可做水轮机运行的蓄能机组十三陵抽水蓄能电站的地下厂房面积为4000 2,它装备的是4台20万W的水泵水轮电动发电机组连接上下水库和地下厂房的水道系统主要由进出水口、调压节隧洞以及隧洞内铺设的巨大的高压管道组成抽水蓄能电站是依照能量转换原理工作的在午夜之后的用电低谷蓄能机组做水泵运行,用电内多余的电能把水库的水抽到上水库,把电能转换成势能贮存起;在用电高峰时,机组又成为发电机,由上水库向下水库放水,像常规水电站一样,把水的势能转换成电能,返送回电补充供电的不足这样,在蓄水放水,耗电发电的循环过程中,电站对电负荷的高峰和低谷起到调节作用十三陵抽水蓄能电站建成后,每年可吸收165亿千瓦时的低谷剩余电量,提供12亿千瓦时的高峰电量如果按1千瓦时高峰电量可创4~6元产值计算,每年可创社会产值50~70亿元更重要的是抽水蓄能电站增强了华北电的调节能力,保证了整个电的安全经济运行目前抽水蓄能发电在我国呈现出蓬勃发展的势头除十三陵抽水蓄能电站外,全国还有好几个抽水蓄能电站,有的正在兴建中,有的已经投入运行2崛起的新能——核电电力是国民经济发展的命脉目前世界电力主要由火电、水电和核电构成火电是靠燃烧煤、石油等化石燃料获得的作为不可再生的自然资,化石燃料储量有限,而且都是重要的化工和轻纺工业原料化石燃料的燃烧还会对环境造成很大污染,是造成“酸雨”“温室效应”等环境问题的元凶水电是可再生资,而且不会污染环境,但它的限制条件较多,如水资分布不均,水流量的季节变化会导致发电量的变化只有核电能够既满足电力需求,又不污染环境自1954年苏联建成世界上第一座核电站至今,全球已有30多个国家建起了440多台机组,总装机容量达到3亿多千瓦,其中法国、美国、日本、德国、英国等经济发达国家的核电都超过本国总发电量的20%,法国甚至达到70%以上作为一个人口众多的发展中国家,我国的电力工业一直在稳步发展,装机容量和年发电量分别排世界第四位和第三位但人均发电量排在世界第80位,仅为世界平均水平的1/31996年全国电力缺口在20%左右,远远不能满足快速增长的国民经济发展的需求我国将近70%的煤炭资分布在华北和西北,工业发达和人口密集的东南沿海地区的煤炭和水力资都很匮乏,国家每年都要投入巨资进行“北煤南运”我国初步规划2000~2020年新增装机容量5亿千瓦如果全部建成火电站发电用煤需要13亿吨,这无论从煤的新增产量、远距离运输,还是从生态环境等各方面看,都存在巨大困难,可以说发展核电是中国解决能问题的一条重要途径有关部门预测,21世纪将是中国核电大发展的时期1991年中国大陆实现了核电零的突破现在已有两座核电站3台核电机组共210万千瓦装机容量,其发电量占全国发电总量的127%国家“九五”计划和2010年远景规划目标纲要指出贯彻因地制宜、水火并举,适当发展核电的方针计划到2010年投运的核电站总装机容量达到2000万千瓦左右目前,东南沿海地区都把建造核电站作为解决当地能问题的重要途径,对发展核电有很高的积极性秦山核电站和大亚湾核电站的安全稳定运行为中国的核电发展开了个好头，已充分显示了核电安全、清洁、经济的优越性“九五”期间，我国计划建造的四座核电站八台机组共660万千瓦,现已全面开始建造可以说，发展核电已成为我国能政策的一部分，作为20世纪中叶崛起的新能，它在中国有着光明的发展前景。
选修3-2第五章第1节交变电流学案
选修3-2第五章第1节交变电流导学案课前预习学案一、预习目标1、知道交变电流产生的原理2、知道交变电流的变化规律及物理量间的关系 二、预习内容1、交变电流________和________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流（ ） ________不随时间变化的电流称为直流（ ）大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流 2、交变电流的产生 （1）过程分析（2）中性面：_______________________________ 磁通量___________磁通量的变化率____________ 感应电动势e ＝________，_______感应电流感应电流方向________，线圈转动一周，感应电流方向改变______次课内探究学案甲 戊 丁 丙 乙 特点1、理解交变电流的产生原理及变化规律；2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系；学习重难点：交变电流的产生原理、变化规律及物理量间的关系二、学习过程1、为什么矩形线框在匀强磁场中匀速转动，线框里能产生交变电流？2、交变电流的产生过程中的两个特殊位置及特点是什么？(1)中性面：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.线圈平面处于跟中性面重合的位置时；(a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电流等于零；(b)磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零.(c)交变电流的方向在中性面的两侧是相反的.(2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变.3、交变电流的变化规律：如图5－1－1所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程：当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=E m sinωt，其中E m=2NBL v=NBωS；i=I m sinωt，其中I m=E m/R。
当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=E m sinωt，其中E m=2NBL v=NBωS；i=I m sinωt，其中I m=E m/R。
人教版选修3-2 5.1交变电流 教案(4)
5.1 交变电流教学设计一、基本信息课名 5.1 交变电流学科（版本）人教版高中物理选修3－2 章节第五章第一节学时一课时年级高二二、教材分析物理教材我们选用的是人教版，人教版物理选修3-2是针对理科班设计的物理必修课，课本重视物理知识板块的完整性和物理规律的内在联系，用多种演示实验和现实应用实例尽量充分揭示物理规律的内涵，应该说这对理科班学生深入理解物理规律，完整掌握物理知识板块都做好了充分铺垫。
教材注重知识的前后联系和推理演化，注重学生的自主学习和探究性学习，非常适合理科班学生提高思维能力，形成学科素养。
这节《交变电流》是教材电磁板块第五章第一节内容，是电磁理论在现实生活应用的典范。
电能是我们生活每时每刻都离不开的最重要的能量来源，交变电流是电能的利用和远距离传输的基础。
这节《交变电流》主要介绍交变电流的特性，产生原理和表达式。
课本通过手摇发电机的发电，增强学生对交变电流方向不断变化的理解；通过交流发电机的示意图引导学生探究交变电流的产生过程，同时利用分层设问的形式，锻炼了学生利用第四章电磁感应原理自行解决新情景物理问题的能力。
课本给出了正弦式交流电的表达式，并对峰值，瞬时值等概念做了强调。
最后课本以课外阅读的形式，对交流发电机做了深入介绍。
课本沿着从感性到理性，从定性到定量的思路，试着引导学生通过自学和探究最终对交变电流建立起完整清晰的印象。
三、学习者分析从生活中来，到生活中去，交变电流其实对学生来说不陌生，家庭电路中的交流电每天都接触，学生有一定的认识基础。
通过生活中的用电引入，从学生熟悉的事物入手，这样，既符合他们的认知规律，又使他们有亲切感，感觉物理就在身边，激发兴趣。
通过一年多的物理学习，宏志班的学生基本掌握了学习物理的技巧和能力，本班学生物理知识基础扎实，导学案能够积极主动的完成。
这节《交变电流》是继电磁感应学习之后，第一次利用所学知识理论，解决实际问题的尝试。
通过这节知识的学习，他们会学到一些新的物理概念，并深化和扩展原有知识的内涵。
最新人教版高中物理选修3-2第五章《电感和电容对交变电流的影响》示范教案
3 电感和电容对交变电流的影响教学设计(一)整体设计教学分析本节教学突出交变电流与恒定电流的区别，这有利于加深学生对交变电流特点的认识，而关于感抗和容抗的问题，这里不要求深入讨论。
教学中可结合学校的实际情况，尽可能多地用实验说明问题，不必在理论上进行过细的讨论。
教学目标1．通过实验，了解电感器和电容器对交变电流的阻碍和导通作用。
2．知道感抗和容抗的物理意义及影响因素。
3．通过猜想、假设、实验、交流合作与分析论证，体验科学探究过程。
4．通过电感和电容对交流电的阻碍作用体会事物的相对性与可变性。
5．使学生理解如何建立新的物理模型而培养学生处理新问题的能力。
6．让学生充分体会通路与断路之间的辩证统一性。
培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度。
教学重点难点电感和电容对交变电流的作用特点。
教学方法与手段以演示实验为先导，引领学生在复习电感对直流电的影响的基础上，认识电感对交变电流的阻碍作用，进而说明电容对交变变流的导通作用。
可适当地采用实验的方法，让学生通过猜想、假设、实验、交流合作与分析论证，体验科学探究过程。
教学过程导入新课[事件1]教学任务：创设情景，导入新课。
师生活动：请同学们先来观察一组实验，如图所示。
介绍有关器材：低压交直流电源，小灯泡，3个经过包装的电学元件(根据外面不能判断是何元件)。
演示1：(1)将小灯泡直接接到交变电流源上，调节电压使灯泡正常发光；(2)如果将1号电学元件串联入电路中，观察现象(灯泡变暗)；(3)再将2号电学元件串联入电路中，观察现象(灯泡变得更暗)；(4)然后将3号电学元件串联入电路中，观察现象(灯泡仍较暗)。
演示2：(1)将1号元件接相同电压的直流上，观察现象[与演示1(1)情况相同亮度]；(2)将2号元件接相同电压的直流上，观察现象(比原来变亮)；(3)将3号元件接相同电压的直流上，观察现象(亮了一下不亮)。
小结：1号元件对交直流的影响几乎相同，2号元件对交变电流的影响较大，3号元件对直流电影响很大，且直流电不能通过3号元件。
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新人教版高中物理选修
第五章《交变电流》精品教
课5.交变电课新授课1
教
学
目
的（一）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。
（二）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。
（三）情感、态度与价值观
培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。
重
难
点教学重点
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。
教学方法通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验
教
学
过
程
教师活动学生活动
【预习导引】
1.恒定电流的定义是什么？直流电的定义是什么？
2.我们根据什么来定义直流电和恒定电流的？
【新课教学】
一、交变电流
1.定义：
2.试讨论交变电流与恒定电流和直流电的区别是什么？
二、交变电流的产生
右图为交流电发电机的示意图，线圈所在磁场为匀强磁场，设矩形线圈ABCD以角速度ω绕oo' 轴、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针方向转动．
1．开始时，线圈是否切割磁感线？线圈中感应电动势为多大？此时磁通量多大？方向怎样？
2.经过时间t线圈转过的角度为多大？，此时ab边的线速度v方向跟磁感线方向夹角为多大，设ab边的长度为l，bd边的长度为l'，线圈中感应电动势怎么计算？电流方向怎样判断？此时磁通量多大？
方向怎样？
学生思考预习引导的两个问题？（3分钟）
教师指导学生阅读课本完成1、2两题（4分钟）
学生思考并讨论右侧的四个问题（10分钟）
学过程
3.当线圈转过T/4时间，线圈平面转到跟磁感线平行的位置，ωt=π/2，sinωt =1，ab边和cd边都垂直切割磁感线，线圈中感应电动势最大，用E m来表示，E m=NBSω．（怎样得到的？）则线圈经过任意位置时，感应电动势的瞬时值：e =E m sinωt，可见，线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的。
此时磁通量多大？方向怎样？
4.结合上述问题分析，在旋转过程中磁通量的变化规律是怎样的？和电动势的变化规律有什么联系？
例题精析：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
三、交变电流的规律
由上述分析可知，上述发电机的电动势随时间变化的基本规律：
e =E m sinωt
其中时间t从线圈和磁场垂直开始计时的，此时线圈产生的电动势
为，线圈中的磁通量为，线圈所在位置称之为中性面。
E m是个常数，表示电动势可能达到的最大值，称为电动势的峰值，ω是。
由于发电机的电动势按正弦规律变化，那么回路中的电流的电压的变化规律怎样？（提示根据闭合电路的欧姆定律分析）
电流规律：
电压规律：
所以发电机的电动势、电路中的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：
学生分析解决练习一并总结思路（4
）
教师指导学生阅读课本完成填空（7分钟）提示：结合课本的思考题
学
过
程
正弦交流电：。
思考：
在线圈旋转一周的时间内，磁通量是怎样变化的？感应电动势如何变化？如何用法拉第电磁感应定律理解这个问题？能否画出二者随时间变化的图像？
例题精析：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2π的过程中，感应电动势的平均值是多大？
四、几种常见的交变电波形（结合交变电流的定义看下图中的交变电流）
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。
学生小组间讨论思考左侧的问题及例题并阐述思路（5分钟）
学生通过几种波形图理解交变电流的含义（4分钟）教师引导学生对本节进行小结。
（3分钟）
2
．中性面的特点：线圈和磁场垂直，线圈不切割磁感线磁通量最大=
．从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式NB，应电动势的最大值NB
4. 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，磁通量和电动势随时间的变化规律。
备注
[课外训练]
1．交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是
（）
A．电流将改变方向B．磁场方向和线圈平面平行
C．线圈的磁通量最大D．线圈产生的感应电动势最大
2．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是（）A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次
C．线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次
D．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次
3．如图所示，一个位于xOy平面内的矩形线圈abcd，处在匀强磁场中，线圈的四个边分别与x、y轴平行，当线圈绕Ox轴匀速转动到与xOy平面重合时，线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a，并且电流最大.那么关于磁场方向及线圈转动方向（沿x轴负方向观察），下述说法中正确的是
A.磁场方向沿x轴正方向，线圈顺时针转动
B.磁场方向沿y轴正方向，线圈逆时针转动
C.磁场方向沿z轴正方向，线圈逆时针转动
D.磁场方向沿y轴正方向，线圈顺时针转动
4．如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，转动次数
n=120 min-1，若已知ab=bc=20 cm，匝数=20，磁感应强度B=0.2 T，求：
（1）转动中最大电动势位置；
（2）写出交流感应电动势瞬时值的表达式（从中性面开始旋转）。
（3）画出e-t图线。
（4）从图示位置转过90°过程中的平均电动势。