2019-2020年高中物理 《認識交變電流》教案 粵教版選修3-2.doc

2019-2020年高中物理 認識交變電流教案 粵教版選修3-2一、教學目標1了解交變電流是是怎樣產(chǎn)生的2理解交變電流的變化規(guī)律3認識交變電流的最大值、有效值、周期、頻率二、重點、難點分析1重點分析交變電流產(chǎn)生的物理過程使同學了解線圈在磁場中旋轉一周的時間內，電流的大小及方向是怎樣變化的2交流電有效值的概念，既是重點又是難點，要使同學理解它的物理意義及在實際中的應用3分析交變電流的大小及方向時，線圈運動方向（v）與磁感強度（B）之間的角度關系，是得出交流電變化規(guī)律的關鍵，應注意三、教具1示波器，看交變電流圖像2手搖式交流發(fā)電機模型該發(fā)電機可使2.5V小燈泡發(fā)光，可使電流表指針擺動3可拆式發(fā)電機模型轉子可取出、放入，不能真發(fā)電，為講電流方向用4掛圖，交流發(fā)電機四、主要教學過程（一）引入新課1831年法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，為人類進入電氣化時代打開了大門今天我們使用的電燈、微波爐等家用電器中的交流電是怎樣產(chǎn)生并且怎樣送到我們的家庭中來的呢？這就是這一章要學習的主要內容，先看“交變電流的產(chǎn)生”（二）主要教學過程設計1首先演示手搖發(fā)電機，操作時由快轉到慢轉，使同學看出一閃一閃的亮，快轉時則不易看出閃亮告訴同學：“這就是交變電流”同時指出：我們點的電燈也是一閃一閃，只不過每秒閃50次看不出來再將發(fā)電機模型中的燈泡取下，連接上電流表，慢慢旋轉手搖發(fā)電機，使同學看出電流表指針忽大忽小、忽左忽右的擺動演示目的：使同學對交變電流有一感性認識，即電流的強弱與方向都在隨時間做周期性的變化指出：這些都屬交變電流直流電流的強弱雖然變化，但方向沒變板書：“強度和方向都隨時間做周期性變化的電流叫做交變電流”提出問題：這種交變電流是怎樣產(chǎn)生的呢？3掛圖或板圖（1）首先對原理圖1做一些說明線圈所在磁場為勻強磁場設線圈為矩形線圈，如圖2圖1中線圈abcd為圖2中線圈abcd水平放置時的圖景，線圈平面與磁感線垂直圖1中abcd所在位置為中性面（2）規(guī)定t=0的時刻為圖1中線圈所在的位置為起始時刻，即由中性面開始，逆時針方向轉動角速度為4分析交變電流產(chǎn)生的過程（1）先看感應電流方向根據(jù)右手定則引導同學判定線圈在磁場中由中性面開始逆時針方向轉動一周的過程中，感應電流的方向改變兩次（2）再看感應電流的大小全過程可將線圈在磁場中的位置分為如圖3所示的0、1、2、3、4、5、6、7八個位置，引導同學討論在各個位置時，感應電動勢的大小位置0、4：由于Bv所以e0=e4=0；線框abcd中無感應電動勢位置2、6：此時Bv所以e2=2Blv，線框中感應電動勢e2=e6=2BLv=Em，為感應電動勢最大值位置1、5：見圖4e1Blv=BLvsinBLvsinte5=Blv=BLvsin（180）=-BLvsint，負號只表示電動勢的方向，即線框中感應電動勢由cd邊流入，ab邊流出，abcd中感應電動勢的大小e1=e5=2BLvsint=Emsint位置3、7：e3=BLv=BLvsinte7=Blv=Blvsin（360-）=BLvsint線框abcd中感應電動勢大小后半周的討論，同學會熟練一些教師應引導同學注意后半周內電動勢方向的變化最后，總結出交變電流的變化規(guī)律：在線框旋轉一周的時間內，感應電動勢的方向變化兩次，即每經(jīng)過中性面變化一次感應電動勢的大小隨時間按正弦規(guī)律變化，故稱為正弦交變電流5畫出交變電流圖像，同時指出若電路閉合，則交變電流、電壓的表達式都可寫出上述教學過程暫告一段落，同學可放松一下，教師則可簡單介紹一下發(fā)電機的實際知識（轉子、定子、電樞）然后，開始本節(jié)課的第二個高潮6介紹表征交變電流的幾個物理量由交變電流圖像，指出最大值Em、周期T板書： Em=2BLv介紹民用及工業(yè)用電的頻率為50Hz周期為0.02s，民用交變電流的最大值為311V提出問題：我們平時常說的220V又是什么值呢？引入有效值概念7有效值板圖：甲、乙圖中電爐燒水，設壺材料同、水質量相等、水的初溫相同同時加熱，若在相同時間內使兩壺水燒開即直流在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱與交流在相同電阻相同時間內產(chǎn)生的焦耳熱相等時，稱直流的電壓（或電流）為交變電壓（或電流）的有效值板書： Q直=Q交提問：交變電壓的最大值Um=311V時，它的有效值U=？指出：通常所說交變電壓的大小均指有效值，交流電壓表或交流電流表的示數(shù)也均指有效值8鞏固試電筆上的氖管，起輝電壓為86.6V若將其接在電壓為70.7V，頻率為50Hz的交流電源上，氖管能發(fā)光嗎？提問式啟發(fā)：70.7V指的是電壓的什么值？答：有效值所以氖管可以發(fā)光又問：頻率為50Hz，氖管每秒閃光多少次？答：f=50HZ，則每秒有100次達峰值電壓，所以每秒閃光100次又問：這個交流電壓的表達式怎樣寫？答：f=50HZ，=2f=100rad/sUm=100V，所以 U=100sin100t（V）（三）課堂小結1線圈在磁場中旋轉，線圈所圍面積中磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應電動勢，外電路閉合時，有交變電流線圈每旋轉一周，兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次；線圈兩次與中性面垂直時達峰值交變電流按正弦規(guī)律變化2正弦交變電流的瞬時值表達式為：3交變電流有效值的概念必須清楚，即交流與直流在熱效應相等的條件下，直流電壓（電流）值為交變電壓（電流）的有效值五、教學說明1本教案密度較大，對基礎好的學生可一氣呵成，將有關交變電流的基礎知識一并托出，下節(jié)課可安排一定時間復習，如給出交變電流圖像，要求能識別出周期、最大值，計算出頻率、角頻率、有效值等等，使知識落實對基礎差的學生則可將本節(jié)內容分成兩節(jié)進行，將知識點落實的工作一步步完成2有條件的學校，可將Em=BS及Em=NBS的知識在習題課中補充給學生