交变电流课件-高二物理人教版(2019)选择性必修二册

教 案

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题课 第三章交变电流第二节交变电流的描述第2课时 课型 新 课时 第2课时

教

学

目

标 1.知道交变电流的峰值、有效值、瞬时值、平均值等概念间的关系及其应用的前提条件，能通过函数表达式和图像来描述交变电流，并通过图像信息求有关物理量。

2.了解感抗和容抗，知道电感器和电容器对交流的作用。

学习重点 物理量间关系

学习难点 电荷量用平均值求、热量用有效值求、

教 学 过 程

教学环节（含备注） 教 学 内 容

引入新课

进行新课

（一）引入新课

频率的物理意义是什么？

（二）进行新课

1、观察电感器和电容器对交流电作用的实验，总结电感器和电容器对交流的作用 讲

练习

讲、练与议

练习1．(多选)关于电感器对交变电流的阻碍作用，下列说法正确的是( )

A．电感器对交变电流的阻碍作用的大小用感抗描述

B．线圈的自感系数越大、交变电流的频率越高，线圈对交变电流的阻碍作用就越大

C．低频扼流圈只能阻碍低频交变电流，不能阻碍高频交变电流

D．感抗是由线圈的自感现象引起的

解析 描述电感器对交变电流阻碍作用的大小的物理量是感抗，选项A正确；线圈的自感系数越大、交变电流的频率越高，线圈对交变电流的阻碍作用就越大，选项B正确；因高频交变电流的频率更高，故低频扼流圈对高频交变电流的阻碍作用更大，选项C错误；因通过线圈中的电流时刻变化，故线圈中会产生自感电动势，即感抗的产生是由线圈的自感现象引起的，选项D正确。

答案 ABD

练习2．(多选)如图所示，图甲、乙中用交流电源，图丙、丁中用直流电源，各电路图中灯泡、电容器、电压表示数都相同，则下列说法正确的是( )

1 交变电流

[学习目标] 1.通过实验观察交变电流的方向.2.会分析交变电流的产生过程，会推导交变电流电动势的表达式.3.知道什么是正弦式交变电流，知道正弦式交变电流的瞬时值表达式.4.了解交流发电机的构造及工作原理．

一、交变电流

1．交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流，简称交流．

2．直流：方向不随时间变化的电流称为直流．

二、交变电流的产生

交流发电机的线圈在磁场中转动时，转轴与磁场方向垂直，用右手定则判断线圈切割磁感线产生的感应电流方向．

三、交变电流的变化规律

1．中性面

(1)中性面：与磁感线垂直的平面．

(2)当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量最大，线圈中的电流为零．

2．从中性面开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式：e＝Emsin ωt，Em叫作电动势的峰值，Em＝NωBS.

3．正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流．

4．正弦式交变电流和电压

电流表达式i＝Imsin_ωt，电压表达式u＝Umsin_ωt.其中Im、Um分别是电流和电压的最大值，也叫峰值．

四、交流发电机

1．主要构造：电枢和磁体．

2．分类

(1)旋转电枢式发电机：电枢转动，磁极不动．

(2)旋转磁极式发电机：磁极转动，电枢不动．

判断下列说法的正误．

(1)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流．( × )

(2)线圈在通过中性面时磁通量最大，电流也最大．( × )

(3)线圈在通过中性面时电流的方向发生改变．( √ )

(4)从线圈平面经中性面时开始计时，在线圈转动90°角的时间内，电流一直增大．( √ )

(5)从线圈平面与中性面垂直开始计时，在线圈转动2圈的过程中电流方向改变4次．( √ )

(6)线圈转动过程中通过线圈的磁通量最大的位置，也是感应电流最大的位置．( × )

一、交变电流与直流

1．交变电流

大小和方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流，简称交流．

第1节交变电流学习要点

本节课主要学习交变电流它的主要特征以及交变电流它的变化规律和产生条件，还有涉及到交流发电机它的内部原理。

首先，自主学习的过程当中，关于交变电流，我们要掌握它最主要的两个特征，第一个特征是它有正有负。而且具有周期性，这样的电流我们称它为交变电流。

反之，如果只有大小变化没有方向变化的电流，我们称之为直流电。交流电用AC表示直流电，用DC表示。

交流电i-t图 直流电u-t图

交变电流的学习就涉及到交流发电机示意图，在这个图当中我们应该知道，对应的每一个特殊点，它所具有的磁通量特征，切割特征，感应电动势特征，以及它的感应电流特征。

知道磁场垂直线圈时，线圈切割速度为零，我们称这个位置为中性面，线圈平行磁场时切割速度最大，这时产生的感应电动势最大。

第三点，通过磁场与线圈之间的关系导出感应电动势变化规律是本节课的重点。

交变电流变化规律通过图示导出它的变化规律公式，从数学的角度去理解这个公式，最后我们可以看出，电动势的变化遵从正弦特性。

交流发电机这一块我们要掌握交流发电机两种最基本的类型，一种是旋转电枢式，也就是旋转它的线圈，另外一种就是旋转磁极式。而且还要掌握这两种发电机它们的区别和各自的优缺点。

最后关于感应电动势的表达式中到底是用cos还是sin表达，其实是取决于它转动过程中的起始面，如果从中性面开始，那就是sinωt，如果是从平行面开始那表达式就是cosωt。如果有相位差就在ωt的基础上加减Φ（相位差）。

1 3.1《交变电流》教学设计

一、教学目标

物理观念

1.理解交变电流的产生原理，知道中性面和峰值面。

2.理解交变电流的瞬时值和最大值含义。

科学思维

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。

科学探究

经历与理论推导交变电流瞬时值表达式的过程，理解瞬时值与峰值之间的关系

科学态度与社会责任

1.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．

3.体会数学函数与图象在物理知识上广泛运用，感受运用数学知识在推导物理规律过程中所带来的愉悦感

二、教学重点

运用电磁感应的基本知识，分析交变电流的产生过程，掌握交变电流的产生及变化规律。

三、教学难点

理解正弦式交流电的图像及表达式，交变电流的产生过程及其规律与特点。

四、教学准备

手摇发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、演示电流表、自制线圈等。

五、教学过程

新课导入

通过上一章的学习，我们知道当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，在闭合回路中会产生感应电流，而磁通量变化的方式不同，产生的感应电流也不同，感应电流可以是恒定的，可以是变化的，也可以是周期性变化的。本节我们将研究一种十分重要的周期性变化的电流——正弦交变电流．

从本节课开始，我们开始学习交变电流。

新课教学

［板书］ §5—１交变电流

（一）直流电流和交变电流

［演示实验］

实验1：用干电池给电流表供电，观察指针的偏转情况。

实验2：用手摇交流发电机给电流表供电，观察指针的偏转情况。

实验3：用示波器显示交流电的波形图和直流电的波形图。 2 请学生比较两种波形的不同，由学生发言。

［板书（投影）］：

一、交变电流

1.直流电流：方向不随时间变化的电流，间称直流（DC）

举例：电池供给小灯泡的电流

2.交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，简称交流（AC）