第一节《交变电流》教案
高中物理选修1-1《交变电流》教案
高中物理选修1-1《交变电流》教案教学目标：1. 了解交流电路中的电压和电流波形、电阻、电感、电容在交流电路中的作用；2. 理解交流电路中的平均值、有效值和相位差的概念及其计算方法；3. 知道交流电的产生和应用。
教学重点：1. 了解交流电路中的电压和电流波形、电阻、电感、电容在交流电路中的作用；2. 知道交流电的产生和应用。
教学难点：1. 理解交流电路中的平均值、有效值和相位差的概念及其计算方法；2. 熟练掌握相位差的概念和计算方法。
教学方法：1. 讲授法；2. 示例法。
教学手段：1. 电子白板、投影仪、网络多媒体设备；2. 图示和图表。
教学过程：【教学环节一】导入1. 教师用PPT展示交流电的产生和应用的图片，引导学生谈论交流电在生活中的应用。
2. 阐述本节课学习内容和教学目标。
【教学环节二】讲授与示范1. 讲解交流电路中电压和电流波形、电阻、电感、电容在交流电路中的作用。
2. 示范计算交流电路中的平均值、有效值和相位差，讲解计算方法及其应用。
【教学环节三】练习与巩固1. 基本练习：例题指导学生运用所学知识计算实际问题。
2. 拓展练习：让学生自己查找交流电路中的实际问题，并利用所学知识尝试解决。
【教学环节四】课堂小结1. 小结本节课的内容和知识点，回答学生提出的问题。
2. 鼓励学生反思、总结并提问。
【教学环节五】作业布置1. 完成本节课的课堂笔记。
2. 计算相关题目，做好最后的复习准备。
教学评估：评估方式：开展小组讨论或个人思考，讨论或写出所学知识在实际生活中的应用。
评估标准：概念全面准确、计算正确且理解应用。
交变电流教案课程
交变电流教案课程第一章：交变电流的基本概念1.1 交变电流的定义与特点1.2 交流电的表示方法1.3 交流电的频率与周期1.4 交流电的相位与相位差第二章：交变电流的产生与传输2.1 交变电流的产生原理2.2 交流发电机的工作原理2.3 变压器的工作原理2.4 交流电路的传输线第三章：交变电流的电压与电流3.1 交变电流的电压3.2 交变电流的电流3.3 电压与电流的相位关系3.4 电压与电流的波形第四章：交变电流的功率与能量4.1 交变电流的功率4.2 有功功率与无功功率4.3 视在功率与功率因数4.4 交变电流的能量转换与传输第五章：交变电流的电路元件5.1 电阻元件5.2 电感元件5.3 电容元件5.4 电阻、电感、电容元件的串联与并联第六章：交变电流的测量与控制6.1 交变电流的测量方法6.2 电流表与电压表的使用6.3 功率表与电能表的使用6.4 交变电流的控制方法第七章：交变电流的电路分析方法7.1 交变电流的阻抗与导纳7.2 交变电流电路的欧姆定律7.3 交变电流电路的功率分析7.4 交变电流电路的节点与回路分析法第八章：交变电流的滤波与调制8.1 交变电流的滤波器设计8.2 低通滤波器与高通滤波器8.3 带通滤波器与带阻滤波器8.4 交变电流的调制与解调第九章：交变电流的磁路原理9.1 磁路的基本概念9.2 磁通量与磁通密度9.3 磁阻与磁路欧姆定律9.4 变压器与电动机的磁路原理第十章：交变电流的电动机与应用10.1 交变电流电动机的基本原理10.2 异步电动机与同步电动机的区别10.3 电动机的启动与制动10.4 交变电流电动机在实际应用中的选择与使用第十一章：交变电流的故障分析与保护11.1 交变电流电路的常见故障11.2 故障检测与诊断方法11.3 交变电流电路的保护装置11.4 过电流、过电压与短路保护第十二章：交变电流在电力系统中的应用12.1 电力系统的基本结构与功能12.2 交变电流在输电与配电中的应用12.3 交变电流在发电与储能中的应用12.4 交变电流在电力电子设备中的应用第十三章：交变电流在通信技术中的应用13.1 交变电流在模拟通信中的应用13.2 交变电流在数字通信中的应用13.3 交变电流调制与解调技术13.4 交变电流在无线通信与卫星通信中的应用第十四章：交变电流在工业与自动化控制中的应用14.1 交变电流在电机控制中的应用14.2 交变电流在PLC控制系统中的应用14.3 交变电流在工业传感器与检测技术中的应用14.4 交变电流在变频调速系统中的应用第十五章：交变电流的未来发展趋势15.1 交变电流技术的创新与发展15.2 交变电流在新能源领域的应用前景15.3 交变电流与智能电网的结合15.4 交变电流技术的环保与节能贡献重点和难点解析本文教案主要围绕交变电流的基本概念、产生与传输、电压与电流、功率与能量、电路元件、测量与控制、电路分析方法、滤波与调制、磁路原理、电动机与应用、故障分析与保护、电力系统中的应用、通信技术中的应用、工业与自动化控制中的应用以及未来发展趋势等方面展开讲解。
《交变电流第一节》优秀教案
一、交变电流
一、概念
恒定电流：电流大小、方向都不随时间变化（属直流范围）
交变电流：电流大小、方向都随时间周期性变化的电流，简称交流
例：
二、正弦式交变电流的产生原理
（一）演示实验：教学用手摇式发电机产生的电流即为正弦式交变电流
问：可否用已学知识，用实验证明其交流电？（提示：提供两个发光二极管及若干导线）
（二）原理：（先介绍发电机基本构造：磁极间匀强磁场，线圈，中性面）
1、感应电动势E的方向：
在线圈转动一个周期内，感应电动势E方向是否发生变化？（中性面开始一个周期内）
分析：根据楞次定
律，由甲到乙和从乙到丙过程中感应电流方向为由B到A；由丙到丁再由丁到甲过程中，感应电流方向为由A 到B。
结论：线圈每经过中性面时，E方向发生变化（半个周期变一次）。
2、感应电动势E的大小：
①线圈在何位置磁通量Φ最大？（中性面）线圈在中性面位置E为多少？（E=0,i=0电流方向要发生变化）
②线圈在何位置E最大？（线圈与磁场平行时）E最大值为多少？E m=nBSω
③任意时刻，感应电动势e表达式？
设线圈从中性面开始转过θ,则此时v与B夹角也为θ,
即e=2BLvinθ=2BLvinωt= E m inωt。
交变电流教案
第一节交变电流的产生教学目的：I、交变电流的产生即变化规律。
2、会用公式和图像表示交变电流。
3、培养学生观察实验能力和思维能力。
教学准备：交流发电机模型、演示电流表、教学过程：一、知识回顾教师：如何产生感应电流？请运用电磁感应的知识，设计一个发电机模型。
学生设计：让矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。
二、新课教学：1交变电流的产生[演示1]:出示手摇发电机模型，并连接演示电流表当线圈在磁场中转动时，电流表的指针随着线圈的转动而摆动，线圈每转动一一周指针左右摆动一次。
表明：电流强度的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电。
2、交变电流的变化规律(a) (b) (c> (d) (e)[演示2]:矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程分析：线圈be、da始终在平行磁感线方向转动，因而不产生感应电动势，只起导线作用。
（1）线圈平面垂直于磁感线（a图），ab、ed边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流。
教师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面。
中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零。
（2）当线圈平面逆时针转过 900时（b图），即线圈平面与磁感线平行时， ab、ed边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最大，线圈中的感应电流也最大。
（3）再转过900时（c图），线圈又处于中性面位置，线圈中没有感应电动势。
4）当线圈再转过90°时，处于图d位置，ab、ed边的瞬时速度方向，跟线圈经过图（b）位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在（图b）位置相反。
（5）再转过900线圈处于起始位置（e图），与a图位置相同，线圈中没有感应电动势。
小结：线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。
提出问题：线圈中的感应电动势的大小如何变化呢？在场强为B的匀强磁场中，矩形线圈边长为L,逆时针绕中轴匀速转动，角速度为3,从中性面开始计时，经过时间 t。
交变电流教案人教版选修32
选修3-2第五章第1节《交变电流》教学设计一、教材分析交变电流知识对生产和生活关系紧密，有普遍的应用，考虑到高中时期只对交流电的产生、描述方式、大体规律作简要的介绍，这些知识是已学过的电磁感应的引伸，因此在教学进程中对开阔学生思路、提高能力是很有益处的。
为了适应学生的同意能力，教材采取从感性到理性、从定性到定量慢慢深切的方式讲述那个问题.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，以展现交流电是如何产生的.并强调让学生观看教材图5．１－３所示线圈通过甲、乙、丙、丁四个特殊位置时，电流表指针转变的情形，分析电动势和电流方向的转变，如此学生就会对电动势和电流的转变情形有个大致的了解.然后让学生用右手定那么独立分析线圈中电动势和电流的方向.如此能充分调动学生的踊跃性,培育学生的观看和分析能力.关于交变电流的转变规律,教材利用上章学过的法拉第电磁感应定律引导学生进行推导,得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式,进而依照闭合电路欧姆定律和部份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、教学目标一、知识目标（1）明白什么是交变流电。
并明白得交变电流的产生原理，明白什么是中性面.（2）把握交变电流的转变规律，及表示方式.（3）明白得交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义.（4）明白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。
二、能力目标（1）把握描述物理量的三种大体方式（文字法、公式法、图象法）.（2）培育学生观看能力，空间想象能力和将立体图转化为平面图形的能力.（3）培育学生运用数学知识解决处置物理问题的能力.3、情感、态度和价值观目标结合实际情形培育学生理论联系实际的思想.三、教学重点难点重点：一、交变电流产生的物理进程的分析.二、交变电流的转变规律的图象描述。
难点：１、交变电流的转变规律及应用.２、图象与实际发动机转动时的一一对应关系的明白得。
四、学情分析学生已经学习了电磁感应，明白得了导体切割磁场会产生电动势。
高中物理交变电流教案
高中物理交变电流教案一、课程内容1、交变电流的概念：可以把交变电流理解为一种回路内电流因时间改变而周期性变化的电流。
回路内的电势发生了变化，而这种变化与把电源连接到回路中不同的电极有关。
2、共轭电容和电感的概念：共轭电容指的是两个电容的放大器的输出担负着同样的负荷，这样它们的电容会形成同能量偏移状态，因此它们也叫做共轭电容。
而电感则是一种电磁器件，当其通过电流时，它能够产生一个电磁场，这种电磁场使线圈具有电感特性，它能够抵销通过线圈中的电流变化而产生的电势变化，并使线圈能够储存电能。
3、交变电路的特性：交变电路的特性由其结构决定。
回路中会有一定容量的电容和电感，电容会抵消交变电流的增益，而电感则会抵消电压的增益。
回路中的电容电感会产生相位差，而这种相位差决定了交变电路的特性，如电阻、电容、电感的特性。
二、教学目标（3）分析交变电路中电容、电感和电阻的特性以及交变电流的变化趋势；（4）会计算交变电路中的电阻、电容和电感的参数。
2、能力目标：（1）培养学生科学实验的积极性和实践能力；（2）掌握实验室安装，操作和调试等基本技能；（3）能够独立组织实验，并充分利用计算机和用具，且依照实验要求完成课程设计。
三、教学准备（1）教学准备：（1）完成课程设计，准备实验设备；（2）编写教案，准备实验数据表；（3）做好课堂上的练习和有关测量仪器的调试工作。
（2）实验设备：（1）实验电源：一台实验电源；（2）放大器：一台放大器；（3）电容：一个标准电容；（5）调节器：一台标准调节器；（6）仪表：多用万用表等；（7）计算机：一个实验计算机。
四、教学过程1、课前准备：（1）学生自学课前所有资料；（3）教师根据课本内容做好笔记，准备好课堂练习和实验材料。
2、课堂练习：（1）了解交变电流在电路中的应用；（4）举例详解交变电路中的时域和频域特性；（5）利用仪表观察交变电路的动态变化关系；3、课堂实验：（1）安装电路：（a）安装放大电路构成元件，连接实验电源和放大电路；（b）连接共轭电容和电感；（c）将放大电路接到调节电路；（2）调试电路：调节电路内组件参数，实现相应的功能；（3）观察记录：使用多用户表测量不同参数，观察记录每次测量结果；（4）结果分析：总结本次实验结果，对比实验设计要求有关的计算结果。
第五章 第一节交变电流的产生和描述 教学设计
第五章第一节交变电流的产生和描述一、教材分析1.单元高度：本节内容是高中物理选修3-2第五章“交变电流”第一节。
本节内容是整章内容的理论基础，是后3节“描述交变电流的物理量”、“电感和电容对交变电流的影响”、“变压器”“电能输送”的基础，所以本节内容的安排对整章内容有非常重要的意义。
2.立体整合：第五章“交变电流”内容是第四章“法拉第电磁感应定律”的延续，本节内容起着连续这两章内容的重要地位和作用。
“法拉第电磁感应定律”在生活中最实际最广泛的应用就是通过发电机发电。
本节内容解释了发电机原理联系实际应用于实际，让学生体会到物理来源于生活服务于生活的学科特点。
3.本节内容：本节内容分三部分（1）认识交流电：通过图像类比，演示实验让学生认识到交流电和直流电的区别。
（2）交变电流产生：通过对教学用发电机的理论分析得出交流电变化规律。
（3）交变电流的变化规律：总结归纳出交变电流的规律。
过渡：了解学情是开展教学工作的第一步，下面进行学情分析二、学情分析1.学生已有的知识基础：学习本章内容之前学生已经掌握了直流电的特性，直流电满足的一些计算公式同样可以应用于交流电，比如欧姆定律、焦耳定律、功率计算等。
2.能力基础：通过对第四章《法拉第电磁感应定律》的学习，学生已经具备了独立分析电磁感应现象中电流方向、电动势大小等分析判断能力，学生对理论应用于实际分析的能力也大大提高。
3.生活经验：交变电流是生活和生产中最常用的电流，可以说知识来源于生活。
虽然如此但学生对交流电的认识却仅限于“家用电器使用的就是交流电”这种表面层次。
通过对本节内容的学习更利于学生形成理论到实际应用完善科学观念的建立。
过渡：一切教学活动都要围绕教学目标开展，我对本节课的教学目标做如下分析：三、教学目标1.知识目标：（1）能区分交流和直流的不同（2）理解交流电产生的原理，知道中性面，会分析线圈转动过程中电流方向。
（3）掌握交变电流变化规律，会写交变电流的的瞬时表达式会用图像表示电流变化，理解峰值意义。
《交变电流》教学设计
《交变电流》教学设计【教材分析】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，考纲中属于c级要求。
课本以电压，电流波形图引入交变电流的定义；通过手摇发电机的发电可以使正反向二极管同时发光，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。
【教学设计说明】为了利于学生理解和掌握，教学中可借助传感器和模型配合讲解。
要让学生明白交变电流、正弦电流、中性面、瞬时值、最大值的准确含义；用图象表示交变电流的变化规律，是一种重要方法，它形象、直观、学生易于接受．要注意在学生已有的图象知识的基础上，较好地掌握这种表述方法。
【教学目标】1．知识与技能⑴知道交变电流是生产和生活中最常用到的电流，而正弦式电流又是最简单和最基本的交变电流；⑵初步认识交变电流的特点与规律，能够运用电磁感应的基本知识分析其产生过程；⑶初步理解正弦电流、中性面、瞬时值与最大值，能够运用数学图象来描述正弦式电流。
2．过程与方法⑴观察手摇发电机产生的电流（小灯泡发光强弱的变化、传感器所显示的方向变化）；⑵运用电磁感应基本知识，分析一个周期内交变电流的变化规律；⑶通过推导一个周期内交变电流的瞬时值表达式，建立正弦交变电流随时间变化的图象，知道交流电流在什么时刻达到最大值，在什么位置改变方向。
3．情感、态度与价值观感受交变电流在生活、生产中的广泛运用，激发学生学习的热情，体会数学函数与图象在物理知识上广泛运用。
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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
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
重点:
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
课时计划
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?
这种大小和方向都随时间做周期性变化电流，叫做交变电流。
（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。
（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t ，
线圈转过的角度是ωt ，ab 边的线速度v 的方向跟磁感线方向
间的夹角也等于ωt ，如右图所示。
设ab 边长为L 1，bc 边长
L 2，磁感应强度为B ，这时ab 边产生的感应电动势多大?
e ab =BL 1v sin ωt = BL 1·22L ωsin ωt =2
1BL 1L 2sin ωt 此时整个线框中感应电动势多大?
e =e ab +e cd =BL 1L 2ωsin ωt
若线圈有N 匝时，相当于N 个完全相同的电源串联，e =NBL 1L 2ωsin ωt ，令E m =NBL 1L 2ω，叫做感应电动势的峰值，e 叫做感应电动势的瞬时值。
根据部分电路欧姆定律，电压的最大值U m =I m R ，电压的瞬时值U =U m sin ωt 。
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来表示，如下图所示：
3．几种常见的交变电波形
（三）课堂总结、点评
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。
2．从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSωs i nωt，感应电动势的最大值为E m=NBSω。
3．中性面的特点：磁通量最大为Φm，但e=0。
（四）实例探究
交变电流的图象、交变电流的产生过程
【例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
交变电流的变化规律
【例2】在匀强磁场中有一矩形线圈，从中性面开始绕垂直于磁感线的轴以角速度ω匀速转动时，产生的交变电动势可以表示为e=E m sinωt。
现在把线圈的转速增为原来的2倍，试分析并写出现在的交变电动势的峰值、交变电动势的瞬时值表达式，画出与其相对应的交变电动势随时间变化的图象。
分析物理图象的要点：
一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”、看“截距”、看“面积”、看“拐点”，并理解其物理意义。
二变：掌握“图与图”“图与式”和“图与物”之间的变通关系。
三判：在此基础上进行正确的分析和判断。
综合应用
【例3】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
2
π的过程中，感应电动势的平均值是多大？ 解析： 作业布置1．课下阅读“科学漫步”了解有关交流发电机的知识。
2．书面完成本节课后的“问题与练习”第3、4、5题；思考并回答第1、2题。
板书设计教学后记。