2019-2020年高二物理交变电流集体备课教案一 新课标 人教版 选修3-2
2019-2020年高中物理 5.1 交变电流学案 新人教版选修3-2
2019-2020年高中物理 5.1 交变电流学案新人教版选修3-2[目标定位] 1.理解交变电流、直流的概念，会观察交流电的波形图.2.理解正弦式交变电流的产生，掌握交流电产生的原理.3.知道交变电流的变化规律及表示方法．一、交变电流1．交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流(AC)．2．直流：方向不随时间变化的电流称为直流(DC)，大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．对直流和交变电流的区分主要是看电流方向是否变化．二、交变电流的产生交流发电机的示意图：在匀强磁场中的线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动时，产生交变电流．想一想如图1所示，当线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线？线圈转到哪些位置时没有感应电流？图1答案当线圈在磁场中绕OO′轴转动时，AB、CD边切割磁感线产生感应电流．线圈转到甲和丙位置时没有感应电流，我们称之为中性面．三、交变电流的变化规律1．正弦式交变电流的瞬时值表达式当从中性面开始计时：瞬时电动势：e＝E m sin_ωt，瞬时电压：u＝U m sin_ωt，瞬时电流：i ＝I m sin_ωt .式中E m 、U m 、I m 分别表示电动势、电压、电流的最大值．2．按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流，简称正弦式电流．想一想 正弦式交变电流的图象一定是正弦函数曲线吗？答案 不一定，根据计时起点不同，也可能是余弦函数曲线．3．正弦式交变电流的图象(如图2所示)图2一、交变电流的产生及规律1．正弦式交变电流的产生如图3所示，是图1中线圈ABCD 在匀强磁场中绕轴OO ′转动时的截面图．线圈从中性面开始转动，角速度为ω，经过时间t 转过的角度是ωt .设AB 边长为L 1，BC 边长为L 2，磁感应强度为B ，AB 边和CD 边转动时切割磁感线产生感应电动势．图3(1)在图甲中，v ∥B ，e AB ＝e CD ＝0，e ＝0(2)在图丙中，e AB ＝BL 1v ＝BL 1ωL 22＝12BL 1L 2ω＝12BSω 同理e CD ＝12BSω 所以e ＝e AB ＋e CD ＝BSω(3)在图乙中，e AB ＝BL 1v sin ωt ＝12BL 1L 2ωsin ωt ＝12BSω sin ωt 同理e CD ＝12BS ωsin ωt 所以e ＝e AB ＋e CD ＝BSωsin ωt(4)若线圈有n 匝，则e ＝nBSωsin ωt .2．两个特殊位置(1)中性面(S ⊥B 位置)线圈平面与磁场垂直的位置，此时Φ最大，ΔΦΔt为0，e 为0，i 为0. 线圈经过中性面时，电流方向发生改变，线圈转一圈电流方向改变两次．(2)垂直中性面位置(S ∥B 位置)此时Φ为0，ΔΦΔt最大，e 最大，i 最大． 3．正弦式交变电流的峰值E m ＝nBSω4．正弦式交变电流的瞬时值表达式e ＝E m sin ωt ，u ＝U m sin ωt ，i ＝I m sin ωt例1 矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是( )A ．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B ．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C ．当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流的方向就改变一次D ．线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零解析 线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边的速度与磁感线平行，即不切割磁感线，所以感应电动势等于零，也即此时穿过线框的磁通量的变化率等于零，感应电动势或感应电流的方向在此时刻改变．线框垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，但切割磁感线的两边都是垂直切割，有效切割速度最大，所以感应电动势最大，即此时穿过线框的磁通量的变化率最大．故C 、D 选项正确．答案 CD针对训练 如图4所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO ′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0～π2ω这段时间内( )图4A ．线圈中的感应电流一直在减小B ．线圈中的感应电流先增大后减小C ．穿过线圈的磁通量一直在减小D ．穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小解析 题图位置，线圈平面与磁场平行，感应电流最大，因为π2ω＝T 4，在0～π2ω时间内线圈转过四分之一个圆周，感应电流从最大减小为零，穿过线圈的磁通量逐渐增大，穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小．答案 AD二、对峰值E m ＝nBSω和瞬时值e ＝E m sin ωt 的理解1．对峰值的理解(1)转轴在线圈所在平面内且与磁场垂直．当线圈平面与磁场平行时，线圈中的感应电动势达到峰值，且满足E m ＝nBSω.(2)决定因素：由线圈匝数n 、磁感应强度B 、转动角速度ω和线圈面积S 决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关．如图5所示的几种情况中，如果n 、B 、ω、S 均相同，则感应电动势的峰值均为E m ＝nBSω.图52．对瞬时值的理解写瞬时值时必须明确是从中性面计时，还是从与中性面垂直的位置计时．(1)从中性面计时，e ＝E m sin ωt .(2)从与中性面垂直的位置计时，e ＝E m cos ωt .例2 如图6所示，匀强磁场磁感应强度B ＝0.1 T ，所用矩形线圈的匝数N ＝100，边长l ab ＝0.2 m ，l bc ＝0.5 m ，以角速度ω＝100π rad/s 绕OO ′轴匀速转动．试求：图6(1)感应电动势的峰值；(2)若从线圈平面垂直磁感线时开始计时，线圈中瞬时感应电动势的表达式；(3)若从线圈平面平行磁感线时开始计时，求线圈在t ＝T 6时刻的感应电动势大小． 解析 (1)由题可知：S ＝l ab ·l bc ＝0.2×0.5 m 2＝0.1 m 2，感应电动势的峰值E m ＝NBSω＝100×0.1×0.1×100π V ＝100π V ＝314 V .(2)若从线圈平面垂直磁感线时开始计时，感应电动势的瞬时值e ＝E m sin ωt所以e ＝314sin (100πt ) V(3)从线圈平面平行磁感线时开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e ＝E m cos ωt ，代入数据得e ＝314cos (100πt ) V当t ＝T 6时，e ＝314cosπ3 V ＝157 V . 答案 (1)314 V (2)e ＝314sin (100πt ) V (3)157 V三、正弦式交变电流的图象1．如图7所示，从图象中可以解读到以下信息：图7(1)交变电流的峰值E m 、I m 和周期T .(2)因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，所以可确定线圈位于中性面的时刻，也可根据感应电动势、感应电流最大值找出线圈平行磁感线的时刻．(3)判断线圈中磁通量Φ最小、最大的时刻及磁通量变化率ΔΦΔt最大、最小的时刻． (4)分析判断e 、i 大小和方向随时间的变化规律．2．注意：开始计时时线圈所处的位置不同，得到的i －t 图象也不同．(如图8所示)图8例3 线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图9所示，由图可知( )图9A ．在A 和C 时刻线圈处于中性面位置B ．在B 和D 时刻穿过线圈的磁通量为零C ．从A 时刻到D 时刻线圈转过的角度为π弧度D ．在A 和C 时刻磁通量变化率的绝对值最大解析 当线圈在匀强磁场中处于中性面位置时，磁通量最大，感应电动势为零，感应电流为零，B 、D 两时刻线圈位于中性面．当线圈平面与磁感线平行时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，A 、C 时刻线圈平面与磁感线平行，D 正确．从A 时刻到D 时刻线圈转过的角度为3π2弧度．故选D. 答案 D交变电流的产生及规律1．当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答案 AC解析 当线圈平面与中性面重合时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，电流将改变方向．故选A 、C.正弦式交变电流的图象2．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图10甲所示，则下列说法中正确的是( )图10A ．t ＝0时刻，线圈平面与中性面垂直B ．t ＝0.01 s 时刻，Φ的变化率最大C ．t ＝0.02 s 时刻，感应电动势达到最大D ．该线圈产生的相应感应电动势的图象如图乙所示答案 B解析 由题图甲可知t ＝0时刻，线圈的磁通量最大，线圈处于中性面，t ＝0.01 s 时刻，磁通量为零，但变化率最大，所以A 项错误，B 项正确．t ＝0.02 s 时，感应电动势应为零，C 、D 项均错误．峰值和瞬时值问题3．交流发电机工作时电动势为e ＝E m sin ωt ，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为( )A ．e ′＝E m sin ωt 2B ．e ′＝2E m sin ωt 2C ．e ′＝E m sin 2ωtD ．e ′＝E m 2sin 2ωt 答案 C解析 感应电动势的瞬时值表达式e ＝E m sin ωt ，而E m ＝nBωS ，当ω加倍而S 减半时，E m 不变，故正确答案为C.4．有一10匝正方形线框，边长为20 cm ，线框总电阻为1 Ω，线框绕OO ′轴以10π rad/s 的角速度匀速转动，如图11所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T ．求：图11(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少；(2)线框从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大．答案 (1)6.28 V 6.28 A (2)5.44 V解析 (1)交变电流电动势最大值为E m ＝nBSω＝10×0.5×0.22×10π V ＝6.28 V ，电流最大值为I m ＝E m R ＝6.281A ＝6.28 A. (2)线框从图示位置转过60°时，感应电动势e ＝E m sin 60°≈5.44 V.(时间：60分钟)题组一 交变电流的产生及规律1．线框在匀强磁场中绕OO ′轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到如图1所示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是( )图1A．磁通量和感应电动势都在变大B．磁通量和感应电动势都在变小C．磁通量在变小，感应电动势在变大D．磁通量在变大，感应电动势在变小答案D解析由题图可知，Φ＝Φm cos θ，e＝E m sin θ(θ为线框与中性面的夹角)，所以磁通量变大，感应电动势变小．2．如图2所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是()图2A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置ab边的感应电流方向为a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量的变化率为零答案C解析线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故A错；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为a→b，故C对；线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，B、D错误．题组二正弦式交变电流的图象3．一个矩形线圈绕垂直于匀强磁场的固定于线圈平面内的轴转动．线圈中感应电动势e随时间t的变化图象如图3所示，下列说法中正确的是()A ．t 1时刻通过线圈的磁通量为零B ．t 2时刻通过线圈的磁通量最大C ．t 3时刻通过线圈的磁通量的变化率最大D ．每当e 变换方向时通过线圈的磁通量最大答案 D解析 由题图可知，t 2、t 4时刻感应电动势最大，即线圈平面此时与磁场方向平行；在t 1、t 3时刻感应电动势为零，此时线圈平面与磁场方向垂直．故选D.4．矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图4所示，下列结论正确的是( )图4A ．在t ＝0.1 s 和t ＝0.3 s 时，电动势最大B ．在t ＝0.2 s 和t ＝0.4 s 时，电动势改变方向C ．电动势的最大值是157 VD ．在t ＝0.4 s 时，磁通量的变化率为零答案 C解析 由Φ－t 图象可知Φm ＝BS ＝0.2 Wb ，T ＝0.4 s ，又因为n ＝50，所以E m ＝nBSω＝nΦm ·2πT＝157 V ，C 正确；t ＝0.1 s 和0.3 s 时，Φ最大，e ＝0，变向，t ＝0.2 s 和0.4 s 时，Φ＝0，e ＝E m 最大，故A 、B 错误；根据线圈在磁场中转动时产生感应电动势的特点知，t ＝0.4 s 时，ΔΦΔt最大，D 错误． 5．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 边垂直．在t ＝0时刻，线圈平面与纸面重合(如图5所示)，线圈的cd 边离开纸面向外运动．若规定a →b →c →d →a 方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i 随时间t 变化的图线是( )答案C解析线圈在磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，可以产生按正弦规律变化的交流电．对于图示起始时刻，线圈的cd边离开纸面向外运动，速度方向和磁场方向垂直，产生的感应电流的瞬时值最大；用右手定则判断出电流方向为逆时针方向，与规定的正方向相同，所以C对．6.如图6所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动(ab向纸外，cd向纸内)．若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿a→b→c→d→a为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是下图中的()图6答案A解析由题意知线圈总有一半在磁场中做切割磁感线的匀速圆周运动，所以产生的仍然是正弦交变电流，只是感应电动势最大值为全部线圈在磁场中匀速转动情况下产生的感应电动势最大值的一半，所以选项B、C错误，再由右手定则可以判断出A选项符合题意．题组三峰值和瞬时值问题7．有一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动过程中，线圈中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为E m，下列说法中正确的是()A．当磁通量为零时，感应电动势也为零B．当磁通量减小时，感应电动势也减小C．当磁通量等于0.5Φm时，感应电动势为0.5E mD．角速度ω＝E mΦm答案D解析由交变电流的产生原理可知，感应电动势与磁通量的变化率有关，与磁通量的大小无关．磁通量最大时，感应电动势为零；而磁通量为零时，感应电动势最大且E m＝BSω＝Φmω，故选项D正确．8.如图7所示，一单匝矩形线圈abcd，已知ab边长为l1，bc边长为l2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω从图示位置开始匀速转动，则t时刻线圈中的感应电动势为()图7A．0.5Bl1l2ωsin ωtB．0.5Bl1l2ωcos ωtC．Bl1l2ωsin ωtD．Bl1l2ωcos ωt答案D解析线圈从题图位置开始转动，感应电动势瞬时值表达式为e＝E m cos ωt，由题意，E m＝BSω＝Bl1l2ω，所以e＝Bl1l2ωcos ωt.9．如图8所示，一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝0.5sin (20t) V，由该表达式可推知以下哪些物理量()图8A．匀强磁场的磁感应强度B．线框的面积C．穿过线框的磁通量的最大值D．线框转动的角速度答案CD解析 根据正弦式交变电流的感应电动势的瞬时值表达式：e ＝BSωsin ωt ，可得ω＝20 rad/s ，而磁通量的最大值为Φm ＝BS ，所以可以根据BSω＝0.5 V 求出磁通量的最大值．10．一矩形线圈有100匝，面积为50 cm 2，线圈内阻r ＝2 Ω，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从线圈平面与磁场平行时开始计时，已知磁感应强度B ＝0.5 T ，线圈的转速n ＝1 200 r/min ，外接一用电器，电阻为R ＝18 Ω，试写出R 两端电压的瞬时值表达式． 答案 u ＝9πcos (40πt ) V解析 角速度ω＝2πn ＝40π rad/s ，最大值E m ＝nBSω＝100×0.5×50×10－4×40π V ＝10π V ，线圈中感应电动势e ＝E m cos ωt ＝10πcos (40πt ) V ，由闭合电路欧姆定律i ＝e R ＋r， 故R 两端电压u ＝Ri ＝9πcos (40πt ) V .11．如图9所示，在匀强磁场中有一个“π”形导线框可绕AB 轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度B ＝52πT ，线框的CD 边长为20 cm ，CE 、DF 长均为10 cm ，转速为50 r/s.若从图示位置开始计时：图9(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)在e －t 坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化的图象．答案 (1)e ＝102cos (100πt ) V (2)见解析图解析 (1)线框转动，开始计时的位置为线框平面与磁感线平行的位置，在t 时刻线框转过的角度为ωt ，此时刻e ＝Bl 1l 2ωcos ωt ，即e ＝BSωcos ωt .其中B ＝52πT ， S ＝0.1×0.2 m 2＝0.02 m 2，ω＝2πn ＝2π×50 rad/s ＝100π rad/s ，故e ＝52π×0.02×100πcos (100πt ) V ， 即：e ＝102cos (100πt ) V .(2)线框中感应电动势随时间变化的图象如图所示：.。
2019-2020年高二物理交变电流集体备课教案一 新课标 人教版 选修3-2
教学后记
2019-2020年高二物理交变电流集体备课教案一新课标人教版选修3-2
科目
物理
年级
高二
班级
时间
课题第一节交变电流
（知识、能力、品德）
教学目标
·知识目标：明确交变电流的产生及变化规律
理解正弦式交变电流图象的物理意义
了解交流发电机的基本构造和种类
掌握感应电动势，感应电流的瞬时值表达式
·方法目标：培养学生从一般到特殊和联系
一．交变电流的产生及变化规律：
（一）交变电流
(1)定义强度和方向都随时间做周期性变化的电流
(2)产生矩形线框abcd在匀强磁场B中,绕⊥B的轴，以W转动
时
二）（二）建立模型，研究规律
（1）前提条件：t=0时，线框平面与磁感线垂直，即处与中性面
（2）如图特殊位置时的特点：t=0，t=T/4，t=T/2，t=3T/4，t=T，t=5T/4时刻。结论：线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次
图象分析问题的方法
·情感目标：引导学生想象，激发学习物理学的兴趣
（重点、难点）
教材分析
重点：交变电流的产生及变化规律
难点：正弦式交变电流图象的物理意义
板书
设计
示意
框图
一．交变电流
二．交变电流的产生
三．交变电流的变化规律
教学操作过程设计（重点写怎么教及学法指导，含课练、作业）
个人备课
（一）引入新课
（二）进行新课
1从中性面开始计时，写出电动势的瞬时值表达式；
2此发电机和外电路组成闭合回路时，总电阻100Ω，求t=1/600s时的电流；
3求线圈中磁通量变化率的最大值。
(1) e=311sin100πtV (2) i=e/R=3.11sin (π/6)=1.56A
2019-2020学年度人教版选修3-2 5.1交变电流 教案(3)
教材分析新授课时，每节课注重本节知识的突破，而对交变电流整块知识的整体把握不强。
本节复习课就是要从整体上把握交变电流的产生描述以及输送和用户端的使用。
物理这一学科是与现实生活结合较紧密的一科。
本章更是如此，因此在教学过程中应尽量结合生产生活实际，把本章知识的复习和电能的产生、输送和利用结合起来，以现实生产生活为背景，以电能的产生、输送、使用为主线，让学生把枯燥的知识和生活的应用结合起来，形成观察思考生活中的物理原理的习惯。
教学方法讲解法教具多媒体课件教学活动本章知识网络一、交变电流的产生1、产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就有交流电产生.(从经过中性面开始计时)e=E m sinωt；Em=NBSωi=I m sinωt；u=U m sinωt.2.中性面：与磁场方向垂直的平面.特点：①线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零；②线圈平面每次转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，线圈转动一周两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次 .3.交变电流的图象变化规律：(t＝0时，线圈在中性面位置)如下表．二、描述正弦交流电的几个物理量（周期，频率，峰值，有效值，平均值）1、交流电的周期和频率：转动，角速度为ω，求线圈从图示位置转过180度时间内交变电压的平均值。
若线圈总电阻为R，通过线圈的电荷量是多少？三、感抗和容抗1.感抗表示电感对交变电流的阻碍作用。
特点：“通直流，阻交流”、“通低频，阻高频”2．容抗表示电容对交变电流的阻碍作用。
特点：“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”例：如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝220V、频率f＝50Hz时，三只灯A、B、C的亮度相同（L无直流电阻）。
（1）将交流电源的频率变为f＝100Hz，则（）（2）将电源改为U＝220V的直流电源，则（）A．A灯比原来亮； B．B灯比原来亮C．C灯和原来一样亮; D．C灯比原来亮四、变压器原理和远距离输电1. 变压器原理（1）变压器的构造: 变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的．一个线圈跟电源连接，叫原线圈（也叫初级线圈）；另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（也叫次级线圈）．两个线圈都是用绝缘导线绕制成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成．（2）.变压器的变压比:U1／U2 =n 1／n2U1／n1 = U2／n2= U3／n3=…=k理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比.当n2＞n1时，U2＞U1，变压器使电压升高，这种变压器叫做升压变压器．当n2＜n1时，U2＜U1，变压器使电压降低，这种变压器叫做降压变压器．思考题：理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶10，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后，则副线圈的输出电压为 【 】A ．60VB ．V 260C ．V 2/60D ．以上答案都不对 （3）. 变压器的变流比:理想变压器的输入的电功率I 1U 1等于输出的电功率I 2U 2， 即 I 1U 1=I 2U 2．由U 1 ／U 2= n 1／n 2 ∴ I1／ I2 = n2／n1可见，变压器工作时，原线圈和副线圈中的电流跟它们的匝数成反比． 注意:上式只对仅有一个副线圈时适用.若有两个及以上副线圈时,必须由输入的电功率 等于输出的电功率计算.变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制. 低压线圈匝数少而通过的电流大，应用较粗的导线绕制. 典例1：图（甲）、（乙）两电路中，当a 、b 两端与e 、f 两端分别加上220V 的交流电压时，测得c 、d 间与g 、h 间的电压均为110V 。
2019-2020学年度人教版选修3-2 5.2描述交变电流的物理量 教案(4)
教学环
节和教学内容教师活动学生活动设计
意图
导入新课讲学稿课前预习部分反馈与评价
期待
好奇
提升学
生自主
学习意
识
·
探究过程教师精讲（一）
一、如图所示的是某
正弦式交变电流的图
象.
1、根据图象求其最
大值、周期和角速
度?
2、写出交变电流的瞬时值表达式?
3、该交变电流中电流的有效值为？
二、我国照明电压（市电）的瞬时值表达式为
tV
eπ
100
sin
2
220
=
1、角速度是_______，周期是_______，频率是
_______。
2、画出交变电流的图像?
3、该交变电流中电动势的有效值为？
三、如图所示是一交变电流随时间而变化的图象，求出
交变电流的有效值？
二、教师精讲（微课教学）
质疑
数学思考
查漏补
缺针对
性
现代技
术教学
高效
目标达成训练。
小结 作业
三、学生精炼： 1、如图所示是一交变电流随时间而变化的图象，求出交变电流的有效值？
2、如图所示是一交变电流随时间而变化的图象，求出
交变电流的有效值？
3、如图所示是一交变电流随时间而变化的图象，求出交变电流的有效值？
四、学生小组合作展示、点评、质疑。
小组汇报成果：
小组合作学习。
2019-2020学年度人教版选修3-2 5.1交变电流 教案(9)
5.1交变电流一、任务分析1．教材分析：交流电是生产生活常用的电流，交流电是电磁感应的延伸和提高，而正弦式电流又是最简单和最基本的。
正弦式电流产生的原理是基于电磁感应的基本规律，所以本章是前一章的延续和发展，是电磁感应理论的具体应用。
另一方面，本节知识是全章的理论基础，由于交变电流与直流不同，因此它对各种元件的作用也不同。
正因为交变电流的特殊性，才有了变压器及其及广泛的应用。
所以，本节内容有承上启下的作用，教学重点是要运用电磁感应的基本知识，配合相应的演示实验，分析交变电流的产生过程，认识交变电流的特点及其规律。
2．学情分析：学生学完了电磁感应知识，对恒定电流有一定的认识，掌握了求解动生电动势的方法和作图中降维作图的能力。
但对交变电流不够了解和认识，使学生对交流电产生的物理图景的存在障碍。
利用示波器实验、交流发电机、计算机模拟，尽可能使学生形象、直观地掌握交流电.二、三维目标1．知道和技能（1）掌握交流电的概念、掌握交变电流的产生过程即变化规律。
（2）知道交流电的数学表达式（3）认识交流电的图像并会简单应用。
2．过程和方法（1）提高实验观察、操作能力和正确分析实验现象的能力。
（2）熟悉练习模拟课堂教学中运用现代信息技术的能力。
3．情感、态度和价值观培养合作、探究与分享科学规律的习惯。
培养学生数理结合的能力爱好。
三、重难点分析教学重点：波的叠加现象和波的干涉现象。
教学难点：对干涉现象的理解。
四、教学设计思路和教学流程1．教学设计思想“交变电流”是高中物理选修3-2第五章第一节教学内容，是学习的重点和难点。
本节课贯彻“问题化教学策略”的教学理念，以解决“交流电的产生过程”为核心，使整个教学过程能按照现象→问题→探索→规律→解释现象这样的程序进行。
本节课以“交流电的产生过程”这一演示实验贯穿始终。
用传感器实验引入，通过传感器展示恒定电流与交变电流变化的不同，从而形成良好的学习动机；激发学生探究的欲望。
2019-2020年高中物理 交变电流导学案 教科版选修3-2
2019-2020年高中物理交变电流导学案教科版选修3-2课标：知道交变电流，能用函数表达式和图像描述交变电流。
学习目标：1．能够说出交流电和直流电的区别，交流电的产生原理。
2．能记住正弦式交变电流的变化规律，会应用变化规律求交变电流的峰值、瞬时值、有效值，并能说出它们的区别和联系。
3．能说出描述交流电的物理量，如周期和频率，知道之间的关系。
重点难点：1、交流电产生的原因，交流电的特点和规律。
2、对交流电有效值的理解。
课程导学：一、交变电流的产生和变化规律1．交变电流：_________和_________都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流（AC），方向变化为其主要特征；＿＿＿＿不随时间发生改变的电流就是直流电。
2．正余弦交变电流（1）特点：随时间按_____________________________变化的交变电流。
（2）产生：如图所示，将线圈置于______磁场中，并绕＿＿＿于磁场的轴_____转动，线圈中就会产生正（余）弦交变电流。
（3）中性面①定义：与磁场方向__________的平面。
②特点：a、线圈转到中性面时，穿过线圈的磁通量_________，磁通量的变化率为__________，感应电动势为______________。
b、线圈转动一周，_____次经过中性面，线圈每经过_________一次，电流的方向就改变一次。
3、正弦式电流的变化规律（线圈在中性面位置开始计时）（1）电动势瞬时值表达式（e）：e=______________________（2）电压瞬时值表达式（u）：u=_______________________（3）电流瞬时值表达式（i）：i=_______________________（4）用图像表示上述规律【练习1】一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法正确的是（）A、线圈平面与磁感线方向平行 B、通过线圈的磁通量达到最大值C、通过线圈的磁通量变化率达到最大值D、线圈中的感应电动势为零二、描述交变电流的物理量1．周期和频率（1）周期T：交变电流完成＿＿＿＿＿＿＿＿所用的时间。
2019-2020学年度人教版选修3-2 5.1交变电流 教案(1)
《交变电流》教学设计【教学设计思路】1、在教材中的作用：交变电流是生产和生活中最常用到的电流，而正弦式交流电又是最简单和最基本的。
正弦式电流产生的原理是基于电磁感应的基本规律，所以本章是前一章的延续和发展，是电磁感应理论的具体应用，另一方面，本节知识是全章的理论基础，所以，本节内容具有承上启下的作用，重点是运用电磁感应的基本知识，配合相应的演示实验，分析交流电的产生过程，认识交变电流的特点及规律。
2、为了使学生掌握好该部分知识，高效的完成本课时的教与学的目标，在教学设计上注意了以下几点：（1）我们的课程目标不仅是掌握基本知识和技能，还要体会其中的过程和方法，同时培养情感态度和价值观。
这就要求教师在教学设计中通过课堂教学，既要让学生学会本节知识，还要通过知识作为载体让学生体会物理学的思维方法和过程，领悟其中的科学方法使学生的思维能力和科学素养得到培养。
而本节内容的教学设计就是尽可能的符合这一特点。
（2）在我校四段教学模式下，还要体现出物理学科的特点——是一门以实验为基础的学科，教学设计主要是围绕教与学目标，引导学生在观察实验现象的基础上，展开自主学习、小组合作与讨论交流，让学生自己体会知识的获得过程，加深对知识的理解。
【教学目标】1．知识与技能（1）通过实验了解交流电的产生。
（2）理解交变电流的产生的原因，知道什么是中性面。
（3）掌握交变电流的变化规律，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理含义。
2．过程与方法通过观察和分析实验，学习探究科学的方法，经历探究科学的过程，体验成功的喜悦。
3．情感态度与价值观通过对正弦式交流电的产生过程的研究和分析，培养学生运用物理理论分析实际问题的能力，了解物理知识与现实生活的密切关系。
【教学重、难点】重点：正弦式交变电流的产生和变化规律；难点：交变电流产生过程的分析。
【教学用具】手摇单相发电机、小灯泡、多媒体教学课件、示教用大的电流表.【教学过程】教师通过实验演示教材中的实验，学生观察后提出交流电的概念，引入新课。
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A.t=0时,线圈位于中性面位置
B.t=0时,穿过线圈平面的磁通量最大
C.t=0时,线圈的有效边切割速度方向垂直于磁感线
D.t=0.1时,线圈中感应电动势达到峰值.
例2：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100π(rad/s).
1从中性面开始计时，写出电动势的瞬时值表达式；
2此发电机和外电路组成闭合回路时，总电阻100Ω，求t=1/600s时的电流；
3求线圈中磁通量变化率的最大值。
(1) e=311sin100πtV (2) i=e/R=3.11sin (π/6)=1.56A
(3)εm=NΔØ/Δt得：ΔØ/Δt=εm/N=3.11V
线圈转动一周，感应电流的方向改变两次
（3）如图任意t时刻，线圈从中性面转过角度ωt，
e=2BLVsinθ
=2BLVsinωt e(i,u)
=BSw sinωtε
=εmsinωt T/2 T
-ε
e=εmsinωt叫做电动势的瞬时值表达式.
(三)图像表示,注意中性面的特点
（四）发电机:主要由线圈,磁极组成,可分为旋转电枢式,旋转磁场式两类，是一种机械能转化为电能的装置。
一．交变电流的产生及变化规律：
（一）交变电流
(1)定义强度和方向都随时间做周期性变化的电流
(2)产生矩形线框abcd在匀强磁场B中,绕⊥B的轴，以W转动
时
二）（二）建立模型，研究规律
（1）前提条件：t=0时，线框平面与磁感线垂直，即处与中性面
（2）如图特殊位置时的特点：t=0，t=T/4，t=T/2，t=3T/4，t=T，t=5T/4时刻。结论：线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次
2019-2020年高二物理交变电流集体备课教案一新课标人教版选修3-2
科目
物理
年级
高二
班级
时间
课题第一节交变电流
（知识、能力、品德）
教学目标
·知识目标：明确交变电流的产生及变化规律
理解正弦式交变电流图象的物理意义
了解交流发电机的基本构造和种类
掌握感应电动势，感应电流的瞬时值表达式
·方法目标：培养学生从一般到特殊和联系
（三）作业
教学后记
图象分析问题的方法
·情感目标：引导学生想象，激发学习物理学的兴趣
（重点、难点）
教材分析
重点：交变电流的产生及变化规律
难点：正弦式交变电流图象的物理意义
板书Βιβλιοθήκη 设计示意框图一．交变电流
二．交变电流的产生
三．交变电流的变化规律
教学操作过程设计（重点写怎么教及学法指导，含课练、作业）
个人备课
（一）引入新课
（二）进行新课