人教版选修3-2 5.1交变电流 教案(6)
高中物理选修3-2人教版学案设计 5.1《交变电流》
交变电流诱学·导入·点拨材料：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。
今天无论是生产还是生活等各方面都离不开电。
我们日常生活中的用电器数不胜数，比如电灯、电话、电视机、空调、冰箱、洗衣机、电磁炉、微波炉等等这些家用电器所使用的都是交流电。
问题：由电池产生的电流，是大小和方向保持不变的直流电，我现实生活中所使用的交流电是如何从发电厂产生的呢？交流电和直流电还有哪些相同和不同的性质呢?导入点拨：由生活中所使用的交流电联系到发电厂是如何产生交变电流的，那么这种电流和必修中所学的稳恒电流有一定的区别和联系。
知识·巧学·升华一、交变电流1.直流电：方向不随时间做周期性变化的电流。
简称：直流符号：DC2.交变电流：大小和方向均随时间做周期性变化的电流。
简称：交流符号：AC3.正弦交流电：按正弦规律变化的交变电流叫正弦交变电流。
要点提示方向随时间做周期性变化是交流电的最主要特征，也是交变电流和直流电的根本区别。
交变电流的典型特征是电流方向变化，其大小可能不变，如矩形交变电流的方向变化但大小不变，是交变电流。
4.电流的分类：按大小和方向的变化规律，可将电流作如下的分类：恒定电流大小方向均恒定直流非恒定电流仅方向恒定正弦交变电流按正弦规律变化的交变电流交流非正弦交变电流不按正弦规律变化的交变电流方向随时间做周期性变化是交流电的最重要特征。
恒定电流仅仅是直流中的一种；同样，交变电流也并不都是正弦交变电流，正弦交变电流的特殊规律不能适用所有交流电。
二、交变电流的产生1.交变电流产生的实验探究如图甲所示，利用手摇式发电机模型探究交变电流的产生过程。
手摇式发电机和灯泡电流计连接构成闭合回路。
发电机的原理：线圈abcd处在磁场中，线圈的ab边和cd边连在金属滑环上；用导体做的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接，如图乙。
2020-2021学年物理人教版选修3-2学案：5.1 交变电流 Word版含解析
第五章交变电流1交变电流1．交变电流(1)交变电流(俗称交流)：大小和方向都随时间做周期性变化的电流．(2)正弦交变电流：随时间按正弦规律变化的交变电流．在日常生活中，手电筒和日光灯是家庭中必备的照明工具，但给两用电器提供电能的电源是不同的，它们产生的电流相同吗？提示：不相同．电源有交流和直流之分．电池是直流电源，它提供的是直流电；家庭照明电路给日光灯提供的是交变电流，其典型特征是电流方向发生变化．2．交变电流的产生(1)两个位置：中性面位置及与中性面垂直的位置图示位置中性面位置与中性面垂直的位置特点B⊥S，Φ＝BS最大，感应电流为0，方向变化B∥S，Φ＝0最小，感应电流最大，方向不变(2)过程分析归纳线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电流大小、方向都随时间做周期性的变化，即产生了交变流电．3．正弦交变电流的变化规律当闭合线圈由中性面位置(图中O1O2位置)开始在匀强磁场中匀速转动时，根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势随时间而变化的函数是正弦函数．(1)函数特点瞬时电动势e＝E m sinωt瞬时电流i＝I m sinωt瞬时电压u＝U m sinωt其中E m、I m、U m分别表示电动势、电流、电压的峰值．(2)图象特点按正弦规律变化的交变电流，其图象是一条正弦曲线，如图所示．给你一块磁铁，你怎样判断白炽灯发光时用的是直流电还是交变电流？提示：把磁极靠近白炽灯，如果用的是直流电，灯丝不会抖动；如果灯丝中通有交变电流，则灯丝受到变化的安培力，灯丝会抖动.考点一交变电流的产生解答本题的关键是掌握中性面的特点．[★答案★] B[解析] 本题的解答思路如下： 中性面⎩⎪⎨⎪⎧ 线圈平面与磁感线垂直的位置→选项A 错误磁通量最大→选项B 正确磁通量的变化率为零→选项C 、D 错误总结提能 对于线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的情况，当穿过线圈的磁通量最大时，磁通量的变化率为零，线圈中的感应电动势为零；当穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率最大，线圈中的感应电动势也最大．如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框．在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( C )A ．如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B ．如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C ．如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB 转动D ．如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD 转动解析：保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动，磁通量一直为零，故磁通量不变，无感应电流，选项A 错误；保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动，磁通量一直为零，故磁通量不变，无感应电流，选项B 错误；线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB 转动，磁通量周期性地改变，故一定有感应电流，故选项C 正确；线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD 转动，磁通量一直为零，故磁通量不变，无感应电流，选项D 错误．2．求解线圈转动过程中的平均值(1)线圈在转动过程中某一段时间内或从一个位置到另一个位置的过程中所产生的电动势，称为平均电动势，它不等于始、末两时刻瞬时值的平均值，必须用法拉第电磁感应定律计算，即E ＝n ΔΦΔt. (2)计算交变电流在某段时间内通过导体横截面的电荷量，必须用平均值，即Q ＝I Δt (式中I ＝ER ＋r )． (3)在交变电流的图象中，图象与横轴(t 轴)所围面积跟时间的比值，即为交变电流的平均值．【例2】 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝0.1 T ，矩形线圈的匝数N ＝100，边长ab ＝0.2 m ，bc ＝0.5 m ，以角速度ω＝100π rad/s 绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动．若从线圈平面通过中性面时开始计时，求：(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式．(2)由t ＝0至t ＝T 4过程中的平均感应电动势E .解答本题时应注意以下两点：(1)本题是从线圈通过中性面时开始计时的，应运用公式e ＝E m sin ωt 求感应电动势的瞬时值表达式；(2)求感应电动势的平均值时应利用公式E ＝n ΔΦΔt进行计算． [★答案★] (1)e ＝100πsin100πt V (2)E ＝200 V[解析] (1)从线圈平面通过中性面时开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值e ＝E m sin ωt又E m ＝NBSω＝100×0.1×0.2×0.5×100π V ＝100π V所以e ＝E m sin ωt＝100πsin100πt V(2)由法拉第电磁感应定律，t ＝0至t ＝T 4过程中的平均感应电动势为E ＝N ΔΦΔt ＝N BS π2ω＝2πNBSω 代入数据，解得E ＝200 V .总结提能 (1)求解感应电动势的瞬时值表达式时，一定要注意开始计时时线圈的位置，从不同位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式不同．(2)求解感应电动势的平均值时，应利用法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt进行计算．如图所示，线圈的面积是0.05 m 2，共100匝，匀强磁场的磁感应强度B ＝1πT ，当线圈以300 r/min 的转速匀速旋转时，求：(1)若从线圈的中性面开始计时，写出线圈中感应电动势瞬时值表达式．(2)从中性面开始计时，线圈转过130s 时电动势瞬时值多大？ (3)由图示位置转过60°角的过程产生的平均感应电动势为多少？ ★答案★：(1)e ＝50sin(10πt ) V (2)43.3 V (3)23.9 V解析：(1)n ＝300 r/min ＝5 r/s ，因为从中性面开始转动，并且求的是瞬时值，故e ＝E m sin ωt ＝NBS ·2πn sin(2πnt )＝50sin(10πt ) V (2)当t ＝130 s 时，e ＝50sin(10π×130) V ≈43.3 V (3)平均感应电动势应该根据E ＝N ΔΦΔt计算 E ＝N ΔΦΔt ＝NBS (1－cos60°)16T ≈23.9 V . 考点三 正弦式交变电流图象的应用1．从正弦式交变电流的图象上可以确定的信息从如图所示的交变电流的e －t 图象上可以确定以下信息：(1)可以读出电动势的峰值E m .(2)可根据线圈转至中性面时电动势为零的特点，确定线圈处于中性面的时刻(O 、t 2、t 4时刻)，确定了该时刻，也就确定了磁通量最大的时刻和磁通量变化率最小的时刻．(3)可根据线圈转至与磁场平行时感应电动势最大的特点，确定线圈与中性面垂直的时刻(t 1和t 3时刻)，此时刻也就是磁通量为零的时刻和磁通量变化率最大的时刻．(4)可以确定某一时刻电动势大小以及某一时刻电动势的变化趋势．2．分析图象问题时要注意的问题(1)对物理图象的分析要注意以下要点：一看，看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”；二变，掌握“图与图”“图与式”和“图与物”之间的变通能力； 三判，在此基础上进行正确的分析、判断．(2)因交变电流i 随时间t 的变化规律不再是简单的正比例(线性)关系，故需借助图象法来分析研究，这比单纯用代数的方法显得更为直观、简捷．(3)对于正弦交变电流的变化规律，不应只从其随时间按正弦规律变化这一点去认识，还应看到交流电动势随线圈在匀强磁场中随空间位置的变化而变化，随线圈的磁通量变化而变化．【例3】[多选]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匀速转动，线圈中的感应电动势e随时间t变化的规律如下图所示，则下列说法正确的是()A．图中是从线圈平面与磁场方向平行时开始计时的B．t1和t3时刻穿过线圈的磁通量为零C．t1和t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零D．感应电动势e的方向变化时，穿过线圈的磁通量最大解答本题的基本思路如下：图象按余弦规律变化→线圈从与中性面垂直的位置开始转动t1和t3时刻电动势为零→线圈处于中性面位置，磁通量最大，磁通量的变化率为零[★答案★]ACD[解析]由题图可知，当t＝0时，感应电动势最大，说明穿过线圈的磁通量的变化率最大，磁通量为零，即是从线圈平面与磁场方向平行时开始计时的，选项A正确；t1、t3时刻感应电动势为零，穿过线圈的磁通量的变化率为零，磁通量最大，选项B错误，C正确；感应电动势e的方向变化时，线圈通过中性面，穿过线圈的磁通量最大，选项D正确．总结提能解答图象类问题时要注意以下两个方面：(1)注意横、纵坐标轴表示的物理量，以及图象上的特殊位置；(2)要把图象与线圈的转动过程对应起来．电磁脉冲传感器是汽车防抱死刹车(ABS)系统的关键装置，它能测定车轮是否还在转动．如果测出车轮不再转动，就会自动放松制动机构，让轮子仍保持缓慢转动状态．下图甲中，B是一根永久磁铁，外面绕有线圈，左端靠近一个铁质齿轮，齿轮与转动的车轮是同步的．下图乙是车轮转速为n时输出电流随时间变化的图象．若车轮转速变为n2，则其图象应为下图中的(C)解析：车轮转速减慢，角速度减小，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电流变小，电流变化的周期变大，故C正确.1．[多选]下图所示图象中属于交变电流的是(ABC)解析：图A、B、C中e的方向均发生了变化，故它们属于交流电．正确★答案★为A、B、C.2．[多选]下图中哪些情况，线圈中产生了交变电流(BCD)解析：B、C、D中线圈产生的感应电流方向均发生变化，故产生交变电流，A中不产生感应电流．3．如图所示，一匝数为N的矩形线圈面积为S，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，从图示位置转过90°时电动势是(B)A．NBSωB．0C．BSωD．NBSωcos(ωt＋90°)解析：因闭合线圈从图示位置即垂直于中性面的位置开始转动，所以电动势的表达式为e＝E m cosωt，又ωt＝90°，故A、C、D错．4.处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直，在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合(如图所示)，线圈的cd边离开纸面向外运动，若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流方向为正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图象是下图中的(C)解析：分析交变电流的图象问题应注意图线上某一时刻对应线圈在磁场中的位置，将图线描述的变化过程对应到线圈所处的具体位置是分析本题的关键，线圈在图示位置时磁通量为零，但感应电流为最大值；再由楞次定律可判断线圈在转过90°的过程中，感应电流方向为正，故选项C正确．5．利用DIS(数字化信息处理系统)探究手摇发电机(如图所示)的线圈产生的交变电流．实验步骤为：①将电压传感器接入数据采集器；②电压传感器的测量夹与发电机的输出端并联； ③点击“数据采集设置”设定“采样点时间间隔”； ④缓慢摇动发电机的手柄，观察工作界面上的信号．(1)工作界面上出现的电压波形如图所示，从图中可以看出，手摇发电机产生的电压波形不是正弦波，其原因是转子不是在匀强磁场中转动(或发电机的转速不均匀)．(写出一条即可)(2)研究交变电流的波形，发现在用手摇动发电机手柄的2 min 内屏上出现了61个向上的“尖峰”，则交变电流的平均周期为T ＝2 s ；如果发电机手摇大轮的半径是转子小轮半径的2倍，则手摇大轮转动的平均角速度ω＝0.5π rad/s.解析：(1)只有线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电流才是标准的正弦式交变电流，手摇发电机的磁场是由条形磁铁产生的，所以不是匀强磁场；由于是手摇转动，转速难以保持恒定．(2)屏上每出现一次向上尖峰，就代表经过了一个周期，2 min 内屏上出现了61个向上的尖峰，表明周期T ＝2×6061－1 s ＝2 s ；大轮角速度等于小轮角速度的一半，所以大轮角速度ω＝2πT ×12＝0.5π rad/s.感谢您的下载!快乐分享，知识无限！。
高中物理5.1交变电流导学案新人教版选修3-2
5.1交变电流【要点导学】交变电流的产生.变化规律和基本物理量：1．交变电流：______和____都随时间做周期性变化的电流为交变电流.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：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。
例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。
例2、一矩形线圈，面积为s，匝数为N，在场强为B的匀强磁场中绕着轴oo’做匀速转动角速度为ω，磁场方向与转轴垂直，当线圈转到中性面位置开始计时，求：（1）线圈中感应电动势的最大值？写出线圈中感应电动势随时间变化的表达式？（2）若线圈中的电阻为R，则线圈中的电流的最大值为多少？写出线圈中的电流瞬时表达式。
解析：变式训练：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311V，线圈在磁场中转动的角速度是100πrad/s。
高二下学期物理人教版选修3-2 第5章第1节交变电流教案
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。
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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。
完整word版新人教版高中物理选修32第五章《交变电流》教案
课题教学目的重难点授课方法教学新人教版高中物理选修3－ 2 第五章《交变电流》优选授课设计§5.1 交变电流课型新授课课时 1（一）知识与技术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．理解交变电流的瞬市价和最大值及中性面的正确含义。
（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变成平面图形的能力。
3．培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。
（三）感情、态度与价值观培养学生用辩证唯物主义的见解认识问题。
授课重点交变电流产生的物理过程的剖析。
★ 授课难点交变电流的变化规律及应用。
经过演示实验，引导学生观察现象、剖析实验教师活动学生活动【预习导引】学生思虑预习引导的两1. 恒定电流的定义是什么？直流电的定义是什么？个问题？（3分钟）2. 我们依照什么来定义直流电和恒定电流的？教师指导学生阅读课本完成 1、2 两题（4 分钟）【新课授课】一、交变电流学生思虑并议论右侧的1.定义：四个问题（10分钟）2.试议论交变电流与恒定电流和直流电的差异是什么？二、交变电流的产生右图为交流电发电机的表示图，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地址开始做逆时针过方向转动．1．开始时，线圈可否切割磁感线？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'，线圈中感觉电动势怎么计算？电流方向怎样判断？此时磁通量多大？程方向怎样？教3.当线圈转过 T/4 时间，线圈平面转到跟磁感学生剖析解决练习一并线平行的地址，ω t=π/2，sinωt =1，ab 边和 cd 边总结思路（ 4都垂直切割磁感线，线圈中感觉电动势最大，用E m来表示， E m=NBSω．（怎样获取的？）则线圈经过任意地址时，感觉电动势的瞬市价：e =E m sinω t，可见，线圈里产生的感觉电动势是按正弦规律变化的。
物理51《交变电流》教案(新人教版选修3-2)
高考资源网5．1 交变电流教学目标〔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根本方法〔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、态度与价值观通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性教学重点、难点交变电流产生的物理过程的分析。
难点:交变电流的变化规律及应用。
教学方法演示法、分析法、归纳法。
教具手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、示教用大的电流表课型新授课课时方案1课时教学过程〔一〕引入新课出示单相交流发电机，引导学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〔二〕进行新课1、交变电流的产生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多媒体课件打出以下图。
当abcd 线圈在磁场中绕OO ′轴转动时，哪些边切割磁感线 ab 与cd 。
当ab 边向右、cd 边向左运动时，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。
线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小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。
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的位置。
〔2〕线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但t ΔΔ =0。
人教版选修3-2导学案设计：5.1-交变电流(无答案)
交变电流1．理解交变电流的产生原理，掌握交变电流的变化规律．学习目标2．知道正弦式电流的图象．3．知道沟通发电机的结构和分类．要点：交变电流的变化规律学习重难点难点：交变电流的产生原理朗读预热备注1．定义：大小和方向随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称沟通．说明：方向随时间周期性变化是交变电流的最重要的特色．2．正弦式电流（ 1）定义：随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式电流．说明：①在我国工农业生产及生活中使用的交变电流都是正弦式电流，但并不是只有按正弦规律变化的电流才叫交变电流．②正弦式交变电流的图象是正弦曲线（ 2）正弦式电流产生：当线圈在匀强磁场中绕平行于磁场方向的轴做匀速转动时，线圈中就产生正弦式电流．（ 3）正弦式电流的规律：假设线圈从跟磁感线垂直的平面（也叫中性面）开始转动，则产生的交变电流的刹时价表达式为i ＝ I m sinωt ；电动势刹时价的表达式为 e＝ E sinωt ；电压刹时价表达式为u＝ U sinωt 。
m m二、中性面1．定义：与磁感线垂直的平面叫做中性面．2．中性面特色：（ 1）穿过线圈的磁通量Φ最大；（ 2）磁通量的变化率最小；（3）电动势e及电流I均为零；（ 4）线圈经此地点电流方向发生改变．说明：除中性面以外，在沟通电产生过程中还有一个特别地点，那就是与磁感线平行的平面（或叫与中性面垂直的平面）．该平面的特色：（ 1）穿过线圈的磁通量最小（Φ＝0）；（2）磁通量的变化率最大；展现导入汽车上常用的沟通发电机三峡电站大型发电机组思虑：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，试判断：如图所示，表示交变电流的图象是()研究准备教材P18：如图矩形线圈在匀强磁场中绕OO'轴转动时，线圈中的感觉电动势能否变化：为何？设线圈的两个边长分别是L1和 L2，转动时角速度是ω，磁场的磁感觉强度为B。
试证明：在图示地点时，线圈中的感觉电动势为E=BSω , 式中 S= L 1L2，为线圈面积。
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2
总结 作业
3
为什么线框转动，就有电流产生呢？（学生答：因为穿过线框的磁通量在变化或者有导
体在切割磁感线，产生了感应电动势，线框与灯泡相连后组成了闭合电路，线框就是电源）
那么线框中产生的感应电动势跟那些边有关？（学生答：只跟切割磁感线的两条边有关）那
么我们就来抓住这两条边分析一下这个交变电动势的产生过程。
启发
新课 一．交变电动势的产生及变化规律
什么测量工具？（学生答：电流表）。好，我们来接上电流表看看，接上电流表演示，看到 指针左右摆动。由此可见，线圈里产生的电流有什么特点？（学生答：大小和方向随时间改 设疑 变），这种电流叫交变流电。现代工农业生产和生活中所用的大都是交变电流，它有许多优 引入
点。今天我们就来学习交变电流的产生原理和变化规律。（板书课题）
《交变电流的产生和变化规律》教学设计
课 题 交变电流的产生和变化规律
认知目标： 1.使学生理解交流电的产生原理，知道什么是中性面
教学目标
能力目标：
2．掌握交变电流的变化规律，熟悉用图象及公式表示正弦交变电流的方法。 培养学生的观察能力、思维能力和用已有知识解决实际问题的能力
德育目标：使学生懂得从一般到特殊，再从特殊到一般的认知规律
2）大小
设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω ，切割磁感
ωt V
线的边 ab 或 cd 的长度是 L，磁感应强度是 B，经过时间 t a(b)
互动 归纳
后，线圈转过的角度是ω t，ab 边的线速度 V 的方向跟磁感 线方向间的夹角也等于ω t，根据法拉第电磁感应定律得 e
ωt ● O
中性面
＝2BL（Vsinω t）≤2BLV，若设 2BLV＝Em，则 e＝Emsin
点，分散难点是教学成败的关键。
学生
2．用悬念式引入新课。首先立疑设问，提出有启发性、耐人寻味的疑难问题：如何设计发 答疑
电机。依照教学特点从感性认识到理性认识，先用实验为先导，引入新课，并留下悬念。 动画
巩 固 3．充分运用程序设问，这样既体现教师的主导作用和学生的主体作用，又能按照由浅入深，演示
新课 从定性到定量，由特殊到一般的认识规律。
e
O Em
t
i O Im
讲解 t 推导
u
【思考与练习】
O Um
t
1．发电机在发电过程中，能量是如何转化的？
2．线圈在经过中性面时有哪些特点？
【小结】今天我们学习了正弦交变电流的产生过程，即矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场 动画 的转动轴转动时，即可产生按正弦规律变化的电流。当从线圈经过中性面时开始计时，产生 演示 的电流用公式表示为：e＝Emsinω t；i＝Im sinω t；u＝Um sinω t。也可用图象表示为一
合电路总电阻为 R，则 i＝e/R＝（Em/R）sinω t＝Im sinω t。
电路中某一段上的电压 u＝iR′＝Im R′sinω t＝Um sinω t 可见，上述电源组成的闭合电路中，电流和电压都是跟线框的电动势一样，按正弦规律
提问
变化，人们把这种按正弦规律变化的交变电流叫正弦交变电流。
三．交变电流的图象 1．正弦交变电流的图象 2．非正弦交变电流的图象
段正弦曲线。不过正弦交变电流只是交变电流的一种特殊情况，还有其他形式的交变电流，
正弦交变电流也是一种非常重要的电流，所以要好好掌握。
【作业】
附：教材分析及说明
1． 本节知识内容是交变电流的第一节，但知识的理解完全用到刚刚学过的电磁感应、楞次
定律、右手定则等知识，故可算是一节承前启后的内容，在教学中怎样突出特点，强调重
（当ω t＝π /2，即 S∥B 或 S⊥中性面时，e 最大；当ω t＝0，即 S∥中性面时或 S⊥B 时，
e 最小）
二．交变电流和交变电压的产生和变化规律
上述线框转动能产生电动势，相当于电源，当把它和电阻组成闭合电路时，电路中就有
了感应电流。而且实验证明，在只含有电阻的电路中，欧姆定律也适用于交流电路，若设闭
教学重点 正弦交变电流的产生过程及变化规律
教学难点 正弦交变电流的大小按正弦规律变化，学生不容易理解
教 具 自制交流发电机，演示电流计，小灯泡，课件
教
学
过
程
教学 步骤
教
学
内
容
教法
引入
通过前面电磁学的学习，我们知道了电能生磁，反过来磁也能生电。请问同学们有没有 启发
想过利用所学知识自己设计一台发电机？（稍停片刻，找学生答）我这里就有一台自制发电 机，接上灯泡，摇动发电机，小灯泡亮了，却是一闪一闪的。要研究它产生的电流，可以用 演示
提问
不同的位置，让学生拿出右手判断感应电动势的方
向，让学生归纳出电动势方向发生变化的位置——S⊥B 时，并指出这个面由此也叫“中性
面”。故线圈每次经过中性面，E 感或 I 感的方向就会发生改变。 问：线圈转一周，即在一个周期内，E 感或 I 感的方向改变几次？（两次）
(c)d V
1
ω t，式中 e 随着 t 而变化，不同时刻有不同的数值，叫瞬时值，Em 是电动势能达到的最大 学生 值，而且，上式表明电动势是按照正弦规律变化的。故这个线圈中的感应电动势按正弦规律 推导
变化，若从中性面开始，则 e＝Emsinω t 问：线圈转动到什么位置 e 最大？什么位置最小？