5.1 交变电流导学方案

1交变电流一、教学目标1、知识与技能（1）、会观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流、直流的概念。

（2）、分析线圈转动一周中电动势和电流方向的变化，能对交变电流的产生有比较清楚的了解，具有运用基本原理解决新情况下问题的能力。

（3）、知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值及中性面的物理意义。

2、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。

3、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二、教学重点：1、中性面的特点；2、正弦交变电流的产生原理；3、正弦交变电流的变化规律、图象和三角函数表达式。

三、教学难点：1、正弦交变电流的产生原理；2、正弦交变电流的变化规律、图象和三角函数表达式。

四、教学方法：演示法、分析法、归纳法。

五、教学工具：手摇发电机、小灯泡、示教用的大电流计、多媒体六、教学过程：（一）复习引入新课演示1：按图连接电路，当开关闭合时，观察小灯泡的发光情况。

师：电路中的电流方向从哪里流向哪里？电流方向是否随时间改变？师：电路中的电流大小是否随时间改变？学生回忆恒定电流知识回答。

投影此电路的大致I-t图像：图2小结：（板书）大小和方向不随时间变化的电流叫做直流电,简称直流（DC）。

演示2：课本“做一做”图3实验现象说明了什么？学生观察实验现象，回答出电路中的电流方向和大小在交替变化。

引出课题------交变电流。

（板书课题）5.1交变电流（二）讲授新课（板书）1、交变电流（板书）（1）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)。

投影：课本“演示”比较学生电源交流档供给的电压（或电流）的随时间变化的波形。

只要电路中的电流、电压或电动势的大小和方向随时间变化就叫做交变电流。

5.1 交变电流 导学案【学习目标】1.知道什么是交变流电，它与直流电的区别是什么．2.理解交流电的产生原理，能熟练运用楞次定律和法拉第电磁感应定律推导正弦交流电的表达式.3.会用数学函数表达式和图象描述交流电.【学习重点】理解交流电的产生原理，并能用数学函数表达式和图象描述交流电【学习难点】用数学函数表达式和图象描述交流电探究一、交变电流的产生1、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？2、当abcd 线圈在磁场中绕OO ′轴转动时，哪些边切割磁感线?3、当ab 边向右、cd 边向左运动时，线圈中感应电流的方向？4、当ab 边向左、cd 边向右运动时，线圈中感应电流的方向如何?5、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有什么特点？6、线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小?7、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，此时感应电动势为多少？8、中性面：（1）中性面：（2）线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但tΔΔ = （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 次。

探究二、交变电流的变化规律1、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L1，bc边长L2，磁感应强度为B。

推导：从中性面计时，t时刻线圈中的感应电动势e的推导：(1) 线圈转过的角度为θ=__________(2) ab边的线速度跟磁感线方向的夹角为______________(3) ab边的线速度大小_______________(4) ab边产生的感应电动势e ab=_________________________(5) 线圈产生的电动势e=_____________________________(6) N匝线圈产生的电动势e=__________________________结论：①交流电的电动势按正弦规律变化②当θ =90°，即线圈处于__________位置时，电动势最大，即电动势的峰值Em =_____________③交变电流的电动势随时间变化规律为 ______________________________④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：2、几种常见的交变电波形题型一：交变电流的概念1．下列各图中，表示交变电流的是( )．2．矩形线框绕垂直于匀强磁场且沿线框平面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．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线3．下图中哪些情况线圈中产生了交流电( )．题型二：交变电流的规律4.如图所示，一矩形线圈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( )．A．0.5Bl1l2ωsin ωt B．0.5Bl1l2ωcos ωt C．Bl1l2ωsin ωt D．Bl1l2ωcos ωt5.如图所示，一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值为e＝0.5sin(20t) V，由该表达式可推知以下哪些物理量( )A．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6.如图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( )A．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，磁通量变化率为零题型三：交变电流的图象7.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垂直．在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合(如图所示)，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定由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( )．8．如图所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsin ωt的图是( )．9.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交变电流的波形如图所示，下列说法中正确的是( )．A．t1时刻穿过线圈的磁通量达到峰值B．在t2时刻穿过线圈的磁通量达到峰值C．在t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值D．在t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值。

5.1 《交变电流》导学案〖知识储备〗1．定义：________ 和___________随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流．说明：________随时间周期性变化是交变电流的最重要的特征．2．正弦式电流（1）定义：随时间按_____________规律变化的电流叫做正弦式电流．说明：①在我国工农业生产及生活中使用的交变电流都是正弦式电流，但并非只有按正弦规律变化的电流才叫交变电流．②正弦式交变电流的图象是正弦曲线（2）正弦式电流产生：当线圈在________磁场中绕________于磁场方向的轴做_______转动时，线圈中就产生正弦式电流．（3）正弦式电流的规律：假定线圈从跟磁感线垂直的平面（也叫中性面）开始转动，则产生的交变电流的瞬时值表达式为i ＝__________；电动势瞬时值的表达式为e ＝__________；电压瞬时值表达式为u ＝______________.穿过线圈的磁通量的瞬时表达式Φ=_____________.3.中性面（1）定义：与磁感线___________的平面叫做中性面．（2）中性面特点：a.穿过线圈的磁通量Φ最______；b.磁通量的变化率最_______；c.电动势e 及电流I 均为________；d.线圈经此位置电流方向_________改变．说明：除中性面之外，在交流电产生过程中还有一个特殊位置，那就是与磁感线平行的平面（或叫与中性面垂直的平面）．该平面的特点：（1）穿过线圈的磁通量最__________（Φ＝0）；（2）磁通量的变化率最__________〖基础巩固〗1．甲、乙两电路中电流与时间关系如图所示，属于交变电流的是( )A ．甲、乙都是B ．甲是乙不是C ．乙是甲不是D ．甲、乙都不是2．在图中，不能产生交变电流的是( )3．交流发电机在工作时的电动势e ＝E m sin ωt .若将线圈匝数、线圈面积都提高到原来的两倍，其他条件不变，则电动势变为( )A ．e ＝2E m sin ωtB ．e ＝4E m sin ωtC ．e ＝12E m sin ωtD ．e ＝14E m sin ωt 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所示．下列结论正确的是( )A ．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，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s5. 如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R .线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框从中性面开始转过π2的过程中，求通过导线横截面的电荷量q .〖强化训练〗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，下列说法中不正确的是()A．在中性面时，通过线圈的磁通量最大B．在中性面时，感应电动势为零C．穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零D．线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次2．线圈在匀强磁场中转动产生电动势e＝10sin20πt V，则下列说法正确的是()A．t＝0时，线圈平面位于中性面B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速率最大D．t＝0.4 s时，e有最大值10 2 V3. 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变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大4．闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的正弦式交变电流i＝I m sin ωt.若保持其他条件不变，使线圈的匝数和转速各增加1倍，则电流的变化规律为()A．i′＝I m sin ωt B．i′＝I m sin 2ωt C．i′＝2I m sin ωt D．i′＝2I m sin 2ωt 5.如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图象，根据图象可知()A．此感应电动势的瞬时表达式为e＝200sin0.02tB．此感应电动势的瞬时表达式为e＝200sin100πtC．t＝0.01 s时，穿过线圈的磁通量为零D．t＝0.02 s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大6.一只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所示．则下列说法中正确的是()A．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．该线圈转动的角速度为50π rad/s7.如图所示，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)．若从图所示位置开始计时，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图中的()和P28.如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时()A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→dD．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力9．如图甲所示，a、b为两个并排放置的共轴线圈，a中通有如图乙所示的交变电流，则下列判断错误的是()A ．在t 1到t 2时间内，a 、b 相吸B ．在t 2到t 3时间内，a 、b 相斥C ．t 1时刻两线圈间作用力为零D ．t 2时刻两线圈间吸引力最大10．发电机的转子是匝数为100，边长为20 cm 的正方形线圈，将它置于磁感应强度B ＝0.05 T 的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以ω＝100π rad/s 的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时．线圈和外电路的总电阻R ＝10 Ω.线圈从计时开始，到转过60°过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？11.如图所示，匀强磁场B ＝0.1 T ，矩形线圈的匝数N ＝100，边长ab ＝0.2 m ，bc ＝0.5 m ，以角速度ω＝100π rad/s 绕OO ′轴匀速转动．当线圈通过中性面时开始计时，试求：线圈中感应电动势的表达式．12.如图所示，线圈的面积是0.05 m 2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R ＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度为B ＝1πT ，当线圈以300 r/min 的转速匀速旋转时，求： (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．(2)线圈转了130s 时电动势的瞬时值多大？ (3)电路中流过电阻R 的电流的峰值是多少？。

(2) 在线圈由丙转到丁的过程中，ab 边中电流向那个方向流动？(3) 线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？(4) 大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，乙图所示电流为正，反之为负。

在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。

特点：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量______________ ,磁通量的变化率 ,感应电动势.线圈经过中性面时，内部的感应电流方向要 .线圈转动一周， 次经过中性面，电流方向改变 次。

例2：矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面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甲将立体图转化为平面图:咬)2、结论: (1) 在线圈转动时， 通量变化率。

(2) 中性面：线圈平面与磁场. 磁通量最大时, 磁通量的变化率.磁通量为o 时，磁 的位置*a(甲) (乙) (W) CT)5. 1交变电流【学习目标】1.理解交变电流的产生原理2.掌握交变电流的变化规律及表示方法3.理解交流电的瞬时值，最大值及中性面的概念【教学重、难点】1.重点是交变电流产生的物理过程分析2.难点是交变电流的变化规律及应用（一）知识复习1、感应电流产生的条件是。

2、利用定律可判断感应电流的方向，对于闭合电路一部分导体做切割磁感线的运动情况，则利用判断更方便3、一般情况下，利用公式E= 计算感应电动势，如果导体做切割磁感线运动，则可用来计算。

（二）新课教学一、交变电流1、交变电流：和都随时间做周期性变化的电流。

简称交流。

2、直流：不随时间变化的电流。

3、大小和方向都不随时间变化的电流叫做电流。

例1：如图所示的的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是,属于正弦式交变电流的是 O二. 交变电流的产生1、右图为交流发电机示意图，假定线圈沿逆时针方向匀速转动，考虑下面几个问题: （1）在线圈由甲转到乙的过程中，ab边中电流向那个方向流动？3、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图如图5—1 — 3,则在时刻( )A. t1; t,线圈通过中性面B. 0 t,线圈中磁通量最大C.t” t,线圈中磁通量变化率最大D. ti, t3电流变换方向，通过线圈的磁通量最大E、若从0时刻到t,时刻的时间为0. 02s,贝U在Is内交变电流的方向改变50次4、发电机在产生正弦式电流。

(2)(3)t(4) (5)5.1交变电流导学案【学习目标】1．会观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流、直流的概念2．理解交变电流的产生原理3．掌握交变电流的变化规律及表示方法4．理解交流电的瞬时值，最大值及中性面的概念5．培养观察能力、空间想象能力以及立体图转化为平面图形的能力【重点难点】1．重点是交变电流产生的物理过程分析2．难点是交变电流的变化规律及应用【教学过程】一、新课导入手摇发电机获得的电流与由干电池获得的电流的波形有什么不同？二、新课教学（一）交变电流交变电流：和随时间周期性变化的电流叫。

直流：不随时间变化的电流称为直流。

恒定电流：和都不随时间而改变的电流叫恒定电流。

例1、下图中_______是直流电？___________是交变电流？思考：交变电流和直流有什么区别？归纳总结：只要________改变的电流就是交变电流.（二）交变电流的产生1．产生机理：演示课本P31“做一做”中的实验，请同学们观察发光二极管的发光情况，说明产生的是哪种电流？分析转轴与磁场方向的关系，得出如下结论结论：当线圈绕的轴转动时会产生交变电流。

2．探究电流的特点：看课本P32图5.1-3，分析：（1）判断线圈由甲转到乙的过程中，线圈中的电流方向如何？（沿A→B→C→D还是D →C→B→A）由乙转到丙、由丙转到丁以及由丁转到甲的过程中呢？（2）判断线圈处于甲、乙、丙、丁四个位置时是否产生感应电流？若有，在原图中标出电流的方向；若无，说明原因。

AB C D图 2假设线圈所处的磁场为匀强磁场，请在上面四幅图中画出线圈在甲、乙、丙、丁四个位置对应的侧视图，标出AB 、CD 边中的电流方向。

（3）分析线圈在由甲转到乙、由乙转到丙、由丙转到丁、由丁转到甲的过程中中的电流大小变化情况？ （4）在电流—时间图中画出甲、乙、丙、丁四个位置对应的点。

猜测在一个周期内感应电流随时间变化的关系，大致画出i —t 图线。

（5）根据上述分析，回答： ① 线圈转到哪些位置时电流方向改变？______。

高二物理选修3-2第五章交变电流人生最大的喜悦是每个人都说你做不到，但你却完成了它！黄州西湖中学物理学科导学案活页年级高二班级班学号姓名课题：5、1交变电流授课教师：余萍学科组长：余萍教研组长：余萍学习目标：1.会观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流、直流的概念2.分析线圈转动1周中电动势和电流方向的变化，能对交变电流的产生有比较清楚的了解，具有运用基本原理解决新情境下问题的能力3.知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理含义。

学习重点：交变电流产生的物理过程的分析学习难点：交变电流的变化规律及应用学习方法：自主学习、合作探究教具准备：学时安排：2学时学习过程学习内容一.交变电流1、定义：________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流；（1）________不随时间变化的电流称为直流；（2）________和_______都不随时间变化的电流叫做_________电流；2、实验（1）构造：电枢：磁体：转动的部分：不动的部分：（2）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?3、阅读科学漫步，比较旋转电枢式发电机和旋转磁极式发电机旋转电枢式发电机旋转磁极式发电机特点优缺点二、交变电流的产生探究问题：1、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？2、当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线?3、在线圈由甲到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？4、在线圈由丙到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？5、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？6、线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小?7、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E经过负载流向F的电流记为正，反之为负。

在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。

小结：（1）中性面—— （2）线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ ，但=∆∆Φt。

2014-2015学年第二学期物理选修3-2导学案编号：07 使用时间：2015.3 编写人：陈明生审核人：负责人：班级：小组：姓名：组内评价：教师评价：§5. 1交变电流导学案[学习目标]1、知道交流电直流电的概念及波形图。

2、知道交变电流的变化规律及表示方法。

3、会分析线圈转动一周过程中电动势和电流方向的变化。

[重点难点]交流电直流电的概念及波形图、交变电流的变化规律及表示方法。

[复习引入]1、感应电流产生的条件是什么？判断感应电流的方向如何判断？感应电动势的大小如何计算？思考：如右图的所示，导体线框可绕虚线轴匀速转动，此时刻，哪几段导体切割磁感线？哪几段导体能产生感应电动势？感应电流的方向如何判断？一、交变电流的产生问题：如图中（a）时刻，穿过线框的磁通量是最大还是最小？abcd四条边中，是否有某条边切割磁感线？思考：如图中（a）时刻，穿过线框的磁通量的变化率是否是最大？问题：（a）（b）（c）（d）（e）中哪几个位置产生瞬时的感应电流？方向如何？请上图中表明感应电流的方向。

从（b）到（c）电流又是怎样变化的？二、交变电流的变化规律：电动势的最大值（峰值）的符号是。

电动势的瞬时值的符号是。

尝试推导1：如上图（b）所示，设匀强磁场的磁感应强度为B，ab边长为L，bc边长为l，线圈匀速转动角速度为ω，试写出线圈电动势最大值E m的表达式。

尝试推导2：若线框从中性面开始以角速度ω匀速转动，经时间t，转过的角度为ωt，试写出线圈电动势的瞬时表达式。

尝试推导3：若发电机外接到负载电阻为R的用电器上，试写出电阻上电压与电流的瞬时表达式。

4.正弦式交变电流的图象及应用：或（）（）(1)线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时，开始计时时线圈所处的位置不同，得到的i－t图象也就不同；(2)分析有关交变电流的图象问题时，要注意从图象中找出两个特殊位置所对应的时刻.。

5.1交变电流导学案【教学目标】1．理解交变电流的产生原理2．掌握交变电流的变化规律及表示方法3．理解交流电的瞬时值，最大值及中性面的概念4．培养观察能力、空间想象能力以及立体图转化为平面图形的能力【教学重难点】1．重点是交变电流产生的物理过程分析2．难点是交变电流的变化规律及应用【教学过程】一、基本知识导学：阅读课本31-33页，认识一下基本概念。

1、△恒定电流：和都不随时间而改变的电流叫恒定电流。

△直流：不随时间变化的电流称为直流。

△交变电流：和随时间周期性变化的电流叫。

2、图中甲和丙线圈所在的平面称为中性面。

此时，通过线圈的磁通量（最大还是最小）3、正弦交变电流：。

感应电动势的瞬时表达式：当负载是电灯等纯电阻用电器时，负载两端的电压表达式：流过的电流表达式：4、电动势的峰值：5、发电机的基本构成：①②发电机的基本种类：①②二、重难点探究：1、交变电流的产生原理：如课本上图5.1-3所示，假定线圈沿逆时针方向匀速转动，产生了正弦交变电流。

请同学按照以下思路分析线圈转动一周的过程中线圈中的电流情况。

①图中矩形线圈转动过程中，哪些边会产生电动势？②在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？过程甲→乙乙→丙丙→丁丁→甲电流方向③当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？④这些位置磁通量及磁通量的变化率等还有什么特点？⑤大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E经过负载流向F的电流记为正，反之为负。

在横坐标上标出线圈到达甲乙丙丁几个位置时对应的时刻。

总结：【反馈练习】1.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流, 以下说法中正确的是:（ ） A 、线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 B 、线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次C 、线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D 、线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次2.一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，穿过线圈平面的磁通量Φ与产生的感应电动势e 的大小关系正确的是 （ ）A ．Φ最大，e 最大．B ．Φ最小，e 最小．C ．Φ最大，e 最小．D ．Φ最小，e 最大． 2、交变电流的变化规律 （1）推导（画出侧视图）在磁感应强度B 的匀强磁场中，矩形线圈逆时针绕中轴匀速转动，角速度ω。

5.1普通班的交变电流导学案【教学目标】1．认识交变电流2．理解交变电流的产生原理，掌握交变电流的变化规律3．掌握交变电流的表示方法，理解交流电的瞬时值，最大值4．培养观察能力、空间想象能力以及立体图转化为平面图形的能力【教学重难点】1．重点是交变电流产生分析及变化规律的推导；2．难点是交变电流的变化规律及应用【教学过程】一、复习巩固（各组提问3分钟完成）1、导体切割磁感线时产生感应电动势大小的瞬时表达式为:E=_______.2、运用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤是：1）、明确研究的闭合回路中________的方向；2）、明确穿过闭合回路的磁通量是________还是________;3）、由楞次定律判断出__________的方向；4）、由安培定则判断出__________的方向。

3、右手定则伸开右手，使拇指与其余四指______，并且都与_____在一个平面内。

让磁感线从_______进入，并使________指向导体运动的方向，这时_______所指的方向就是感应电流的方向。

二．交变电流(学生自学5分钟可完成)（1）________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流；（2）________不随时间变化的电流称为直流；（3）________和_______都不随时间变化的电流叫做_________电流；练习：如图所示的的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是_______，属于正弦式交变电流的是______。

（D答案给以简单解释）三．交变电流的产生（学生阅读5分钟，3分钟讨论完成答案）1．过程分析（教学发现需要老师1分钟给解答表格最后一项电流的方向；右手定则。

为本节第一难点：图形的转换。

）2．结论：（10分钟自学，3分钟讨论核对小组答案。

）（1）在线圈转动时，磁通量最大时，磁通量的变化率__________；磁通量为0时，磁通量变化率_______；感应电动势的大小由_______________决定。

交变电流导学案5.1 交变电流 A(B)教学目标: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D(C) (2) 掌握交变电流的变化规律及表示方法。

甲乙丙丁 (3) 理解交变电流的瞬时值和峰值及中性面的准确含义过程与方法:看上面几个图，回答下面几个问题: (1) 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1、在线圈转动过程中，有哪些边在切割磁感线, (2) 培养学生运用数学知识解决物理问题的能力情感态度价值观:2、判断在线圈转动一周过程中， AB、CD中电流的方向，完成下面表格。

培养学生理论联系实际的思想教学重点:交变电流产生的物理过程的分析 AB电流方向 CD电流方向教学难点:交变电流的变化规律及应用甲乙学习内容: 乙丙一、交变电流丙丁交变电流: 丁甲直流: 3、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时电流最大, 二、交变电流的产生如图，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程( 4、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，A到B或者C到D的方向为正，反之为负。

在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置所对应的时刻。

三、交变电流的变化规律五、课堂练习1(在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的AC,BD,lAB,CD,l若匀强磁场的磁感应强度为，，，线圈B21是，属于正弦交变电流的是,以角速度沿逆时针方向匀速转动，从中性面开始计时，思考下列问题:i 1、经过时间，线圈与中性面的夹角等于多大, ,t中性面速度方向与磁场方向的夹角有多大, ABtA(B) ,A B C Dv v 2、边切割磁感线产生的感应电动势有多大, AB2( 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C(D) 的感应电动势随时间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是:( ) 3、边切割磁感线产生的感应电动势有多大, CD时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大; A. T2B. T时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大; 34、线圈中产生的总的感应电动势有多大,eC. 每当变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大; 四、小结D. T时刻通过线圈的磁通量为零。

《§5.1交变电流》导学案主备人：张西永审核：授课时间：班级：姓名：【学习目标】1．认识交变电流2．理解交变电流的产生原理，掌握交变电流的变化规律3．掌握交变电流的表示方法，理解交流电的瞬时值，最大值4．培养观察能力、空间想象能力以及立体图转化为平面图形的能力【学习重点】交变电流产生分析及变化规律的推导【学习难点】交变电流的变化规律及应用自主学习案1．交变电流：和随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流．下图中_______是直流电，___________是交变电流。

2．正弦式电流（1）定义：随时间按规律变化的电流叫做正弦式电流．（2）正弦式电流产生：当线圈在磁场中绕于磁场方向的轴做转动时，线圈中就产生正弦式电流．（3）正弦式电流的规律：假定线圈从跟磁感线垂直的平面（也叫中性面）开始转动，则产生的交变电流的瞬时值表达式为i＝I m sinωt；电动势瞬时值的表达式为e＝；电压瞬时值表达式为u＝．课堂互动案学习札记探究1 交变电流的产生【观察与思考】交变电流产生的过程分析。

特殊位置甲乙丙丁甲B与S的关系磁通量磁通量变化率感应电动势感应电流4个过程中甲→乙乙→丙丙→丁丁→甲Φ的变化电流方向规律总结：（1）在线圈转动时，磁通量最大时，磁通量的变化率__________；磁通量为0时，磁通量变化率_______；感应电动势的大小由_____________________决定，与___________无关。

（2）线圈转动一周，感应电流方向改变______次（3）中性面：_______________________________，如图有________、_________位置；中性面的相关特点：磁通量___________，磁通量的变化率____________，感应电动势e＝________，________感应电流探究2用函数表达式描述交变电流【思考与讨论1】从中性面计时，t时刻线圈中的感应电动势e的推导。

高中物理 5.1 交变电流导学案新人教版选修5、1 交变电流导学案新人教版选修3-2【学习目标】1、理解交变电流的产生原理。

2、掌握交变电流的变化规律及表示方法。

3、理解表征交变电流的几个物理量的准确含义。

【重点难点】1、交变电流的变化规律及其应用。

2、交流电的最大值、有效值的准确含义。

【使用说明及学法指导】本学案包括《交变电流的产生和变化规律》、《表征交流电的物理量》两节课的内容，中等难度。

建议第一课时在教师的指导下先认真阅读教材，初步理解本学案的有关知识，第二、第三课时通过探究展示课加深对本部分重点和难点知识的理解。

【学习内容】课前自学一、知识点一、交变电流的产生1、交变电流的概念（1）________和_________都随时间做周期性变化的电流叫做_______________，简称_______。

（2）几种常见的交变电流图形2、交变电流的产生矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时产生正弦交变电流。

矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，将经过两个特殊位置，其特点分别是：(1)中性面（如图a、c、e）：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面。

线圈平面处于中性面位置时：A、线圈各边都不切割磁感线，回路产生的感应电动势为______，即感应电流等于______。

B、磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以线圈平面的磁通量_______，磁通量的变化率为____。

(2)线圈平面跟中性面垂直时（如图b、d）：线圈平面与磁感线_______，磁通量为______。

线框的ab、cd边垂直切割磁感线，回路产生的感应电动势_________。

由法拉第电磁感应定律知，线圈的磁通量的变化率___________。

3、正弦交流电表达式如线圈经过中性面位置开始计时，瞬时电动势e= ，瞬时电压u= ，瞬时电流i= 、其中，为线圈产生的交流电动势最大值，为线圈产生的交流电压最大值，为线圈产生的交流电流最大值，w为线圈转动的，wt为线圈转动的。

5.1 交变电流新课导入：今天我们开始学习交变电流，交变电流是电磁感应现象的进一步延伸。

知识链接:电路中产生感应电流的条件：(1)电路闭合（2）磁通量变化感应电流方向的判断：楞次定律右手定则感应电动势的计算：法拉第电磁感应定律：（1）E＝BLv sin θ.( 导体切割磁感线时产生的感应电动势)一、教学目标（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、教学重点：交变电流产生的物理过程的分析三、教学难点：交变电流的变化规律及应用新课教学：（一）探究手摇交流发电机输出电流的特点：实验一：用手摇交流发电机对小灯泡供电现象：小灯泡一闪一闪地发光结论：电流的大小是周期变化的实验二：用手摇交流发电机对并联的反向的发光二极管供电现象：两个发光二极管轮流发光结论：电流的方向是周期变化的小结：手摇交流发电机的输出电流的大小和方向都随时间做周期性的变化。

1、交变电流，简称交流（AC）：大小和方向都随时间做周期性变化的电流例：家庭电路中的电流属于交流2、直流（DC）：方向不随时间变化的电流大小、方向均不随时间变化的电流叫恒定电流。

例：电池供给的电流,大小和方向都不随时间变化,所以属于直流.，也是恒定电流思考:交变电流的大小是否一定变化?这与直流电的最大区别是什么?用示波器观察交流电通过二极管前后的波形（二）探究（正弦式）交变电流的产生：1、（正弦式）交变电流的产生：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,线圈中就会产生正弦交变电流.2、交流发电机的构造：思考：1、线圈沿逆时针方向匀速转动过程，哪些边切割磁感线？（ab和cd）2、在转动过程中，哪个位置线圈中没有电流，哪个位置线圈中电流最大？磁通量的情况呢？物理学中把线圈平面与磁感线垂直时的位置称为为中性面。

3、 你能判断出线圈从中性面开始逆时针转动一周中，线框中电流方向吗？中性面位置：无电流 电流最大 中性面位置：无电流 电流最大 中性面位置：无电流 由甲图位置到丙图位置，电流方向：A-B-C-D ； 由丙图位置到甲图位置， 电流方向：D-C-B-A4、你能总结线圈在转动过程中，电流方向的变化规律吗？线圈平面每经过中性面时，感应电流的方向就改变一次，线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。

第1节交变电流[学习目标]1.会观察电流(或电压)的波形图，理解交变电流和直流的概念.2.理解交变电流的产生过程，会分析电动势和电流方向的变化规律.3.知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的瞬时值、峰值的物理含义．【课前预习案】一、交变电流1．交变电流：大小和方向都随时间做变化的电流叫交变电流，简称．2．直流：不随时间变化的电流称为直流．3．正弦式交变电流：按规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称．二、交变电流的产生闭合线圈置于磁场中，并绕方向的轴转动．三、交变电流的变化规律1．中性面(1)中性面：与磁感线的平面．(2)当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量，线圈中的电流，且线圈平面经过中性面时，电流方向就发生，故线圈转动一周电流方向改变次．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＝E m sin ωt，E m叫做电动势的．【课上探究案】一、交变电流的产生假定线圈绕OO′轴沿逆时针方向匀速转动，如图甲至丁所示，则：(1)线圈转动一周的过程中，线圈中的电流方向的变化情况．(2)线圈转动过程中，当产生的感应电流有最大值和最小值时线圈分别在什么位置？[两个特殊位置]1．中性面位置(S⊥B，如图3中的甲、丙)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，如图3中的乙、丁)此时Φ为0，ΔΦΔt最大，e最大，i最大．二、交变电流的变化规律如图所示，线圈平面绕bc边的中点从中性面开始转动，角速度为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.设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈面积S ＝L1L2，磁感应强度为B，则：(1)ab边产生的感应电动势为多大？(2)整个线圈中的感应电动势为多大？(3)若线圈有n匝，则整个线圈的感应电动势为多大？【重点知识】1．峰值表达式E m＝nBSω，I m＝E mR＋r＝nBSωR＋r，U m＝I m R＝nBSωRR＋r说明电动势峰值E m＝nBSω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相同．2．正弦交变电流的瞬时值表达式(1)从中性面位置开始计时e＝E m sin ωt，i＝I m sin ωt，u＝U m sin ωt(2)从与中性面垂直的位置开始计时e＝E m cos ωt，i＝I m cos ωt，u＝U m cos ωt.3．确定正弦式电流电动势瞬时值表达式的基本方法1．确定线圈转动从哪个位置开始计时，以确定瞬时值表达式是按正弦规律变化还是按余弦规律变化．2．确定线圈转动的角速度．3．确定感应电动势的峰值E m＝nBSω.4．写出瞬时值表达式e＝E m sin ωt或e＝E m cos ωt.三、交变电流的图象如图甲、乙所示，从图象中可以得到以下信息：(1)交变电流的峰值E m、I m和周期T.(2)两个特殊值对应的位置：①e＝0(或i＝0)时：线圈位于中性面上，此时ΔΦΔt＝0，Φ最大．②e最大(或i最大)时：线圈平行于磁感线，此时ΔΦΔt最大，Φ＝0.(3)e、i大小和方向随时间的变化规律．【课堂练习】1、如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正，则下列四幅图象中可能正确的是()2、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势随时间变化的图象如图所示，则()A．t1、t3时刻线圈平面处于中性面位置B．t2、t4时刻通过线圈的磁通量最大C．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大D．t2、t4时刻线圈平面与中性面平行【课后反思】。