交流电的产生说课稿（优秀版）word资料
《交流电的产生和变化规律》说课稿
各位评委、老师，大家好！
今天我说课的题目是《交流电的产生和变化规律》，下面我将从教材分析、教学方法设计、学法指导和教学过程设计四个方面对本次说课内容进行分析和处理，不当之处，请大家批评指正。
一、教材分析
1、教材内容特点
本次说课使用的教材是由劳动和保障部教材办公室组织编写、中国劳动社会保障出版社出版的全国中等职业技术学校电工类专业通用教材《电工基础》第四版，该教材是机电专业的专业基础课。
本次说课的内容是第五章第一节的《交流电的产生和变化规律》这节课在本章中起到转折引入的作用。它是从前面所学的直流电的应用有局限性,从而引入交流电的概念,本节是本章的基础而且主要是抽象的理论，比如交流电的产生和变化规律学生就无法看到、感受到，一般不容易理解和掌握。在教学中应想办法以直观的形式来讲解，帮助学生掌握抽象的理论。
2、教学目标
知识目标：使学生理解交流电的产生过程，掌握交流电的变化规律。
能力目标：（1）着重培养学生的实践探究能力，培养学生怎样找出隐藏在实际现象中的规律的能力。
（2）培养学生进行实践的能力和从实践中归纳、概括概念与规律的能力。
情感目标：（1）培养学生崇尚科学，勇于探索，注重实践的精神，丰富完善学生的世界观。
（2）激发学生对学习的兴趣和热情，增强学生学习的信心。
3、重点和难点
本节是本章的基础内容，教材的重点是研究“交流电的变化规律”，难点是如何在初中对直流电的认识的基础上，通过进一步实验，使学生归纳出交流电产生的根本原因，使学生能够通过“现象”找出“规律”。
二、教学方法设计
1、教学总体思想
“法无常法，贵在得法”。根据本节内容特点，把握以教师为主导，学生为主体的原则，采用了下述教学方法：
（1）究启发式教学。步步设疑，环环相扣，尽量创造环境，让学生自己发现、找出规律。
（2）形象生动教学。充分利用多媒体的生动、形象、直观，给学生创造一个轻松，高效的学习环境。
2、具体教学方法说明
（1）本节课采用的教学方法是：“引导——观察——探究——总结”
即教师引导学生提出问题，学生通过观察后进行思考，自主探究产生交流电的产生，经过总结，从而得出结论，解决教师提出的问题。这样既充分体现
了学生的主体地位，教师又起到了主导作用。
（2）利用现代化教学手段解决学习抽象理论困难的问题
交流电的产生及变化规律是本节课的重点，从形象的“线圈在磁场中转动”
到抽象的“交流电的产生过程”，对于学生来说较难理解，所以这部分又是本
课的难点。对此我采用教师引导学生观看多媒体课件，形成多感观共同参与，
让学生在轻松的环境中掌握该难点。
三、学法指导
1、学生基础分析
从学生的知识基础上看，学生在第四章已学过电磁感应的基础知识和磁场的基本知识，知道磁场在一定条件下可以产生电流。
从学生的学习情况上看，对于技校学生来讲，学生的理论基础相对薄弱，而且很多学生不是为知识而学，而是凭兴趣在学。
2、学法指导
根据上述学生情况，我在本次教学中遵循“教师为主导，学生为主体，质疑为主线”的教学思路进行学法指导。具体手段上我采取不断设疑，引导学生思考，通过多媒体直观教学的方法，在实践的基础上来启发学生观察思考、总结规律、掌握知识。
总体上讲，本次教学以电子演示文稿为主线，引导学生：
听（教师启发讲述）、看（观察现象）、想（动脑思考）、议（参与讨论）
四、教学过程设计
下面我具体说一下教学过程：
（一）提出问题，引入新课
回忆直流电的产生及应用，让学生举例说出直流电的应用场，然后教师提出问题：观察现实生活中，直流电与交流电谁应用得更广泛？为什么？由此引出交流电的优点，让学生举例说出交流电的应用场合，使学生对交流电产生好感，从而引入交流电的课题。说明交流电的定义。
（二）新课教学
1、要说明交流电的产生过程，单依靠讲课本上的内容很抽象，学生根本接受不了，那就先来做个实验，教师演示动画实验，并提出问题：比如我们线圈在磁场里旋转的过程当中，同学发现了什么现象？让学生踊跃起来回答。观察现象，能得出什么样的结论？检流计的指针是什么状态？方向如何？等等，学生通过观察动画实验，很直观的能够知道这些问题。让学生进行讨论之后，得出答案，推举代表有条理性的回答老师刚才提出的问题。然后老师再用步进进行分析，以便学生观察清楚。这样学生通过自己去观察发现，并得出结论，使学生处于积极主动参与学习的主体地位，提高了学生学习的兴趣。
学生通过观察实验现象，得出实验结论。教师可以继续设置疑问：线圈在磁场中旋转能够产生电流，电流的大小是否不变呢？如果变，是怎样变化的？引导学生进一步观察，找出问题的答案。很自然的对应了交流电的定义，交流电是大小改变的电流或电压。然后老师再提出四个特殊位置，让学生仔细观察思考，自己总结出四个特殊位置的特点，特别强调出中性面及特点。
2、老师继续设疑：交流电的大小可以很直观的看出来在变化，那么它的变化有没有规律呢？如果有规律的话，是什么样的规律？先用示波器测出正弦交流电的波形，然后老师通过步进演示动画，让学生慢慢看清楚，从而很容易的看出其变化规律，这样在画正弦交流电的图像时就很好理解了。在授课过程中，老师要对学生的自主探究能力进行适当的表扬，使学生体会到自主学习的乐趣，这样就更增加了学生的学习热情，提高了学习兴趣，使学生乐学，达到事半功倍的效果。
得出交流电的图像之后，老师要教学生学会如合快速的画出正弦图像。老师在黑板上演示，学生在练习本上练习。
同时，为了让学生进一步了解交流电的应用，引入了交流发电机的两种形式，通过
动画演示发电机的结构及发电原理，让学生了解交流发电机的工作过程以及每一种的适应场合。由理论联系了实际应用，这也是我们授课的目的。
通过刚才的动画演示，我们看到，要么是线圈运动，要么是磁场运动，两种情况下都产生了交流电，也从另一方面验证了：磁能够生电。通过以上教学分析，本节课的重点和难点在形象生动的动画演示中一一化解和突破，从而完成了本节课的主要教学任务。
（三）小结和课堂练习
为了使学生更加系统和有条理的掌握本节课的所学内容，对本节内容作一下小结，通过小结，学生能重温一下本节课的重点和难点，可以更好的有目的的掌握本节课的知识。
同时为了巩固本节所学内容，加深学生的印象，附上随堂练习。学生自主思考，主动回答，教师总结，作出评价。
（四）板书设计
在讲解新课内容的同时，板书如下：
一、交流电的概念
交流电是随时间作周期性变化的电压或电流。
二、交流电的产生
三、交流电的变化规律（正弦交流电）
四、交流发电机的种类
（1）旋转磁极式（2）旋转电枢式
以上就是我的说课内容，非常感谢大家给我这个锻炼和学习的机会,这对我以后的工作有很大的帮助,谢谢大家!再见！
【课题】交流电的产生和描述
【教学结构】
一、交流电的产生
1.交流电:大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
2.交流电的产生:线圈在磁场中,绕垂直磁感强度的轴OO′转动时线圈abcd中就产生感应电动势,电路中就产生感应电流。如图1所示。
为更方便说明问题,把图1改画为图2,图2的位置3正与图1所示的位置相对应,根据切割磁感线产生感应电动势的规律,利用右手定则定性判断感应电流的大小,方向随线圈转动而变化的具体情况,以分析1,2,3位置为主。注意分析过程应指出:中性面:线圈在位置1即线框平面与磁感强度方向垂直时,磁通量最大,但导线ab,cd的速度方向与B方向平行而不切割磁感线,不产生感应电动势,故称之为中性面;感应电动势最大,线框平面与B平行是,ab,cd 边速度方向与B垂直,因而产生感应电动势最大,但此位置磁通量为零;分析线框每转一周,感应电流便为一次周期的性的变化,电流方向变化两次。
3.正弦交流电的产生:线圈在匀强磁场中,绕垂直磁感强度的轴OO′匀速转动时,产生的交流电为正弦交流电,即电动势,电流大小,方向按正弦规律变化。
若图1所示线框ab=L ,bc= ,OO′过cb, da中间,线框以角速度匀速转动。线框从与中性面重合时ad位置开始计时,经过ts,转至a′d′位置夹角= t,速V与B不垂直,将其分解为、两个分速度,功割磁感线的速度为,
则, ,即均为不变的量, 将按
的规律变化。线圈与中性面平行, ,当=90°时,电动势有最大值。
若线圈为N匝时, 为线框面积。
又可写成: 。
4.电路中的电流强度也按正弦规律变化:若闭合电路电阻为R(包括内外电路电阻)
称为电流瞬时值, ,电流最大值。。
外电阻上电压瞬时值,称为电压的最大值
线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势就是交流发电机的原理。感应电动势即为电源电动势,线圈电阻即为电源内阻,需要结合,考虑如何提高发电机的电动势的最大值。
二、交流电的描述
1.交流电的最大值:交流电在一周期内电压,电流最大值( )。注意与电动势最大值的区别。在研究交流电功率时很不方便。
交流电的有效值:根据电流热效应规定的。让交流电和恒定电流通过相同阻值电阻,如果在相同时间内产生热量相等,就把这一恒定电流的数值叫做这一交流电的有效值。恒定电流的电流强度叫交流电的电流有效值,电压叫交流电的电压有效值。
交流电的最大值和有效值的关系是: , ,
有效值不是平均值, 。有效值的作用在于把电流大小方向都变化的电流用恒定电流方法处理。交流电的功率。一般说交流电压、电流强度均指有效值,例如照明电压220V,即指交流电的有效值。电表的读数为交流电的电压,电流强度的有效值。
2.周期:交流电完成一次周期的变化所用的时间。也就是线圈匀速转动一周所用的时间。符号为T。单位S。T= 。
频率:交流电在1秒种内完成周期性变化的次数。符号单位: 或, ,周期,频率的关系: 周期和频率都是表示交流电变化快慢的。周期和频率都是表示交流电变化快慢的。
3.交流电的图象
交流电电压、电流瞬时值表达式: 。图4是根据电压瞬时值表达式。画出的图象。从图象上很直观看出交流电的最大值、周期、某一时刻电压的大小。据此可计算出电压的有效值,交流电的频率。此图象是日常照明交流电图象。最大值为311V,有效值220V,周期0.02S,频率50 。
【解题点要】
例一、下列各种叙述正确的是( )
A.线框平面和磁感线平行时即为中性面。
B.线框平面与磁感线垂直时,磁通量最大,感应电动势最大。
C.线框平面与磁感线平行时,磁通量为零,感应电动势最大。
D.线框匀速转动,各时刻线速度一样大,各时刻产生感应电动势一样大。
解析:线框平面和磁感线平行时,线框两条边切割磁感线产生感应电动势不为零,不是中性面,由于此时速度方向与磁感线垂直产生感应电动势最大。磁通量大小与产生感应电动势大小无关,决定感应电动势大小是磁通量变化率,磁通量最大时用数学方法可证明磁通量变化率为零,磁通量为零时,磁通量变化率为最大,选项C正确。
本题提醒我们注意正弦交流电产生条件,区别磁通,磁通变化量,磁通变化率物理意义。
例二、边长为a的正方形单匝线圈、电阻为R,在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,如图5所示,每秒转数为N,当线圈平面与磁感线平行时开始计时,则线圈中( )
A.感应电动势瞬时值为。
B.感应电动势最大值为。
C.感应电有效值为。
D.感应电流的周期为。
解析:每秒转数n为转速, , 。
。感应电流应为R线圈电阻应为内阻, 为外电路电阻。感应电流周期应为1/n,选项A、D正确。
例三、在R=484 电阻两端加交流电压为,则在电阻中电流为
,电阻中电流的有效值为,电阻消耗电功率为。
解析:电阻中电流是指瞬时值, A=0.64sin100 tA
电流的有效值,电阻消耗功率。
, 。
例四、图6为一个交流电压的图象,则此交流电压的有效值为。
解析:有效值的关键是在同一电阻上产生的热效果相同,即在相同时间内产生相同的热量。交流电在0.3秒内产生热,等效恒定电流产生热量为:
,解得U=86.6V.
例五、单相交流发电机的转子是由500匝,边长为0.3m的正方形线圈构成,在=0.4T匀强磁场中以1500转/分的转速匀速转动,内外电路总电阻为200 ,从线框通过中性面开始计时,求(1)电流最大值,有效值,周期,频率。(2)写出瞬时值表达式。
解析:转速应化为1500转/分=25转/秒。其与角速度关系为:
,根据
, 25Hz
瞬时值表达式。。
【课余思考】
1.交流电产生条件,正弦交流电产生条件是什么?
2.什么叫交流电的有效值,与交流电最大值的关系是什么?
【同步练习】
1.影响正弦交流电最大值的因素是( )
A.交流发电机电枢的转速。
B.交流发电机中磁场的磁感应强度。
C.交流发电机电枢的面积。
D.交流发电机电枢导线的粗细。
2.一正弦交流发电机是枢转动的角速度为时,线圈中产生的交流电动势为e= m ,若线圈
的角速度增大为2 时,线圈中产生的交流电动势为( )
A. B. C. D.
3.关于交流电的下列说法正确的是( )
A.在一个周期内交流电的方向只改变一次。
B.交流电器设备上标出的电压和电流值都是指有效值。
C.某正弦交流电压的最大值为311V,则该交流电压最小值为-311V。
D.用交流电流表和交流电压表测交流电流或电压时,应测得交流电流或电压的最大值。
4.交流发电机线框电阻为2 ,感应电动势瞬时值表达式为,给电阻R=8 的用电器供电。到
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正弦交流电基本概念
执教人：何祖祥
课型：新授课（2课时）
教学目标：
1、了解正弦交流电路的组成特点；
2、掌握正弦量频率、初相、幅值三要素；
教学重点：
正确理解交流电的三要素：初相位、频率、幅值
教学难点：
正确理解交流电初相位的概念
教学意图：
本次课主要是让学生对正弦交流电有一个初步的认识，掌握描述正弦交流电的三个要素。由于大多数学生是初次接触这部分内容，所以采用先通过实训观察直流电、交流电的波形，使学生对频率、相位、幅值等情况先从示波器上获得直观上的认识，在此基础上再从理论上进行系统全面的讲述正弦量的特点及三要素的具体描述方法。通过实际观察和理论讲解两方面结合来达成本次课的教学目的。
教学过程：
交流电作为能源的一种，得到广泛应用,正弦交流电容易产生，并能用变压器改变电压，便于输送和使用,且交流电机结构简单、工作可靠、经济性好。
一、提问：
1、电的种类大致分为哪三种？日常家庭用电最多是哪一种电？
正弦交流电：凡是随时间按正弦规律变化的电压、电流或电动势都叫做正弦交流电。
2、直流电和交流电有什么区别呢？
（提问引起学生的注意，增加其好奇心）
那么交流电究竟是一种什么形式的电呢？它与直流电有些什么区别？由那些物理量来描述？下面我们先通过两个电路来观察直流电与交流电的区别，以及对交流电的特性做细致的分析
(a)直流电(b)交流电(c)脉冲电
电流波形图
二、演示实验：
演示1：两白炽灯串联后用直流电源供电，观察灯两端电压波形并用电压表测出各电压
演示2：白炽灯串联电码感器后，用交流电源供电，观察灯两端电压波形并用电压表测出各电压
对操作结果进行分析：
（1）先提问1~2人：
①直流电和交流电在波形上有什么区别？
②正弦交流电有什么特点？
三、分析，启发，发现问题
首先从演示1所得到的电压波形上看，其电压值不随时间而变化，是一条与横轴平行的直线。不随时间变化，这就是直流电的特征。那么交流电呢？
我们接下去看演示2的波形。我们可以发现：
①其电压的波形是正弦波，其大小和方向都是不断地随时间变化的，而且是周期性的变化。大小和方向随时间变化这就是交流电最显著的特征，也是和直流电最根本的区别。
②再来分析一下所记录的电压数值，我们会发现电路的端电压不等于各分电压之和，即U≠U1+U2，而是U 是因为电路中出现了电感性与电容性负载，这类负载都属于储能元件。 ③接下去再比较灯泡和电感上的电压波形，看他们的波形起点有没有不同？（提问1~2人） 从他们的波形上可以看出， 电感上的电压波形比灯泡上的电压波形超前了将近90度。由此可以看出，当同一个电流流过不同类型的负载时，负载上电压波形在时间轴上的起始点是不同的，存在一定的差值，这个差值我们称为相位差，是交流电的一个十分重要的特征。 确切描述： 相位差：交流电路中，经常要进行两个同频率正弦量的相位比较，两个同频率的正弦量的相位之差称为相位差，用ϕ表示。 如电压、电流相位比较 a . 若ϕ=0，表明ψu =ψi ，则u 与i 同时到达正（或负）最大值，也同时达到零，我们称它们 是同相位，简称同相 b . 若ϕ=±180︒，则称它们的相位相反，简称反相 c . 若ϕ<0，表明ψu <ψi ，则u 滞后于i （或i 超前于u ）一个相位角ϕ 两正弦量同相位和反相位波形 注意： 0180ϕ≤，当ϕ>1800时改用负角表示，ϕ<-1800时改用正角表示。如ϕ=2500改用-1100 表示 相关概念： 相位：在正弦交流电表达式中， 是正弦交流电随时间变化的（电）角度称为该正弦交 流电的相位角，简称相位。它是表示正弦交流电的物理量，单位是rad （弧度）。 初相：t=0时的相位角称为初相，它反映了对一个正弦量所取的计时起点。 ④同时我们在示波器上可以看到波形重复出现，我们将出现一个完整波形所需时间称为周期。 确切描述：周期：正弦量变化一周所需时间为周期，用T 表示单位为（s ）。 相关概念： 频率：正弦量在1s 内周期性变化的次数，用f 表示， 频率单位（Hz ） f=1/T 角频率：正弦交流电变化一个周期相当于正弦函数的角度变化2π弧度，所以正弦量变化的快慢也可用角频率ω表示。它指的是正弦量在1秒内变化的电角度，用ω表示，单位：rad/s 。 ω=2π/T=2πf ⑤从波形上任意时刻都对应一个不同的数值，我们称为瞬时值。瞬时值中的最大数值，称为最大值（幅值）。 确切描述： 根据波形，正弦交流电我们可以用正弦函数表达式表示为： sin()m i i I t A ωϕ=+ 瞬时值：i 描述的是任一瞬间的电流值，称为瞬时值，以小写字母表示。 最大值：Im 交流电流瞬时中的最大数值，称为最大值（幅值），以大写字母带下标m(max)表示。（不能反映交流电做功的能力，于是引入有效值的概念。） 相关概念： 有效值：如果交流电和直流电分别通过同一电阻，两者在相同时间内消耗的电能相等，即产生的热量相等时，则此直流电的数值就叫做交流电的有效值。 理论和实验均可证明，正弦交流电压、电流、电动势的有效值与最大值之间的关系为： U = I = E =从以上的分析可以看出，交流电不同于直流电。它的大小和方向是随时间不断变化的，而且同一电流流过不同类型的负载时，负载上电压会不同，有相位差，并且其计算不同于直流电。我们可以得出正弦量的特征表现在变化的快慢、数值的大小及时间上的先后三个方面，他们分别有频率（或周期）、幅值（或有效值）或初相来确定。所以正弦量的三要素指的就是频率、幅值和初相。 四、归纳 1、 正弦交流电的周期、频率、角频率概念。 描述正弦量变化快慢的量有周期、频率和角频率。 频率、周期、角频率三个量都说明正弦交流电变化快慢的同一物理实质的。 2、瞬时值、最大值、有效值 描述正弦量“大小”的量有瞬时值、最大值、有效值。 理论和实验均可证明，正弦交流电压、电流、电动势的有效值与最大值之间的关系为： U = I = E =3、 正弦交流电的相位、初相和相位差 描述正弦量在时间轴上“先后”的量有相位、初相和相位差。 举例 例1：某正弦电压的有效值U=220V ，初相ψu =30︒；某正弦电流的有效值I=10A ，初相ψi =-60︒。它们的频率均为50Hz 。试分别写出电压和电流的瞬时值表达式，并画出它们的波形。 电压的最大值为U m = U= ⨯220=310V 电流的最大值 I m = ⨯ 电压的瞬时值表达式为 电流的瞬时值表达式为 课堂小结: 1、直流电和交流电的区别 2、正弦交流电的三要素。 3、各个要素内部的相互转换。 作业：P64 3-1 、3-3 222) ft 2sin(310)t sin(U u u u m ψ+π=ψ+ω=A )60t 314sin(1.14)t sin(I i i m -=ψ+ω= 直流电路与交流电路 一．直流电路动态分析 根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量（如I 、U 、R 总、P 等）的变化情况，常见方法如下： 1.程序法 基本思路是“局部→整体→局部”。 （1）简化电路。①理想电流表相当于短路,②理想电压表相当于断路,③电路稳定时电容器断路,④看清滑动变阻器滑片的哪一端接入电路中。 （2）分析电路的串并联情况。①找电路中结点的等势点, 判断各点的电势高低②作各电路元件电流流向图③作闭合电路的等效电路图,得出电路各元件串并联情况。 （3）确定电路的外电阻R 外总如何变化；① 当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小）② 若电键的通断使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键的通断使并联的支路增多，总电阻减小。 （4）根据闭合电路欧姆定律r R E I += 外总总确定电路的总电流如何变化； （5）由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化；由闭合电路欧姆定律确定干路上某变化电阻两端的电压如何变化, 2. “并同串反”( 应用条件：单变量电路) ①“并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。 ②“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率将增大。 假设可变电阻变小为零分析各量变化情况。如果电阻变大，各量变化情况相反。 例1如图所示的电路中，闭合电键，分析电路的串并联情况 ①找电路中a,b,c,d,e,f 的等势点, 判断各点的电势高低 ②作各电路各元件电流流向图 ③作闭合电路的简明等效电路图,得出电路各元件串并联关系. 例1解析: ①电路中a,b,c,d,e,f 中的等势点是 a,b,d ,电势最高的点是 c ,电势最低点是 f , 先得到电势由高到低依次是 假设a ，b ，d 的电势高于e ，得到矛盾的结果，从而得出e 的电势高于a b d 。 电势由高到低依次是 ②由各元件电流由高电势点流向低电势点,作各电路各元件电流流向图 ③(结合PPT 动画，)跟同学们讲解作简明的等效电路图: 先作出电源。作出电势最高点f ，找到f 点流出的支路条数，两条分别为R4支路和L2支路。作R4支路和L2支路 比较R4支路和L2支路另一端的电势，因e 点电势高于d 点电势, 先找到e 点流出的支路条数，两条分别为R2支路和R3支路。作R2支路和R3支路 比较R2支路和R3支路和L2支路另一端的电势, 电势相同，把它们连在一起 找到等势点a,b,d 点流出的支路条数，两条分别为R1支路和L1支路。作R1支路和L1支路. R1支路和L1支路会合于c 点，流回电源负极 ④让学生根据简明电路图。说出电路的串并联关系。 例2在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E,内阻为r, 1R , 2R 为定值电阻, 3R 为滑 动变阻器,C 为电容器,A,V 理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑片P 自上端向下端滑动的过程中,下列说法正确的是( ) A 、电压表示数减小 B 、a 点电势降低 C 、电容器C 所带电荷量电荷量增多 D 、电流表示数增大 例2解析: （1）(结合PPT 动画)简化电路。①理想电流表相当于短路,②理想电压表相当于断路,③电路稳定时电容器断路,④看清滑动变阻器滑片的哪一端接入电路中 （2）(结合PPT 动画)分析电路的串并联情况。①找电路中结点的等势点, 判断各点的电势高低②作各电阻电流流向图③作闭合电路的等效电路图, 让学生说出电路的串并联关系。 外部电路的连接情况是,电阻R2, R3并联。并联的整体R23再和R1串联 （3）“并同串反” 分析: ①滑动变阻器 R3接入的阻值变小。电阻R2 , R3 并联, “并同”电阻R2中的电流、两端电压、电功率都将减小 ②R3接入的阻值变小,并联的整体电阻R23变小, R1和整体R23串联, “串反”，串联电阻R1中的电流、两端电压、电功率将增大 ③a 点电势等于R2,R3并联的压,R2的电压减小。所以a 点电势降低。并联部分电压U 变小，所以电容器C 带电量Q=CU 减少 ④电流表和R3串联。串反,电流增大 f a b d c ϕϕϕϕϕ>==>f e a b d c ϕϕϕϕϕϕ>>==> 二．交流电的产生及描述 (1) 正弦交变电流的产生、图象、公式及相关物理量． (2)线圈通过中性面时(与磁场B 垂直的面)的特点 ①穿过线圈的磁通量最大；②线圈中的感应电动势为零；③线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次． (3) 正弦交变电流的“四值”的物理意义及其不同方面的应用 ①最大值E m ＝ ,线框面S 与磁场B 平行电动势最大,磁通量为零。 ②瞬时值: 线框面S 与磁场B 平行开始计时e ＝ . 线框面S 与磁场B 垂直开始计时e ＝ . ③有效值：正弦式交流电的有效值E = ；非正弦式交流电必须根据电流的 ,用等效的思想来求解．计算交流电路的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值． ④平均值：E ＝ ，常用来计算通过电路的电荷量． 例3图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A 为交流电流表，CD 边与F 点相连,线圈绕垂直于磁场的水平轴OO ′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是( ) A ．电流表的示数为10 A B ．线圈转动的角速度为50π rad/s C ．0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行 D ．0.02 s 时电阻R 中电流的方向自右向左 例3解析: ① 由乙图得最大电流 由乙图得周期 ②由乙图知0.01s 电流最大,线圈平面与磁场方向平行 ③0.02 s 时线圈位置和甲相同, AB 边速度向下,由右手定则知，AB 的电流由B 到A 到E m I =10I A ==0.02T s =2100T πωπ== 三．理想变压器动态分析 1．理想变压器的基本关系式 (1)功率关系：P 1＝ (2)电压关系：U 1 U 2 ＝ . (3)电流关系：只有一个副线圈时I 1 I 2＝ . 2．理想变压器动态分析流程如下： ①分析原线圈回路,找出电源电动势和原线圈输入电压的关系。 ②由U 1U 2＝n 1 n 2 分析U 2的情况． ③分析副线圈回路,副线圈相当于一个内阻为零的电源。副线圈与电阻构成闭合 回路,分析方法与直流电路类似,由I 2＝2U R 总分析I 2的变化．由P 2＝U 2I 2＝22U R 总 ＝I 22 R 分析P 2的变化 ④由P 1＝I 1U 1＝P 2判断输入功率P 1的变化和电流I 1的变化 例4 (2020 ·天津高考·T5)如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是 ( ) A.当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时,R 1消耗的功率变大 B.当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时,电压表V 示数变大 C.当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时,电流表A 1示数变大 D.若闭合开关S,则电流表A 1示数变大,A 2示数变大 例4解析: ① 分析原线圈回路,找出电源电动势和原线圈输入电 压的关系。原线圈输入电压U1=E 不变 ②由 得 副线圈输出电压U 2 不变 ③分析副线圈回路,副线圈相当于一个内阻为零的电源。副线圈与电阻构成闭合回路,分析方法与直流电路类似 11 22 U n U n =2211n U U n = ④S 闭合。等效于R3支路的电阻从无穷大减小到一个定值。 ⑤由 判断输入功率P 1的变化和电流I 1 的变化 课后练习 1.如图所示，有一矩形线圈的面积为S ，匝数为N 内阻不计，绕OO ′轴在水平方向的磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时．矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P 上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R ，下列判断正确的是（ ） A ．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBS ωcos ωt B ．矩形线圈从图示位置经过时 2π ω 间时，通过电流表的电荷量为0 C ．当P 位置不动，R 增大时，电压表读数也增大 D ．当P 位置向上移动、R 不变时，电流表读数减小 2.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，在原、副线圈的回路中分别接有 阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V 的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U ，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ，则 （ ） A ．U=66V ，k=19 B ．U=22V ，k=1 9 C ．U=66V ，k=13 D ．U=22V ，k=1 3 提示: 1.对原线圈电路有用电器的问题。要注意分析原线圈回 路中。此题中电阻与原线圈的串联,电源E ，电阻电压U R ，线圈电压U 1的关系 为 2.原线圈电流为I 1以下三个关系哪个正确？ 11U I R = 1E I R = 1R U I R = 2 2 1112222U P U I P U I R === =总 交流电的产生 一、交变电流的产生和变化规律 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：中性面的特点是，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。 4、正弦式交流电的产生和变化规律 （1）产生过程 （2）规律 函数形式：N匝面积为S的线圈以角速率ω转动，从某次经过中性面开始计时，则e=NBSωsinωt，用Em表示峰值NBSω，则，电流。 二、描述交变电流的物理量 1、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，单位是秒（S），周期越大，交变电流变化越慢，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： 2、瞬时值、最大值、有效值和平均值 （1）感应电动势瞬时值表达式：(在计算通电导体或线圈所受的安培力时，应用瞬时值。) 若从中性面开始，感应电动势的瞬时值表达式：（伏）。 感应电流瞬时值表达式：（安） 若从线圈平面与磁力线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为：（伏）。 感应电流瞬时值表达式：（安） （2）交变电流的最大值（以交变电动势为例）。 ——交变电动势最大值：当线圈转到穿过线圈的磁通量为0的位置时，取得此值。应强调指出的是， 与线形状无关，与转轴位置无关，其表达式为。在考虑交流电路中电容器耐压值时，应采用最大值。 （3）交变电流的有效值 ①有效值是根据电流的热效应来规定的，在周期的整数倍时间内（一般交变电流周期较短，如市电周期仅为0，02s，因而对于我们所考察的较长时间来说，基本上均可视为周期的整数倍），如果交变电流与某恒定电流流过相同电阻时其热效应相同，则将该恒定电流的数值叫做该交变电流的有效值。注意：这是在三个相同下的等效。 交流电的产生 一、交流电的产生 1、交流电：大小和方向都随时间作周期性变化的电流或电 压称为交流电。 2、交流电的产生：线圈在匀强磁场中，绕垂直磁场的轴匀 速转动时，线圈abcd 中就产生按正弦规律变化的感应电动 势，闭合电路中就产生了按正弦规律变化的感应电流。如图 所示。 为更方便说明问题，把图1改画为图2，图2的位置3 正与图1所示的位置相对应，根据切割磁感线产生感应电动 势的规律，利用右手定则定性判断感应电流的大小，方向随 线圈转动而变化的具体情况，以分析1、2、3位置为主。注 意分析过程应指出： 中性面：线圈在位置1即线框平面与磁感强度方向垂直 时，磁通量最大，但导线ab ，cd 的速度方向与磁感应强度 B 方向平行而不切割磁感线，因此不产生感应电动势，故称 之为中性面；可见，在此位置虽然磁通量最大，但磁通量的 变化率为零。最大磁通量应为21L BL BS m ==φ，而跟线圈的匝数没有关系。 线框平面与B 平行时，ab,cd 边速度方向与B 垂直，因而产生感应电动势最大，线圈在此位置的磁通量虽然为零，但穿过线圈的磁通量的变化率最大，最大值为ωωφ21L BL BS t m ==??，由于线圈有N 匝，相当于有N 个电源相串联，所以产生的最大感应电动势为ωωφ21L NBL NBS t N E m m ==??= 线框每转一周，感应电流便为一次周期的性的变化，电流方向变化两次。 3、正弦交流电的产生：线圈在匀强磁场中，绕垂直磁感强度的轴ＯＯ′匀速转动时，产生的交流电为正弦交流电，即电动势，电流大小，方向按正弦规律变化。 若图1所示线框ab=L ,bc=l ,ＯＯ′过cb, da 中间，线框以角速度ω匀速转动。线框从与中性面重合时ad 位置开始计时，经过ts ，转至a ′d ′位置夹角α＝ω t ，速V 与B 不垂直，将其分解为⊥V 、||V 两个分速度，切割磁感线的分速度为,⊥V t l V V ωωαsin 2 1sin ==⊥， 则，t l BL ωωεsin 2 12?=，即t BLl ωωεsin =，ωBLl 均为不变的量，ε将按t ωsin 的规律变化。,0,0==t t ω线圈与中性面平行，0,0sin ==εωt ，当t ω＝90°时，电动势有最大值ωεBLl m =。 1 交流电的产生 一 、几个概念： 1. 交变电流的频率与发电机中线圈的转动的频率、角频率均相同。 2. 大小和方向随时间做周期性变化的电流,这种电流称为交变电流,俗称交流电。 3. 方向不随时间变化的电流叫直电流。 4. 大小和方向都不随时间变化的电流恒定电流。 二、中性面： 1. 中性面：与磁场方向垂直的面。 2. 线圈处于中性面位置时，穿过线圈磁通量最大，感应电动势最小。当线圈平面与中性面垂直时，磁通量最小，感应电动势最大。 3. 线圈每次经过中性面一次，线圈中感应电流方向要改变一次。线圈转一周，感应电流方向改变两次。 三、交流电的产生： 1. 设矩形线圈平面在匀强磁场中从中性面开始匀速转动，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 边所产生的感应电动势大小是： cd 边中产生的感应电动势跟ab 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是：e=NB ωSsin ωt=εm sin ωt 四、最大值与瞬时值： 1. 正弦交流电：感应电动势（电流、电压）的大小随时间按正弦规律变化的交变电流。 2. 感应电动势瞬时值表达式： e=Emsin ωt Em=NBS ω叫电动势的最大值 3. 电流瞬时值表达式： i=Imsin ωt Im=Em/R 叫电流的最大值 4. 电压瞬时值表达式： u=Umsin ωt Um=ImR 叫电压的最大值 五、正弦式电流的图象是正弦曲线 t sin L BL 2 1t sin 2L BL t vsin BL e 21211ab ωωωωω== = 交流电的产生 交流电（英文:AlternatingCurrent，简写AC）是指大小和方向都发生周期性变化的电流，因为周期电流在一个周期内的运行平均值为零，称为交变电流或简称交流电。英文简写为AC。不同直流电，其方向都是一样。通常波形为正弦曲线。交流电可以有效传输电力。但实际上还有应用其他的波形，例如三角形波、正方形波。生活中使用的市电就是具有正弦波形的交流电。 交流电（英语：Alternating Current，简写AC）是指大小和方向都发生周期性变化的电流，因为周期电流在一个周期内的运行平均值为零，称为交变电流或简称交流电。不同于方向不随时间发生改变的直流电。 通常波形为正弦曲线。交流电可以有效传输电力。但实际上还有应用其他的波形，例如三角形波、正方形波。生活中使用的市电就是具有正弦波形的交流电。 发明最早交流发电机的是法国工程师A.M.皮克西（1832年） 以正弦交流电应用最为广泛，且其他非正弦交流电一般都可以经过数学处理后，化成为正弦交流电的叠加。正弦电流（又称简谐电流），是时间的简谐函数。 当闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，线圈里就产生大小和方向作周期性改变的正弦交流电。 现在使用的交流电，一般频率是50Hz 。 我们常见的电灯、电动机等用的电都是交流电。在实用中，交流电用符号"~"表示。 电流随时间的变化规律，由此看出：正弦交流电三个要素：最大值（有效值）、周期（频率或角频率）和相位（初相位）。交流电所要讨论的基本问题是电路中的电流、电压关系以及功率（或能量）的分配问题。由于交流电具有随时间变化的特点，因此产生了一系列区别于直流电路的特性。在交流电路中使用的元件不仅有电阻，而且有电容元件和电感元件，使用的元件多了，现象和规律就复杂了。 第五章交变电流 第1节交变电流 素质教育目标 (一)知识教学点 1．使学生了解交流电的产生原理。 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。 (二)能力训练点 1．掌握描述物理规律的基本方法——文字法、公式法、图象法 2．培养学生观察能力、空间想象能力、立体图转化为平面图进行处理问题的能力。 3．培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力。 (三)德美育渗透点 1．让学生充分体会简单美。 2．培养学生爱国主义精神及为富民强国认真学习的精神。 重点、难点、疑点及解决办法 1．重点交变电流产生的物理过程的分析及中性面的特点。 2．难点交变电流产生的物理过程的分析。 3．疑点当线圈处于中性面时磁通量最大，而感应电动势为零。当线圈处于平行磁感线时，通过线圈的磁通量为零，而感应电动势最大。即Φmin＝0εm有最大值Φmax＝BS。εmin=0的理解。 4．解决办法 (1)通过对矩形线圈在匀强磁场中匀速转动一周的实物演示，立体图结合侧视图的分析、特殊位置结合任一位置分析使学生了解交变电流的大小和方向是如何变化的。 (2)通过侧视图分析线圈运动方向与磁场方向B之间关系，利用导体切割磁场线方法来处理，使问题容易理解。 教具准备 手摇发电机模型、演示电流计、导线若干、教学挂图、幻灯机、投影灯片。 学生活动设计 1．学生通过设计发电机模型，观察发电机产生感应电流的演示实验，得出交变电流的概念，通过练习加深交变电流的概念理解。 2．学生通过参与正弦式交变电流产生的过程分析，掌握过程分析的方法及抓住关键位置讨论的方法，立体转化为平面的处理方法，同时得出正弦交变电流的变化规律。 3．学生通过观察市电的电压图象，得出交变电流变化规律描述的另一种方式——图象 教学步骤 1．引入新课 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，今天我们使用的家用电器的交流电是怎样产生并且怎样送到我们的家庭中来的呢？这就是我们这章的内容，先看第一节交流电的产生。 请同学们根据电磁感应知识，自己设计一发电机模型，教师巡视教室一圈，将学生典型两种画法用幻灯片打出。请学生回答电路中为什么会有感应电流？ 学生回答，①电路闭合②磁通量变化。 引导学生答出甲图由于面积增大引起磁通量增加。乙图是由于线圈平面与磁感线的夹角变化 教师课时授课计划（教案） 课时计划副页 第页共页 课时计划副页 第页共页 授课内容时间分配 提问： 1．在交流电产生的过程中，矩形线圈转到什么位置时线圈中 的电流最大？什么位置电流为零？（线圈平面平行磁感线：中性面）2．两个完全相同的交流发电机，其矩形线圈也以相同的转速 匀速转动，那么这两个发电机所产生的交变电动势有何异同？（交 变电动势的频率、最大值相同；达到最大值的时刻不同） 3．如果把三个相同的矩形线圈固定在同一轴上，并使之在匀 强磁场中转动，这三个线圈是否都产生电动势？为什么？（产生， 穿过每个线圈回路的磁通量都发生变化） 二、引入三相交流电 三相交流电路的优点： 1、三相交流发电机的铁心及电枢磁场较单相发电机利用充分； 2、作为三相交流电负载的三相电动机比单相电机性能好，易维护， 运转时比单相发电机的振动小； 3、理论和实践证明：在输电距离、输送功率、电压相等的条件下， 三相输电是单相输电所用导线量的四分之三； 4、采用三相四线制输电，用户可得两种不同的电压； 5、工农业生产大量使用交流电动机，三相电动机比单相电动机性 能平稳可靠。 课时计划副页 第页共页 课时计划副页 第页共页 课时计划副页 第页共页 授课内容 时间 分配 图像直观地表达了三相交变电流各相电动势的异同。 三相电动势随时间按正弦规律变化，它们到达最大值（或零值） 的先后顺序，叫做相序。 从图2中可以看出，e U超前达最大值，又超前达最大值，这种 U-V-W-U的顺序叫正序，若相序位U-W-V-U叫负序。二、三相四线 制电源 在低压供电系统（市电220V）中常采用三相四线制供电，把三 相绕组的末端U2、V2、W2连结成一个公共端点，叫做中性点（零点）， 用N表示，如图3所示。从中性点引出的导线叫做中性线（零线）， 用黑色或白色表示。中性线一般是接地的，又叫做地线。从线圈的 首端U1、V1、W1引出的三根导线叫做相线（俗称火线），分别用黄、 绿、红三种颜色表示。这种供电系统称作三相四线制，用符号“Y0” 表示。 图2 对称三相电动势的波形图和旋转式量图 高二物理《18.1 交流电的产生》教案新人教版 教学目的： l、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。 教学重点： 用公式和图像表示交变电流 教学难点： 用公式表示交变电流的方法 教学用具： 幻灯片、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 [投影显示]：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程 分析：线圈bc、d a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、cd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、cd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900时，处于图d位置，ab、cd边的瞬时速度方向，跟线圈经过（图2）位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在（图2）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。 • • • • • • • • • • • • • • • • • 交变电流的产生和变化规律说课稿 交变电流的产生和变化规律说课稿 一、教学理念 留美博士黄全愈在他著的《素质教育在美国》一书中指出：“创造性就象种子一样，它需要一定的环境：包括土壤、气候、科学的灌溉、施肥、培养才能发芽、生根、开花、结果。”可见，创造性只能培养，不能教。我们作为一位教育工作者就是要去创设适合培养学生创造性的环境，充分利用课堂主渠道，以学生为主体，教师为主导，积极主动地运用探究模式，优化课堂教学。 新时期物理教育面临的时代背景可以这样概括：建构主义风行全球，素质教育传遍神州，研究性学习方兴未艾、网络教学日渐盛行、洋思模式备受亲睐。 教学工作的主要职责是促进学生认知结构的有序构建。 二、教学分析 1、教材分析交变电流的产生和变化规律是本章的重点，又是电磁感应、楞次定律、导体在磁场中切割磁感线运动、右手定则等知识的进一步具体应用，跟生产和生活实际有密切的联系，是学生综合应用电磁学知识分析、解决问题，提高能力的物理情景。 本节内容相对于直流电而言，最大特点就是"变"，对于变化的物理量学生往往会感到困难，特别是第一次接触这么多的新名词，如：交变电流、正弦式电流、中性面、瞬时值、峰值等，如何让学生清楚地理解这些概念，掌握交流电的变化规律，是处理好这节课的关键。 2、学生分析 学生的认知结构示意图公式、图像交变电流的波形 正弦交流电的变化规律 交变电流的产生 矩形线圈在磁场中匀速转动 直流电欧姆定律电磁感应知识楞次定律 三、教学目标 1、通过回顾电磁学知识，观察直流电发光和发电机的模型，说出什么是交变电流和产生交变电流的原因。 2、给定条件，结合实物模型，应用电磁感应的知识分析交变电流的产生，探索交变电流变化的规律。 3、学会用公式和图象来表示交变电流。 4、培养观察实验能力和分析、归纳、推理等思维能力。 5、了解两种交流发电机的构造和优缺点。 教学重点： 1交变电流的变化规律 2交变电流的图象及表达式 3培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。 教学难点：交变电流的变化规律 四、教学策略 1、利用实验，提出问题，激发探究欲望。在课堂的'开始，用学 鲁科版高二物理选修3《交变电流是怎样产生的》说课稿 [TOC] 一、教材内容概述 本节内容为鲁科版高二物理选修3中的第一单元《交变电流是怎样产生的》。本单元是高中物理课程的重要组成部分，通过介绍交变电动势的概念、交变电流的产生原理及其特点，旨在帮助学生深入理解电磁感应的基本原理，为后续学习电磁学相关知识打下坚实的基础。 二、教学目标 1.理解交变电动势的概念，并能将其与直流电动势进 行比较。 2.掌握交变电流的产生原理，了解交变电流的特点。 3.熟悉交流发电机的结构和工作原理。 4.能够分析和解释交变电流在电路中的应用。 三、教学重点 1.交变电动势的概念与直流电动势的比较。 2.交变电流的产生原理及其特点。 四、教学难点 1.交变电动势的概念。 2.交变电流的产生原理。 五、教学准备 1.教材：鲁科版高二物理选修3。 2.教学工具：黑板、白板、多媒体投影仪等。 六、教学过程 1. 概念讲解 交变电动势与直流电动势是电动势的两种形式，主要区别在于电流方向和大小上的变化。 交变电动势指的是变化方向与大小的电动势，其大小随时间变化而变化，并且电流方向也在变化。而直流电动势是一种方向和大小恒定的电动势，电流方向不变。 2. 交变电动势的产生原理 交变电动势的产生原理可以通过电磁感应的基本原理来解释。当导体中的磁感应强度发生变化时，导体内感生涡流，从而产生交变电动势。 根据法拉第电磁感应定律，导体中的涡流方向与磁感应强度的变化方向相反。当磁感应强度向导体内变化时，导体内涡流的方向与磁感应强度的变化相反；当磁感应强度从导体内消失时，导体内涡流的方向与磁感应强度的变化方向相同。 3. 交变电流的特点 交变电流与直流电流在电路中的特点有很大的差异。 首先，交变电流的大小和方向都是随时间变化的，呈现周期性变化。而直流电流是恒定的，大小和方向不变。 其次，交变电流的大小可以通过幅值和频率来表示。幅值表示交流电的最大电流值，而频率表示单位时间内交变电流变化的次数。 此外，交变电流的有效值是指与相同功率的直流电流相等的交变电流的大小。 《交变电流的产生和变化规律》说课稿 泸西县第一中学马克斌 我说课的内容是：交变电流的产生和变化规律。 一、教材分析 地位：交变电流的产生和变化规律一直以来都是高中物理教学的一个重点与难点。 作用：本节内容是本章的重点，又是电磁感应、楞次定律、右手定则等知识的进一步具体应用，跟生产和生活实际有密切的联系，因此本节内容具有广泛的实用性。 教材处理：本节内容相对于直流电而言，最大特点就是"变"，对于变化的物理量学生往往会感到困难，特别是第一次接触这么多的新名词，如：交变电流、正弦式电流、中性面、瞬时值、峰值等，如何让学生清楚地理解这些概念，掌握交流电的变化规律，是处理好这节课的关键。针对此问题我采用了从感性到理性，从定性到定量逐渐深入的方法来来处理。 二、教学目标 根据教学大纲的要求，结合教材，本着把传授知识、培养能力和渗透方法有机结合的原则，确定本节课的教学目标如下: 1、知识目标 （1）使学生理解交变电流产生的原理。 （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。 （4）知道交流发电机的简单构造及种类。 2、能力目标 （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）培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图的能力。 3、德育目标 培养学生理论联系实际的思想。 三、教学重点、难点 根据教学大纲，结合教材，确定本节课的教学重点、难点： 重点：交变电流产生的物理过程分析。 难点：交变电流的变化规律及应用。 四、教法分析 1、理论依据 为充分体现学生的学习主体地位，准备采用前苏联教育家马赫穆托夫、列尔涅尔、斯卡特金等人所倡导的问题教学法。其基本程序是：提出问题——引导学生观察实验——启发学生分析和解决问题。 五、教学过程设计 A、引入（约3分钟） 通过多媒体课件展示生活中的几个片段，让学生从感性上意识到研究交流电变化规律的重要性。从而激发学生的求知欲望，为下面的教学过程做好准备。 B、新课教学（约30分钟） （一）交变电流的特点 1．课件展示：交流发电机的模型. 2．学生活动：观察电流计指针的偏转，你认为交流电和我们上学期学习过 《交流电路》说课稿 尊敬的各位评委老师，上午好： 我是号考生XXX，XX学历，工程师，X年X月毕业于xx大学电子科学与技术专业，X年X月入职黄淮学院，目前担任《电工电子技术基础》课程的理论教学工作。 今天，我说课的题目是《交流电路》，我将从教材、学情、教学目标、教法、教学过程、学法六个方面对本课进行分析和说明。 1.说教材 我说的《交流电路》由机械工业出版社出版，是付扬、黎明主编的《电工电子技术基本教程》第二章内容。本章主要讲述目前电力系统中供电和用电的主要形式是正弦交流电，介绍了正弦交流电的基本概念、单一电路元件的正弦交流电路、正弦交流电路的分析、功率因数的提高、交流电路的谐振、三相电路以及安全用电，其中重点介绍正弦交流电路的分析与计算。 2.说学情 本课程是以《初等数学》中的三角函数、中学物理电、磁知识为基础，是后续相关课程的基础。在知识掌握上，学生有原有知识的基础，但是许多学生会出现知识遗忘的现象，所以应全面系统的讲述。还有本节课有些知识学生不易理解，所以教学中应予以简单明白，深入浅出的分析。另外学生注意力易分散，在课堂上应抓住学生的特点，激发学生兴趣，充分调动学生的学习积极性。 3.说教学目标 知识目标：初步掌握简单电路的分析，正弦交流电路的分析与计算，三相电路的基本知识，安全用电的相关知识。 能力目标：提高学生分析问题和解决问题的能力，初步培养学生运用知识的能力，以满足学生毕业后从事本专业工作的需要。 素质目标：通过本课程的学习，培养学生的团队合作精神、语言表达能力等职业综合素质，培养学生理论联系实际的能力，增强学生的职业道德观念。 4.说教法 本课程在教学中，根据课程内容和学生特点，采取灵活多样的教学方法，体 交流电的产生原理 交流电是我们日常生活中非常常见的一种电流形式，它不仅被广泛应用于家庭用电和工业用电，还是通讯、信息传输等领域的重要组成部分。那么，什么是交流电？它是如何产生的呢？本文将为大家介绍交流电的产生原理。 交流电的基本概念 交流电是指电流的方向和大小在一定时间内不断变化的电流形式。与之相对的是直流电，它的电流方向和大小保持不变。在交流电中，电流大小的变化是周期性的，每个周期内包含一个正半周和一个负半周，即电流方向由正向变为反向，再由反向变为正向。交流电的周期是指正半周和负半周所需的时间之和，用单位秒（s）来表示。而频率是指单位时间内交流电周期的个数，用单位赫兹（Hz）来表示。 交流电的产生原理 交流电的产生是基于电磁感应的原理，即当导体在磁场中运动或磁场变化时，就会在导体中感应出一定的电动势，从而产生电流。这个过程就是电磁感应现象。在交流电中，电磁感应是通过变压器和发电机实现的。 变压器是一种用来改变电压大小的设备。它由两个相互绝缘的线圈组成，其中一个线圈称为主线圈，另一个线圈称为副线圈。当主线圈中通过电流时，就会在主线圈周围形成一个磁场。由于磁场的存在，副线圈中就会感应出一定的电动势，从而产生电流。如果主线圈的电流是交流电，那么副线圈中的电流也是交流电，其频率和主线圈相同， 但电压和电流大小不同。通过改变主线圈和副线圈的匝数比例，就可以改变副线圈的电压大小。 发电机是一种将机械能转化为电能的设备。它由转子和定子两部分组成。转子是一个旋转的磁铁，定子是一个包裹着铜线的金属框架。当转子旋转时，就会在定子上形成一个交变的磁场，从而感应出一定的电动势，产生电流。由于转子的旋转是连续的，所以产生的电流也是连续的，即交流电。通过改变发电机的转速和磁场强度，就可以改变产生的电压和电流大小。 总结 交流电是一种电流方向和大小不断变化的电流形式，它的产生基于电磁感应的原理。变压器和发电机是实现交流电产生的重要设备，它们通过改变电压和电流大小，满足了不同领域对电能的需求。交流电的应用范围广泛，是现代社会不可或缺的能源。 交流电的产生教案（配合课件使用) 山东省高青一中于正和 一、课件设计思想： 在现代工农业生产及日常生活中大都用交流电。因此我们需要学习、研究交流电的规律与特性。但对交流电产生的原理、图象，学生理解就有一定的难度。怎样来学习、研究交流电？我考虑通过实验，结合电脑动画的分幅展示、分析,增加学生的感性认识,以帮助学生对知识的理解和掌握。本教案配合实验修订本·必修加选修第十八章第一节《交变电流的产生和变化规律》使用. 二、教学过程： １、演示交流发电机模型。（目的:使学生知道交流电的存在及用仪器测出交流电的特点，从而可由学生总结出交流电定义.） 注意观察：接在这个电路中的灯泡什么时候发光，什么时候不发光？电流表指针的位置有什么特点？ 请思考并回答:在什么情况下灯泡发光?灯泡发光说明什么？电流表指针位置不断变化说明什么? 提示：这样的电流叫做交流电。也就是今天我们要学习的交流电。 请总结：交流电有什么特点？ ２、交流电定义：强度与方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。 ３、请注意思考：交流发电机产生的电流为什么是交变电流呢？这需要了解交 流发电机的基本结构及交电流的产生过程来理解。我们利用计算机来模拟这个交流 发电机及交流电的产生过程。（打开课件“交流电”) （１）交流发电机的基本结构： 注意观察：图1是什么？ 注意观察：图2是什么？有什么作用？ 思考:将它们组合在一起后是什么?如图３。当图３中的线圈转动起来后线圈中会产生交流电。如图3所示的装置就叫交流发电机。 总结: 交流发电机组成：（1）.转子—转动部分 (2）。定子—-固定部分。通过动画介绍交流发电机。 下面我们利用它来模拟交流电的产生过程及观察交流电的特性. （２）交流电的产生过程：（使用课件) 交流电是怎样产生的？请注意观察线圈转动与产生交流电的关系。注意线圈ab、cd两边做切割磁感线运动时产生交流电，也可以说线圈转动时穿过线圈所 正弦交变电流的产生 1. 如图所示，导体棒ab 两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c 、d 相接，c 、d 两个端点接在匝数比5：l(左边比右边)的理想变压器圈两端，变压器的副线圈接滑动变阻器，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向竖直向下．设导体棒ab 长为L(电阻不计)，并绕与ab 平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO ′以角速度ω,匀速转动．当变阻器的阻值为R 时,通过电流表的电流为I ，则 A ．变阻器两端的电压U=IR B ．变阻器上消耗的功率 R I p 225=。 C ．导体棒ab 所受的最大安培力F=BIL D ．导体棒ab 在最高点时两端感应电动势为0 2. 面积为S 的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图甲、乙所示的磁场中．甲图中是磁感应强度为B 0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T 绕oo ′轴做匀速转动；乙图中的磁场的变化规律为t T B B π2cos 0=,从图示时刻(t=0时刻)起计时，则( ) A ．两线圈中的磁通量变化规律均为t T S B πφ2cos 0= B ．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同 C ．两线圈中产生的交流电流的有效值不同 D ．从此刻起，T/4时间内流过线圈截面的电量相同 3. 如图甲所示，在两根水平放置的平行金属导轨两端各接一只R=1Ω的电阻，导轨间距L=0.2 m ，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.8T ．一根电阻r=0.3Ω的导体棒ab 置于导轨上，且始终与导轨保持良好接触．若导体棒沿平行于导轨的方向在PQ 和MN 之间运动，其速度图象如图乙所示．求： (1)导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式； (2)整个电路在1分钟内产生的热量． 交流电的产生、描述交流电的物理量 学习目的： （1）了解交流电的产生原理 （2）掌握正弦交流电的变化规律 （3）理解瞬时值、最大值、有效值、周期、频率等概念 一、几个概念 1、交变电流：大小和方向随时间变化的电流叫交变电流，常见的交流电如下 本章所涉及的将是最简单的交变电流，即正弦交流电—随时间按正弦规律变化的电流。 从微观上讲i=nesv其中v为电荷的平均定向移动速率，可设想若v都随时间整齐地按正弦规律变化，即一起做简谐振动时，电路中将有正弦交变电流。 2、特点 易于产生、输送、变压、整流，在生活中有广泛的应用，交流电路理论是电工和电子技术的理论基础。∴交流电在电力工程、无线电技术和电磁测量中有极广泛的应用，在工程技术中所使用的交流电也是各式各样的。它具有三大优点：变换容易、输送经济、控制方便，所以已经做为现代国民经济的主要动力。 在稳恒电流中，I—电流、U(ε)—电压（电动势），都是恒定值。但在本章，i—电流、e—电动势、u—电压，都是瞬时值，因为它随时间而变，所以实际上是i(t)、e(t)、u(t)。 二、交流电的产生 法拉第发现电磁感应定律的最重要的应用就是制成发电机 1、发电机的组成 磁极、线圈（电枢） 旋转电枢：通过滑环、电刷通入外电路，一般产生的电压小于500V 旋转磁极：比较常用，几千~几万V 原理：利用线圈在磁场中绕某一固定轴转动，切割磁感线产生感应电动势，继而在闭合回路产生电流 机械能→电能 2、交流电的产生 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，角速度ω一定。其中ab、cd边切割磁感线，且ab、cd 始终与速度v垂直，从切割效果看总是两个电源串联，其俯视图为： 10【课题】 交变电流的产生 【学习目标】 （1）理解交变电流的产生原理，了解交流发电机的主要组成部分； （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。 【学习重点】 交变电流的变化规律及应用。 【知识回顾】 1. 如图所示为加在电灯上的电压图象，即在正弦交流电的每二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，那么现在电灯上的电压为（ ） A ．U 0／2 B ．U 0／4 C ．U 0／6 D ．U 0／8 2. 一根电阻丝接在电压为U 的直流电路中的，在t 时间内放出热量为Q ．现将电阻丝对折合并接到一 个正弦交流电路中，若要电阻丝在2t 时间内也产生热量Q ，在这个交流电路中加在电阻丝两端的电压最大值为_____ _． 【基础知识】 1、交流电的产生条件：① ② ③ 2、中性面： 时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样 的位置叫做中性面。线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变 次，线圈转动一周， 次经过中性面，感应电流的方向改变 次。 3、两个特殊位置的特点分析： ①线圈与中性面重合时：Φ t ∆∆Φ/ e i 电流方向 中性面的特点：_________________________________________________________ __ ②线圈平面与中性面垂直时：Φ t ∆∆Φ/ e i 电流方向 4、交变电流变化规律 (1)推导：如图示表示线圈在磁场中转动时的截面图。（试着写出推导过程） (2)总结得出： 线圈产生的感应电动势，通过的电流、电压按 变化，这样的电流叫做正弦式交流电。正弦式交流电的最大值表达式：E m =________________________ 5、正弦式交变电流的图象： 从中性面开始计时：e=_____________________________，从与中性面垂直（B 与S 平行）的位置开始计时：e=_____________________。 【典型例题】 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。 变式 1. 一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向并位于线圈平面的固定轴转动，线圈中产生的感应电动势e 随时间t 的变化规律如图所示，则下列说法中正确的是（ ） A ．t 1和t 3时刻穿过线圈的磁通量为零 B ．t 1和t 3时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零 C ．线圈平面从与磁场方向平行的时刻开始计时 D ．每当感应电动势e 变换方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值都最大值 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。 例3. 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，角速 度ω=4πrad/s ．若已知ab =cd =20cm ，匝数N =20，磁感应强度B =0.2T ，求： （1）转动中的最大感应电动势及所在位置； （2）从图示位置转过90°过程中的平均感应电动势； （3）从中性面开始转过90°过程中，通过导线任一横截面的电荷量。 设线圈总电阻R =10Ω。 变式2. (2011·汕头模拟)如上图所示，电阻为r 的矩形线圈面积为S ，在匀强 磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动．匀强磁场的磁感应强度为B ，t ＝0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则( ) A ．滑片P 下滑时，电压表的读数不变 B ．图示位置线圈中的感应电动势最大 C ．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R 的电荷量为2BS R D ．1s 内流过R 的电流方向改变ω π次 《交流电的产生和变化规律》教案 一、教材分析 （一）教材的地位和作用 本课题选自人民邮电出版社出版的中等职业学校机电类规划教材《电工基础》第五章第一节，本节内容既是前面《磁与电》知识的综合运用，又是交流电知识的 基础，具有承前启后的作用。另外它与人们的生产和生活密切相关，是物理理论和 规律应用于生产技术的典型例子，具有重要的现实意义。 （二）教学目标 1.知识目标 a.知道交流电和正弦交流电 b.通过实验和分析使学生把握交变电流的产生过程，掌握交变电流的变化规律 2.技能目标 a. 通过讨论培养学生独立分析、解决问题的能力 b.通过多媒体技术演示交流电产生过程，培养学生的观察分析能力。 3.情感目标 a.师生双方共同探讨，研究培养科学的探索观和认识论，培养学生辩证的思想和辨析能力。 b.通过多种方式的运用，激发学生的学习兴趣。 （三）重点、难点 教学重点：掌握交流电的产生和变化规律 教学难点：理解交流电的产生原理 二、教法设计： 1、观察归纳法：为了使学生对交流电有更直观、感性的认识，提高学习的效率，突出教学重点，突破教学难点，我充分利用赏心悦目的多媒体效果，牢牢抓住学生的好奇心，引导学生观察分析，归纳总结交流电的特点，产生过程。 2、问题情景法 教师在导入、讲授新课时，注重创设一定的物理情景，以便于激发学生的学习兴趣，启发学生思考。 3、采用多种教学形式 在教学中，教师采用视频播放、课件展示、演示实验及学生分组实验等教学方式，激发学生的兴趣，并利用多媒体辅助分析演示实验及学生分组实验使学生获得更多的感性认识。 三、学习者特征分析 职业学校的学生学习基础较差，缺乏良好的学习习惯，但他们思维活跃，对新鲜事物有强烈的好奇心，喜欢多媒体技术支持的学习环境，具有一定的分析能力、归纳能力，能够开展自主学习和合作学习。所以在学法上，指导学生以自我研究为主，鼓励学生动脑想，大胆 2021年高中物理《交流电的产生和变化规律》说课 一、教材分析 《交流电的产生和变化规律》是华师大出版社xx版的《物理拓展型课程》第二册，第十五章“交流电”的第一课，是前面学习的《电磁感应》知识的发展和综合运用，并且该知识与人们的生产、生活密切相关，是物理理论和规律应用于生产技术的典型例子，具有重要的现实意义。 二、学生分析 1、学习者分析： 本校高二学生思维较活跃，对新鲜事物有较强的好奇心，具有较强的求知欲。抽象思维能力发展较好，具有一定的分析能力、归纳能力，对于运用物理规律解决实际问题有较浓厚的兴趣。能够开展自主学习和合作学习，喜欢多媒体技术支持的学习环境，具有较好的自控能力。但空间想象能力及物理语言的科学概括表述能力仍需进一步培养，再者有个别同学因高考不选考物理，对物理学科的认真态度及钻研精神有所下降。 2、学习任务分析： 通过前阶段的学习，学生已掌握了运用右手定则判断感应电流方向及计算瞬时感应电动势的方法，并且有过借助数学工具寻找物理规律的经历。但本堂课学习中需要运用速度的合成分解知识找到正确的有效切割速度，进而推导交流电的变化规律，这是学习任务的终点，也是教学的难点。 三、教学目标设计： 1、知识与技能 1）运用电磁感应知识分析交流发电机的实际模型，理解交流电的产生原理和过程。2）综合运用电磁感应知识，并借助数学工具，推导并总结交流电的变化规律。 3）结合交流电产生过程的分析，正确理解中性面、交流电的瞬时值、最大值的含义。 2、过程与方法 1）通过对交流发电机的实际模型观察，提高观察能力、空间想象能力，并领会立体图转化为平面图处理问题的方法。 2）通过对交流电变化规律的推导，逐步形成利用数学工具及物理规律解决实际问题的能力。 3、情感态度与价值观 1）通过观看三峡水电站的发电录像，激发学生爱国主义热情，体会物理理论应用于实践所产生的价值。 2）通过对交流电变化规律的推导，逐步树立应用物理规律分析实际问题的信念。 四、教学重点和难点 1、重点：交流电的产生原理和过程及交流电的变化规律 2、难点：交流电的变化规律的推导 五、教学设计： （一）设计理念 这堂课根据二期课改提出的“自主、合作、探究”的学习方式，我准备运用“基于 第五章交变电流 本章概要 本章知识的重点有四个:一是交变电流的产生原理；二是交变电流有效值的定义；三是理想变压器的变压比、变流比、功率关系；四是远距离输电的有关运算．难点有：电感和电容对交变电流的影响；理想变压器的有关运算和远距离输电的有关讨论． 交变电流的知识跟生产和生活实际有着密切的联系，跟直流相比，交流有不少优点：它可以用变压器升压、降压，适应各种不同电压的需要和远距离输电的需要，它能产生旋转磁场，从而可以制成结构简单，运行可靠的感应电动机，来满足工农业生产和生活的需要．交变电流的知识是前面学过的电磁学知识的进一步发展和应用，所以本章知识有其新特点（如周期性、最大值和有效值），更要注意本章知识与电磁感应规律的联系．本章内容在高中知识体系中主要侧重与其在社会生活的应用性．例如水力发电→远距离输电→用电．研究与力学和能量转化相结合的问题． 学习策略 本章是电磁感应的发展和应用．学习本章前应先掌握产生感应电流的条件及感应电动势的计算和正弦图象等数学知识的储备． 本章学习过程中特别要注意从交变电流的产生出发，搞清为描述交流的特点而定义的新名词，如：正弦式电流、中性面、瞬时值、峰值等，同时还能运用图像描述交变电流的规律．了解其性质及特点，了解其传输和应用． 对比方法是本章的主要物理方法，在加深理解直流同时，较好地掌握交流的规律．同时学习在跟已知事物的对比中研究新事物特点的方法，体会到“具体事物，具体分析”的意义．交变电流与实际生活有较密切的联系．学习本章时要注意理解生活、生产中与交流电有关的现象及应用，也可参考当地小型电厂，撰写调查报告等． 第一节交变电流 一览众山小 三维目标 ◆1．分析线圈在磁场中匀速转动．了解交变电流产生的原理，掌握交变电流产生的原理，掌握正弦式交变电流的变化规律． ◆2．了解交变电流的优点，体会理论对实践的指导意义，巩固加深对物理知识的理解和培养运用物理知识的能力． ◆3．在加深对直流的理解基础上，能较好地掌握交变电流的规律，在跟事物的对比中研究新事物特点的方法，体会学习“具体事物，具体分析”的意义． ◆4．通过参观电厂，了解电厂发电机组的发电过程，调查发电容量，撰写调查报告，体会我国电力建设成就，增强民族自豪感． 学法指导交流电的产生
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