集体备课 高中物理选修3-2第五章交流电

第二节 描述交变电流的物理量●本节教材分析教材把交流电与直流电对比说明，描述交流电的特性需要一些新的物理量交流电的电动势、电压、电流是随时间变化的，教材介绍了用公式法和图象描述交流电如何随时间变化的方法，我们可向生说明，这种描述是详细、全面的，但应用时常常不方便实用中经常需要知道交流电某一方面的特性，因此需要引入反映交流电某一方面特性的物理量如：最大值说明交流电在变化过程中所能达到的最大数值，反映了交流电变化的范围；交流电是周期性变化的，周期、频率说明交流电变化的快慢；有效值说明交流电产生的平均效果教中的难点是交流电有效值的概念，这也是教重点为了引入有效值，可以提出：交流电随时间变化，产生的效果也随时间变化但实用上常常只要知道交流电的平均效果就可以了，怎样衡量交流电的平均效果呢？可以配合做一个演示实验：用两个相同的小电珠A 、B ，一个接在直流电上，一个接在交流电上，让两个小电珠发光情况相同同通过观察和思考了解：B 灯通过的是交流电流，大小、方向随时间变化，但在相同时间内交流电流与直流电流产生的热量相同，所以B 灯发光与A 灯相同我们引导生得出：通过A 灯的直流电流I 与通过B 灯的交流电流产生的效果相同，可以把直流电流的大小I 作为衡量交流电流产生的平均效果在此基础上给出有效值比较准确的定义，并让生进一步体会有效值的物理意义是什么？有效值与最大值的关系教材是直接给出的，教材不要求证明2的关系，但我们要使生了解I ＜I 和I ≠20mI 有效值的物理意义、有效值与最大值的关系非常重要，要让生很好地了解和熟悉有必要强调说明交流电的有效值用得很多，因此，如果不加特别的说明，提到交流电的电流、电压、电动势时，指的都是有效值交流电表测得的电流、电压也是有效值还可考虑分别用直流电流表、交流电流表和直流电压表、交流电压表测量刚才的A 、B 灯的电流、电压，让生看到两者的数值相同，并让生说出交流电的最大值我们可考虑让生对交流电的描述作小结，使生明确：全面、详细描述交流电的是公式和图象；最大值、有效值、周期、频率等物理量是描述交流电某一方面的特性的根据交流电的图象、公式可知最大值、周期，从而可知有效值、频率●教目标一、知识目标1理解什么是交变电流的最大值和有效值，知道它们之间的关系2理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小二、能力目标能应用数工具描述和分析处理物理问题三、德育目标让生了解多种电器铭牌，介绍现代技的突飞猛进，激发生的习热情●教重点交变电流有效值概念●教难点交流电有效值概念及计算●教方法在教师指导下的启发式教●教用具电、电容器、灯泡“6 V 03 A”、幻灯片、手摇发电机●课时安排1课时●教过程一、引入新课［师］上节课讲了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，在线圈中产生了正弦交流电如何描述交流电的变化规律呢？［生1］可以用公式法描述从中性面开始计时，得出瞬时电动势：=Eω瞬时电流：=Iω瞬时电压：=Uω其中E=NB Sω［生2］可以用图象法描述如图所示：［师］交流电的大小和方向都随时间做周期性变化，只用电压、电流描述不全面这节课我们习表征正弦交流电的物理量二、新课教1交变电流的最大值（E,I,U）［师］交变电流的最大值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用表示交变电流的电流或电压变化幅度［演示］电容器的耐压值将电容器（8 V，500 μF）接在生电上充电，接8 V电压时电容器正常工作，接16 V电压时，几分钟后闻到烧臭味，后听到爆炸声［师］从这个实验中可以发现：电容器的耐压值是指能够加在它两端的最大电压，若电电压的最大值超过耐压值,电容器可能被击穿但是交流电的最大值不适于表示交流电产生的效果，在实际中通常用有效值表示交流电流的大小2有效值（E、I、U）［演示］如下图所示，将两只“6 V、03 A”的小电珠A、B，一个接在6 V的直流电上，一个接在有效值为6 V的交流电上，观察灯的亮度［生］两灯的亮度相同［师］让交流电和直流电通过同样的电阻，如果它们在相同时间内产生热量相等，把直流电的值叫做交流电的有效值通常用大写字母U、I、E表示有效值3正弦交流电的有效值与最大值的关系［师］计算表明，正弦交流电的最大值与有效值有以下关系：I =2m I =0707I U =2m U =0707U［强调］（1）各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值 （2）交流电表（电压表或电流表）所测值为有效值 （3）计算交变电流的功、功率、热量等用有效值 4周期和频率［师］请同们阅读教材，回答下列问题： （1）什么叫交流电的周期？ （2）什么叫交流电的频率？ （3）它们之间的关系是什么？（4）我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？［生1］交变电流完成一次周期性的变化所用的时间，叫做交变电流的周期，用T 表示［生2］交变电流在1 内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率，用f 表示［生3］T =f1［生4］我国使用的交流电频率f =50 Hz,周期T =002 ［师］有个别欧美国家使用交流电的频率为60 Hz 5例题分析 ［投影］［例1］表示交变电流随时间变化图象如图所示，则交变电流有效值为A52A B5 A 352 AD35 A解析：设交变电流的有效值为I ，据有效值的定义，得I 2R T =（42）2R 2T +（32）2R 2T解得I =5 A综上所述应选择B ［投影］［例2］ 交流发电机矩形线圈边长b =cd =04 ，bc =d =02 ，共50匝，线圈电阻r=1 Ω，线圈在B =02 T 的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO ′以π100r/转速匀速转动，外接电阻9 Ω，如图所示求：（1）电压表读数； （2）电阻R 上电功率解析：（1）线圈在磁场中产生：E =NB S ω=50×02×04×02×π100×2π V=160 VI =102160)(⨯=+r E R 2m A=82 AU =I R=722 V 1015 V（2）P =UI =722×82 W=1152 W 三、小结本节课主要习了以下几个问题：1表征交变电流的几个物理量：最大值、有效值、周期、频率 2正弦式交流电最大值与有效值的关系：I =2m I ,U =2m U3交流电的周期与频率的关系：T =f1 四、作业（略） 五、板书设计六、本节优化训练设计1把220 V 的正弦式电流接在440 Ω电阻两端，则该电阻的电流峰值 A05 AB052 A22 AD 2 A2电路如图所示，交变电流电的电压是6 V ，它跟电阻R 1、R 2及电容、电压表一起连成如图电路忽略电内阻，为保证电容器不击穿，电容器耐压值U 2和电压表示数U 1分别为A U 1=62 VB U 2=6 V U 1=6 VD U 2≥62V3两个相同电阻分别通以下图两种电流，则在一个周期内产生的热量Q A ∶Q B =_______4关于正弦式电流的有效值，下列说法中正确的是 A 有效值就是交流电在一周期内的平均值 B 交流电的有效值是根据电流的热效应定义的在交流电路中，交流电流表和交流电压表的示数表示的都是有效值 D 对于正弦式电流 ，最大值的平方等于有效值平方的2倍 参考答案：1B 2D 31∶2 4BD ●备课资料1如何计算几种典型交变电流的有效值？答：交流电的有效值是根据电流的热效应规定的让交变电流和直流电通过同样的电阻，如果它们在同一时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值解析：通常求交变电流的有效值的类型有如下几种： （1）正弦式交流电的有效值 此类交流电满足公式=E ω ,=I ω 它的电压有效值为E =2m E ，电流有效值I =2m I对于其他类型的交流电要求其有效值，应紧紧把握有效值的概念下面介绍几种典型交流电有效值的求法（2）正弦半波交流电的有效值若将右图所示的交流电加在电阻R 上，那么经一周期产生的热量应等于它为全波交流电时的1/2，即U 半2T /R=21（R T U 2全），而U 全=2m U ，因而得U 半=21U ，同理得I 半=21I （3）正弦单向脉动电流有效值因为电流热效应与电流方向无关，所以左下图所示正弦单向脉动电流与正弦交流电通入电阻时所产生的热效应完全相同，即U =2m U ，I =2m I（4）矩形脉动电流的有效值如右上图所示电流实质是一种脉冲直流电，当它通入电阻后一个周期内产生的热量相当于直流电产生热量的T t，这里是一个周期内脉动时间由I 矩2R T =（Tt ）I 2RT 或（RU 2矩）T =T t （R u 2m ）T ,得I 矩=T t I ，U 矩=T t U 当T t=1/2时，I 矩=21I ，U 矩=21U （5）非对称性交流电有效值假设让一直流电压U 和如图所示的交流电压分别加在同一电阻上，交变电流在一个周期内产生的热量为Q 1=222221TR U T R U ⋅+⋅，直流电在相等时间内产生的热量Q 2=R U 2T ，根据它们的热量相等有RU T R U 2212=⋅T 得 U =)(212221U U +，同理有I =)(212221I I + 2一电压U 0=10 V 的直流电通过电阻R 在时间内产生的热量与一交变电流通过R/2时在同一时间内产生的热量相同，则该交流电的有效值为多少？解：根据时间内直流电压U 0在电阻R 上产生的热量与同一时间内交流电压的有效值U 在电阻R /2上产生的热量相同，则V 252,)2/(022===U U t R U t R U o 所以 3在图示电路中，已知交流电电压=20010π V ，电阻R=10 Ω，则电流表和电压表读数分别为A141 A,200 V B141 A,141 V 2 A,200 VD2 A,141 V分析：在交流电路中电流表和电压表测量的是交流电的有效值，所以电压表示数为=2200 V=141 V ，电流值=R U =102200⨯ A=141 A 答案：B。

选修3-2第五章第2节描述交变电流的物理量导学案课前预习学案一、预习目标1、知道描述交变电流的相关物理量2、知道物理量之间的关系二、预习内容表征交变电流的物理量1、瞬时值：正弦交流电瞬时值的表达式为：电压瞬时值：（）电流瞬时值：（）2、最大值：交流电的最大值反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面与磁力线平行时，交流电动势最大值：（E m＝NBSω），瞬时值与最大值的关系是：（－E m≤e≤E m）3、有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。

即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值，正弦交流电的有效值与最大值之间的关系是：（E=E m/ U=U m/ I=I m/）各种交流电电气设备上所标的、交流电表上所测得的以及在叙述中没有特别加以说明的交流电的最大值，都是指（）4、平均值：交流电的平均值是交流电图像中波形与横轴所围的面积跟时间的比值，用（e=nΔΦ／Δt）计算5、表征交变电流变化快慢的物理量①周期T：电流完成一次周期性变化所用的时间。

单位：s .②频率f：一秒内完成周期性变化的次数。

单位：HZ.③角频率ω：就是线圈在匀强磁场中转动的角速度。

单位：rad/s.④角速度、频率、周期的关系（ω=2πf=2π/T）课内探究学案一、学习目标l、掌握表征交变电流大小物理量．2、理解有效值的定义并会用它解决相关问题．3、掌握表征交变电流变化快慢的物理量．学习重难点：表征物理量及物理量间的关系，并能熟练解决相关问题二、学习过程1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？2、峰值、有效值和平均值有什么区别？3、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是：，是不是对一切交变电流都是如此？3、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？三、反思总结本节课学习的是描述交变电流的物理量。

如：周期和频率表示交变电流周期性变化快慢的物理量；最大值表明交变电流在变化过程中所能达到的最大数值，反映了交变电流的变化范围；而有效值反映的是交流电的热效应在时间上的平均效果。

高二物理选修3-2第五章交变电流导学案第一节交变电流导学案【教学目标】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、瞬时值的物理意义。

【教学重点】运用电磁感应的基本知识，配合相应的演示实验，分析交变电流的产生过程，认识交变电流的特点。

【教学难点】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、瞬时值的物理意义【自主学习】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，判断感应电流的方向，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E=_____来计算。

知识点一：交变电流演示实验：用电压传感器（或电流传感器）演示电压、电流的波形图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______。

知识点二：交变电流的产生如图所示，交流发电机的示意图。

线圈的ab边连在一个金属滑环上，cd边连在另一个滑环上。

导体做的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。

1．假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如图从甲至丁。

考虑下面几个问题：（1）在线圈由甲转到乙的过程中，ab边中电流向哪个方向流动？（2）在线圈由丙转到丁的过程中，ab边中电流向哪个方向流动？（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。

选修3-2第五章第2节《描述交变电流的物理量》教学设计一、教材分析本节教学要让学生知道，上节用图像对交变电流的描述是全面的、细致的。

由于交变电流的电压、电流等的大小和方向都随时间做周期性变化，就需要一些特殊的物理量来描述它在变化中的不同方面的特征。

这就是本节要提到的描述交变电流的物理量。

二、教学目标1．知识目标：（1）理解交变电流的周期、频率含义，掌握它们相互间关系，知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小．（2）理解交变电流的最大值和有效值的意义，知道它们之间的关系，会应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算．（3）能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值2．能力目标：（1）培养学生阅读、理解及自学能力．（2）使学生理解如何建立新的概念而培养学生处理解决新问题能力．（3）培养学生应用工具处理解决问题的能力．3．情感、态度和价值观目标：（1）由用电器铭牌，可介绍我国近几年的经济腾飞，激发学生爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神．（2）让学生体会对称美．三、教学重点难点重点：交流电的有效值、最大值、频率、周期的理解难点： 1、交变电流有效值概念既是重点又是难点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义。

2、交变电流瞬时值确定使学生感到困难，通过例题分析使学生学会借助工具处理解决问题的能力。

四、学情分析学生是教学过程中的主体，这个时候的学生已经知道了交变电流的一些特点和一些描述物理量，但是大多数学生的抽象思维和空间想象能力还比较低，对物理现象和知识的理解、判断、分析、和推理常常表现出一定的主观性、片面性、和表面性，这就要求在教学过程中合理安排、指导和引导学生突出重点、突破难点，提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。

五、教学方法1、启发式综合教学法2、学案导学：见后面的学案六、课前准备1．学生的学习准备：结合学案预习本节内容。

2．教师的教学准备：教具的准备（投影仪、交流发电机模型、演示电流表），学案的准备七、课时安排：1课时八、教学过程1、预习检查检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

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密切，有广泛的应用，考虑到高中阶段只对交流电的产生、描述方法、基本规律作简要的介绍，这些知识是已学过的电磁感应的引伸，所以在教学过程中对开阔学生思路、提高能力是很有好处的。

为了适应学生的接受能力，教材采取从感性到理性、从定性到定量逐渐深入的方法讲述这个问题.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，以展示交流电是怎样产生的.并强调让学生观察教材图5．１－３所示线圈通过甲、乙、丙、丁四个特殊位置时，电流表指针变化的情况，分析电动势和电流方向的变化，这样学生就会对电动势和电流的变化情况有个大致的了解.然后让学生用右手定则独立分析线圈中电动势和电流的方向.这样能充分调动学生的积极性,培养学生的观察和分析能力.关于交变电流的变化规律,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,进而根据闭合电路欧姆定律和部分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1、知识目标（1）知道什么是交变流电。

并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.（4）知道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。

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形的能力.（3）培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力.3、情感、态度和价值观目标结合实际情况培养学生理论联系实际的思想.三、教学重点难点重点：1、交变电流产生的物理过程的分析.2、交变电流的变化规律的图象描述。

难点：１、交变电流的变化规律及应用.２、图象与实际发动机转动时的一一对应关系的理解。

四、学情分析学生已经学习了电磁感应，理解了导体切割磁场会产生电动势。

第五章 交变电流一、交变电流的几个概念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：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。

二、交变电流的产生和描述（考试题型多为选择题）1、 正（余）弦式交变电流的产生条件有三，缺一不可，否则就不是正（余）弦式交变电流。

1） 匀强磁场 2） 转轴垂直磁场方向 3） 线圈匀速转动正（余）弦式交变电流的变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关。

2、 两个特殊位置的特点1）线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，φ最大， tφ=0，e=0，i=0，电流方向将发生改变。

若从此时开始计时，电动势瞬时表达式e=E m sin w t2）线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ=0，tφ最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。

若从此时开始计时，电动势瞬时表达式e= E m cos w t 3、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。

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：12w f T π== 三、交变电流的“四值”物理量 物理含义重要关系 适用情况及说明 瞬时值交变电流某一时刻的值e ＝E m sin ωt i ＝I m sin ωt 计算通电导体或线圈所受的安培力时，应用瞬时值最大值 最大的瞬时值E m ＝nBSωI m ＝E mR ＋r确定用电器的耐压值，如电容器、晶体管等的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E ＝E m2 I ＝I m 21）一般交变电流表直接测量值。

我的说课内容是人教版高中物理选修3-2 第五章交变电流第一节交变电流一、教材分析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。

正弦式电流产生的原理是基于电磁感应的基本规律。

所以本章是前一章的延续和发展，是电磁感应理论的具体应用。

另一方面，本节知识是全章的理论基础，正因为交变电流的特殊性，才有了变压器及其广泛的应用。

所以，本节内容有承上启下的作用。

二、学情分析已有知识、学生学习了法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则，是分析在线圈绕轴转动过程中的磁通量的大小、方向变化，为分析感应电流的大小、方向的周期变化的基础。

不足、本节概念多，学生对公式与图像的理解能力弱，因此要通过示波器和发动机模型逐步引导学生领会一个周期内的动态过程。

三、教学目标：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、分析线圈转动一周过程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景下问题的能力；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。

过程与方法经历交流电的探究过程，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；经历理论推导探究过程，培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力。

情感态度与价值观激发学生学习兴趣，培养学生探究物理问题的习惯；通过实验探究和理论探究，培养学生热爱科学和严谨的探求科学的态度。

四、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。

五、教法与学法教法：目标分层教学法、多媒体辅助教学法、问题导学法、演示实验法。

学法：自主、合作、思考、探究、阅读、分析等方式方法。

六、教学过程教学过程共分为以下五个环节完成“交变电流的产生、图像、瞬时表达式”等教学任务。

环节1、实验导入，交变电流（板书：交变电流的产生）设计情景1、体验交变电流的产生我们的日常生活离不开电，城市的灯火辉煌、工厂里的机器轰鸣，一切都离不开电。

教学设计1交变电流本节分析交变电流是生活和生产中最常见的电流，交变电流的产生和变化规律是本章知识的重点，是变压器和远距离输电的基础，又是上一章电磁感应和楞次定律的延续和发展，具有承上启下的作用．本节内容的特点之一：通过演示实验和探究实验，使学生参与到探究物理规律的过程，体验学物理的乐趣；本节内容的特点之二：演示实验多，再加上学生的探究实验，故容量大，时间紧，需仔细安排，做到时间分配合理，条理清晰，重点突出．学情分析学生对“直流电”这一部分知识有一定的基础，但是对“交变电流”的认识仅局限于生活中的常见电器．学生已经学习了电磁感应，理解了导体切割磁感线会产生电动势．在此基础上学习交变电流，亦符合学生的认知规律．但“交变电流”是新的概念，鉴于学生的接受能力不同，讲解时还需详细，加强引导．应该采用多媒体教学的手段，以便更直观、更立体地让学生接受．Ｋ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．(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峰值及中性面的准确含义．●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)培养学生的观察能力、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．●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．教学重难点1．交变电流产生的物理过程分析．2．交变电流的变化规律及应用．教学准备手摇发电机、小灯泡、示教电流表、电压传感器(或电流传感器)、学生电源、多媒体课件等．教学设计（一）●（设计者：曲开菊第七届全国中小学互动课堂教学实践观摩活动一等奖）教学过程设计(或电流)的波形是什么形状？表示电压电压(或电流)的波形与余弦函数图象的形状相同，图甲：磁场方向与线圈平面垂直，通过线圈的磁通量最大．圈的各边都不切割磁感线，线圈中无感应电流．(图1)图乙：磁场的方向与线圈平面平行，通过线圈的磁通量为零，两条边垂直切割磁感线，线圈中的感应电流最大，电流方向如图图1 图2图丙：磁场方向与线圈平面垂直，通过线圈的磁通量最大．圈的各边都不切割磁感线，线圈中无感应电流．(图3)图丁：磁场的方向与线圈平面平行，通过线圈的磁通量为零，图3 图4【小组讨论】感应电流在什么位置改变方向？线圈转动一周，改变几次方向？AD＝BC＝d，则线圈的面积的线速度v与B的夹角为【归纳总结】1.按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流，简称正弦式.2.正弦式交变电流的变化规律：e＝E max sin ωt，u＝U max sinsin ωt.其中，E max、U max、I max为峰值，e、u、i为瞬时值.max【反馈练习】发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为E max＝311 V板书设计1交变电流一、交变电流1.交变电流：方向随时间周期性变化的电流叫做交变电流2.直流：方向不随时间变化的电流叫做直流3.恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流4.交变电流经过电子电路的处理，也能变成直流二、交变电流的产生1.线圈在与中性面垂直的位置(B∥S)，感应电流最大2.线圈在中性面位置(B⊥S)，感应电流为零，方向发生变化3.线圈转动一周，感应电流方向改变两次三、交变电流的变化规律1.按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流2.e＝E max sin ωt，u＝U max sin ωt，i＝I max sin ωt.其中，E max、U max、I max为峰值，e、u、i 为瞬时值教学反思1．本节课首先利用演示实验，引导学生区分交流与直流的不同之处，即交变电流的特殊之处．对于交变电流的产生，采取由感性到理性，由定性到定量，逐步深入的方法．为了便于学生理解和掌握，让学生通过观察发电机的示意图，画出线圈通过四个特殊位置时的正视图，分析感应电动势和感应电流方向的变化，使学生熟练掌握线圈转动一周感应电动势和感应电流的变化．2．本节内容出现了许多新名词，如交变电流、正弦式电流、中性面、瞬时值、峰值(以及下一节的有效值)等等．通过公式推导过程、交变电流的图象的描绘等，让学生明白这些名词的准确含义，特别是对中性面的理解．教学设计（二）●（设计者：韩丽娜山东省创新大赛一等奖）教学过程设计一、引入新课【演示实验】把两个发光颜色不同的发光二极管并联，注意使两者正负极的方向不同，然后连接到教学用发电机的两端．转动手柄，两个磁极之间的线圈转动．观察发光二极管的发光情况．提出问题：实验现象说明了什么？思路点拨：观察到的实验现象是两个发光二极管交替发光．手摇发电机的手柄带动发电机的线圈转动，线圈在磁场中的磁通量变化情况不同，产生的感应电流的大小、方向发生变化，由于发光二极管并联在一起，但是正负极的方向不同，导致它们不会同时发光．我们把这种方向随时间做周期性变化的电流称为交变电流，简称交流．现代生产和生活中大都使用交变电流．今天我们学习交变电流的产生和变化规律．二、新课教学(一)交变电流【自主学习】引导学生阅读课本P31“交变电流”的内容，学习交变电流的相关知识．1．交变电流：方向随时间周期性变化的电流叫做交变电流．2．直流：方向不随时间变化的电流．3．恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流．4．交变电流经过电子电路的处理，也能变成直流．【演示实验】用示波器演示直流和交变电流随时间变化的图象．【反馈练习】在如图所示的几种电流随时间变化的图象中，属于直流电的是________，属于交变电流的是__________．答案：1、23、4、5、6(二)交变电流的产生【课件展示】利用多媒体课件展示交流发电机的示意图，并设置以下问题．(1)在线圈转动过程中，哪些边会产生感应电动势？(2)线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？(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)大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E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．答案点拨：(1)在线圈转动过程中，AB和CD边切割磁感线，产生感应电动势．(2)线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流由B向A流动；线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流由A向B流动．(3)当线圈转到与磁场的方向垂直的位置时，线圈中没有电流；当线圈转到与磁场的方向平行时，线圈中的电流最大．(4)【归纳总结】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，穿过线圈的磁通量最大，但感应电流为零．3．线圈经过中性面时，线圈中的电流方向改变，线圈转一周，感应电流方向改变两次．【反馈练习】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，电流方向改变一次答案：ABD(三)交变电流的变化规律【课件展示】如图所示，矩形线圈ABCD在匀强磁场中，AB边的长度为l，BC边的长度为d，线圈的阻值为R，以AB边所在的直线为轴，以一定的角速度ω从该位置开始匀速转动．问题：(1)CD边的线速度多大？(2)如图所示，经过时间t，CD边的线速度与磁感线的夹角θ＝ωt，线圈中的感应电流的大小和方向如何？(3)如图所示，经过时间t，CD边的线速度与磁感线的夹角为θ＝ωt－π，线圈中的感应电流的大小和方向如何？答案点拨：(1)当线圈ABCD 以AB 边所在的直线为轴匀速转动时，CD 边的线速度v ＝ωd .(2)此时的感应电动势E ＝Bl v sin θ＝Blωd sin ωt ，线圈中的感应电流I ＝E R ＝Bldωsin ωt R，感应电流方向为由D 到C .(3)此时的感应电动势E ＝Bl v sin θ＝－Blωd sin ωt ，线圈中的感应电流I ＝E R＝－Bldωsin ωt R，感应电流方向为由C 到D . 公式推导：线圈在与中性面垂直的位置感应电动势最大E max ＝BSω.所以，线圈的感应电动势e ＝E max sin ωt .线圈中的电流为i ＝e R ＝E max Rsin ωt ＝I max sin ωt .CD 边切割磁感线为等效电源，CD 两端的电压u ＝U max sin ωt .【课件展示】利用多媒体展示几种常见的交变电流的波形．【归纳总结】1．按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流，简称正弦式电流．2．正弦式交变电流的变化规律：e ＝E max sin ωt ，u ＝U max sin ωt ，i ＝I max sin ωt .其中，E max 、U max 、I max 为峰值，e 、u 、i 为瞬时值．【反馈练习】如图所示，ab 边长为20 cm ，ad 边长为10 cm 的矩形线圈，匝数N ＝10，磁场的磁感应强度B ＝0.2 T ，线圈转速n ＝100 r/s.求：(1)该线圈产生的感应电动势的最大值；(2)若从中性面计时，则经过1600s时线圈电动势的瞬时值．答案：(1)8π(2)43π三、课堂小结引导学生自主总结本节课的收获，然后小组内交流、补充．四、布置作业问题与练习：3、4、5.板书设计1交变电流一、交变电流1.交变电流：方向随时间周期性变化的电流叫做交变电流2.直流：方向不随时间变化的电流3.恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流4.交变电流经过电子电路的处理，也能变成直流二、交变电流的产生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，穿过线圈的磁通量最大，但感应电流为零3.线圈经过中性面时，线圈中的电流方向改变，线圈转一周，感应电流方向改变两次三、交变电流的变化规律1.按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流，简称正弦式电流2.正弦式交变电流的变化规律：e＝E max sin ωt，u＝U max sin ωt，i＝I max sin ωt.其中，E max、U max、I max为峰值，e、u、i为瞬时值教学反思1．本节课借助演示实验引入交流、直流的概念，通过电压传感器(或电流传感器)展现两种电流变化的不同情况，通过图象对比，先了解什么是交变电流，然后再学习交变电流是怎样产生的，有利于学生在感性认识的基础上再做理性分析，达到了降低教学难度的效果．2．对于交变电流的产生和变化规律，本节课采取由感性认识到理性认识，由定性到定量，逐步深入的讲述方法．为了便于学生理解和掌握，利用了模型和多媒体动画配合讲解．通过有梯度的问题链的方式引导学生分析线圈转动过程中电动势的变化，逐步深入，降低了学习难度．3．本节课学生通过对物理规律的定性、定量的推导，体验了探究发现的乐趣，提高了探究物理规律的能力，体会到了运用数学知识解决物理问题的重要性．备课资料●交变电流与直流电“大战”19世纪末，在爱迪生的推动下，直流电已经有了相当广泛的应用．不过在实际应用中，直流电存在着很大缺点：不仅需要大量的铜线，而且不能远距离输电，每平方英里，就需要一个单独的发电机供电，很不经济．出生于克罗地亚的发明家特斯拉考虑采用交变电流来代替直流电．交变电流系统使用高电压、小电流供电，然后利用变压器调节电流、电压，来适应用户需要．它的突出优点是可以用细导线实现远距离送电．但是，这种既经济又科学的方案一提出，立即遭到爱迪生的强烈反对．出于竞争的需要，爱迪生声称采用交变电流比直流电危险得多．为了证明交变电流的安全性，特斯拉特地制作了一个“特斯拉线圈”，它是由一个感应线圈、两个大电容器和一个初级线圈仅几圈的互感器组成的，这种装置可以产生频率很高的高压电．不过这种高压电的电流极小，对人体不会产生显著的生理效应．特斯拉在一次记者招待会上，让交变电流从“特斯拉线圈”通过自己的身体，点亮了电灯，甚至还熔化了电线．在场的记者个个目瞪口呆，取得了极大的宣传效果．特斯拉的胜利，加速了交变电流的推广应用．特斯拉与爱迪生之间的矛盾是如此之深，以致当他知道自己将与爱迪生一起分享1912年的诺贝尔物理学奖时，他表示不接受授奖．最后，这一年度的诺贝尔物理学奖便转发给了瑞典物理学家达伦．。

新人教版物理学科3-2模块第五章第一节教学案生活就是这样----不论你是羚羊还是狮子，当太阳初升时，就得毫不犹豫地奔向前方！
假定线圈沿逆时针方向匀速转动，上图所示，思考下列问题：。

若线圈处于磁通量为零的位置开始计时，则产生的感应电动势与感应前后呼应：利用交变电流的变化规律检查前面大致作出的电流时间图电流、导
矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势
2、闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电瞬时值的表达式为i=0.2sin100πt，从t＝0到第一次出现通过线圈的磁通量变化率最大值的
、线圈在磁场中转动时产生的交变电流如图5-1-8所示，从图中可知：
时电子从静止开始运动，则（）
，匀强磁场磁感
转动，角速度
线圈转到什么位置时取得此值？
例1、AD训练1AC 2、D 3、B
课时作业1、AD 2、C 3、AD 4、B 5、BC
6、e=314sin100πt V），（E=200 V）
7、解：（1）当线圈平面与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量最大值，φm=BS=0.8×0.3×0.2=0.048Wb；（2）感应电动势的最大值E m=NBSω=100×0.03×100π=480πV；
（3）线圈是从垂直于中性面开始计时，所以瞬时值表达式为余弦，
e=E m cosωt=480πcos100πt （V），
周期T=0.02s。

交流电1. 理解描述交变电流的物理量的含义、电感和电容对交变电流的影响和了解三相交变电流2. 学会分析交流的产牛及变化规律、交流电的图象、感抗与容抗。

-、交变电流产生 交变电流： ______ 都随吋间作 _______ 变化的电流叫做交变电流，简称交流。

如图所示(b)、(c)、(e)所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫 ___________ o如图(b)所示。

而(a)、(d)为直流其中(a)为恒定电流。

二、正弦交流的产生及变化规律(1) ＞产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时 间按正弦规律变化的。

即正弦交流。

(2) 、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性血。

这一位置穿过线圈的磁 通0(a)i' 乍d量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。

⑶、规律：从中性面开始计时，则* __________ o用.”表示峰值________ 则* ________ 在纯电阻三、表征交变电流大小物理量(1) 瞬时值：对应某一时刻的交流的值，用小写字母X表示，e i u(2) 峰值：即最大的瞬时值。

大写字母表示，Um I m e m£ m= n S B3 I m= £ m/ R注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为£讯二NBS3,即仅由匝数N,线圈面积S,磁感强度B和角速度3四个量决定。

与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。

⑶有效值：a、 _____________________________ 意义：描述交流电的物理量b、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。

c、_____________________________________________ 正弦交流的有效值与峰值Z间的关系是£= 1= U= ________________________________________ ,e、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电压表的读数是有效值。

2019备战高考物理选修3-2-第五章交变电流-电能的输送（含解析）一、单选题1.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R ，通过输电导线的电流为I ，输电线末端的电压为U2，下面选项不能表示输电导线上损耗的功率的是( )A. B. C. I2R D. I(U1－U2)2.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰开灯时电灯比深夜时要显得暗，这说明在用电高峰期（）A. 每个用电器的功率减小了，所以降压变压器的输出功率也减小了B. 总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小C. 总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大D. 干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流3.关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是（）A. 由功率，应降低输电电压，增大导线电阻B. 由,应采用低电压小电流输电C. 由，应减小导线电阻或减小输电电流D. 上述说法均不对4.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时（）A. 总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低B. 总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C. 总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D. 总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，每盏灯两端的电压较低5.远距离输电时，如果输送的电功率一定，输电电压升高到原来的n倍，则输电线路上的功率损失将是原来的（）A. B. C. D.6.中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其中客观原因是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，为了减少远距离输电的损耗而降低电费价格，可采取的措施有（）A. 提高输送功率B. 增大输送电流C. 提高输电电压D. 增大输电导线电阻7.利用超导材料零电阻的性质可实现无损耗输电.现有一直流电路,输电线的总电阻为0.4 Ω,它提供给用电器的电功率为40 kW、电压为800 V.如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线,保持供给用电器的功率和电压不变,那么节约的电功率为（）A. 1 kWB. 1.6×103 kWC. 1.6 kWD. 10 kW8.远距离输电时，若保证电能的输送功率不变，则( )A. 由公式得，输电电压越高，输电导线上的功率损失越大B. 由公式得，输电导线的电阻越大，输电导线上的功率损失越小C. 由公式得，输电电流越大，输电导线上的功率损失越大D. 由公式P＝IU 得，输电导线上的功率损失与电流强度成正比9.如图所示的远距离输电电路，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈的电压、电流和功率分别为、、、、、，降压变压器原、副线圈的电压、电流和功率分别为、、、、、，输电线上的总电阻为，下列说法中正确的是（）A. B.C. D. 输电线上损耗的功率为10.远距离输电的示意图如图：若发电机的输出电压不变，两变压器之间输电线电阻不变，其余线路电阻不计，则下列叙述中不正确的是（）A. 用电高峰时，输电线上损失的功率与发电机的输出功率之比比用电低谷时大B. 用电高峰时，输电线上电流较小，因此灯光较暗C. 当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D. 发电机输出的功率增大时用户得到的电压反而降低11.某小型发电站的电能输送示意图如图，变压器均为理想变压器并标示了电压和匝数．若电压U1=U4，输电线总电阻为r ，用户端的用电器正常工作，则（）A. U2=U3B. U2<U3C. =D. ＜12.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰开灯时电灯比深夜时要显得暗，这说明在用电高峰期（）A. 每个用电器的功率减小了，所以降压变压器的输出功率也减小了B. 总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小C. 总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大D. 干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流二、多选题13.如图所示为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是（）A. 增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损耗B. 高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗的C. 在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损耗越小D. 高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好14.图甲为远距离输电示意图，升压变压器原副线圈匝数比为1：100，降压变压器原副线圈匝数比为100：1，远距离输电线的总电阻为100Ω．若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750kw．下列说法中正确的有（）A. 用户端交流电的频率为50HzB. 用户端电压为250VC. 输电线中的电流为30AD. 输电线路损耗功率为180kW15.图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电．已知输电线的总电阻R=10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4：1，副线圈与纯电阻用电器组成闭合电路，用电器电阻R0=11Ω．若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压表达式为u=220 sin100πtV．下列说法正确的是（）A. 发电机中的电流变化频率为100HzB. 通过用电器的电流有效值为20AC. 升压变压器的输入功率为4650WD. 当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小16.在总电压不变的条件下，黄昏时电灯比深夜暗，是因为黄昏时（）A. 线路中总电阻变大，干路电流变小B. 总电流一定，支路增多分去了电流C. 干路电流变大，线路损失电压增大D. 总电阻变小，每支路电流减小17.某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是（）A. 据公式I= ，提高电压后输电线上的电流降为原来的B. 据公式I= ，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C. 据公式P=I2R，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的D. 据公式P= ，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来400倍18.如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器．升压变压器原副线圈匝数比为l：100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100Ω．降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．电压表V显示加在报警器上的电压（报警器未画出）．未出现火警时，升压变压器的输入功率为750kW．下列说法中正确的有（）A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为50HzB. 远距离输电线路损耗功率为180kwC. 当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大D. 当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大三、填空题19.在远距离输电中, 输送电压为220伏, 输送的电功率为44千瓦, 输电线的总电阻为0.2欧, 在使用原副线圈匝数比为1:10的升压变压器升压, 再用10:1的降压变压器降压方式送电时. 输电线上损失的电压为________ V, 损失的电功率为________ W20.远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，则输电线上由电阻造成的电压损耗是原来的________，输电线上的电功率损耗是原来的________。

教学课题：交变电流 一．教学目标 【知识和技能】1、知道正弦交流电是矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生的．知道中性面的概念．2、掌握交变电流的变化规律及表示方法，理解描述正弦交流电的物理量的物理含义．3、理解正弦交流电的图像，能从图像中读出所需要的物理量．4、理解交变电流的瞬时值和最大值，能正确表达出正弦交流电的最大值、有效值、瞬时值．5、理解交流电的有效值的概念，能用有效值做有关交流电功率的计算． 【过程和方法】1、掌握描述物理规律的基本方法——文字法、公式法、图像法．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．【情感、态度、价值观】培养学生爱国主义精神及为富民强国认真学习的精神．二．教学重点、难点 重点：交变电流产生的物理过程的分析及中性面的特点．难点：交变电流产生的物理过程的分析． 三．教学仪器交流发电机模型、演示电流表 四．教学方法讲授、演示、探究五．教学过程 引入［复习提问］１．感应电动势的大小：基本式：t n ∆∆Φ=ε导出式：⊥=BlV ε２．感应电动势的方向： 基本规律：楞次定律导出规律：右手定则（口诀：“力左电右”） ［教师演示］交变电流产生的实验：模型发电机产生的电流，大小和方向在不断的变化，这种电流叫做交变电流． 新课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 、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（甲图），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90° 时（乙图），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90° 时（丙图），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（丁）位置，ab 、cd 边的瞬时速度方向，跟线圈经过图（乙）位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在（图乙）位置相反． （5）再转过90° 线圈处于起始位置（戊图），与（甲）图位置相同，线圈中没有感应电动势． 在场强为 的匀强磁场中，矩形线圈边长为l 1、l 2，逆时针绕中轴匀速转动，角速度为ω ，从中性面开始计时，经过时间t ．线圈中的感应电动势的大小如何变化呢？线圈转动的线速度为 ω，转过的角度为ωt ，此时ab 边线速度 以磁感线的夹角也等于ωt ，这时ab 边中的感应电动势为：E=(Bl 1l 2ω/2)sin ωt 同理，cd 边切割磁感线的感应电动势为：E=(Bl 1l 2ω/2)sin ωt就整个线圈来看，因ab 、cd 边产生的感应电势方向相同，是串联，所以当线圈平面跟磁感线平行时，即 ，这时感应电动势最大值 ；E m =BS ω． 感应电动势的瞬时表达式为： e= BS ωsin ωt 可见在匀强磁场中，匀速转动的线圈中产生的感应电动势是按正弦规律变化的．即感应电动势的大小和方向是以一定的时间间隔做周期性变化． 当线圈跟外电路组成闭合回路时，设整个回路的电阻为 ，则电路的感应电流的瞬时值为表达式 ． 感应电流瞬时值表达式为 ，这种按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流．3、交流电的图像：交流电的变化规律还可以用图像来表示，在直角坐标系中，横轴表示线圈平面跟中性面的夹角（或者表示线圈转动经过的时间 ），纵坐标表示感应电动势 （感应电流 ）．规律：t Sin m ωεε=t Sin I i m ω=其中：ωεnBS m =，Rr I mm +=ε．4、交流发电机（1）发电机的基本组成①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）． ②用来产生磁场的磁极． （2）发电机的基本种类①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）． ②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）． 无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子． 例题与练习【例1】如图所示各图线中表示交变电流的是 【 】【误解】 选（A ），（B ），（C ），（D ）． 【正确解答】 选（B ），（C ），（D ）．【错因分析与解题指导】 大小、方向随时间作周期性变化的电流为交变电流．【误解】选有（A ），然而（A ）中电流大小虽周期性变化，但方向不变，是直流电流而不是交变电流．【例2】 一线圈中产生的正弦交变电流按i=10sin314tA 变化，求出当线圈从中性面起转过30°、60°、90°、120°所需时间及对应的电流值．【分析】 通过跟正弦交变电流的标准式比较，直接代入计算．【解答】 线圈从中性面开始转动产生的正弦交变电流的标准式是 i=I m sin ωt ．式中ωt 表示线圈平面对中性面的夹角（单位是rad ）． 当线圈平面转过的角度θ1=30°时，由得经历的时间和对应的电流值分别为同理，当θ2=60°时，得当θ3=90°时，得当θ4=120°时，得【说明】 用公式i=I m sin ωt 算出的是线圈在转动过程中某位置或某个时刻的电流值，所以它是一个瞬时值表达式． 【例3】 在匀强磁场中的矩形线圈从中性面开始匀速转动，穿过线圈平面的磁通量与时间t 的图象是 【 】【分析】 设匀强磁场的磁感强度为B ，矩形线圈abcd 的面积为S ，如图2所示从中性面位置开始逆时针方向匀速转动．设经时间t 转过的角度θ=ωt ，转到位置a 1d 1，画出它的正视图如图3所示．积）可知，在时刻t 通过线圈平面的磁通量为【答】 C ．【说明】磁通量是标量．磁通量的正、负表示它穿过平面的方向．根据图3得出的上述表达式，是规定从左向右穿过平面左侧面（用实线表示）的方向为正．当转过θ=90°后，磁感线将从平面的右侧面（用虚线表示）穿过，磁通量为负．线圈转动时，穿过线圈的磁通量，线圈中产生的感应电动势随时间变化的对照关系，如图4所示．练习1．一矩形线圈在匀强磁场中转动，当线圈平面跟中性面重合的瞬间，下列说法正确的是（）A．电流方向改变B．磁通量为零C．圈中磁通量的变化率最大D．线圈没有边切割磁感线2．如图所示，线圈abcd绕ab和cd的中点的连线OO′转动，OO′与匀强磁场垂直，线圈的单位长度的电阻值为定值，为了使线圈中电流值增为原来的2倍，可采用的办法有（）A．使线圈绕cd边转动B．使线圈的面积增为原来的2倍C．使磁感强度和转速增加为原来的2倍D．使磁感强度减为原来的1/2，转速增为原来的4倍小结1、交流电的产生强度和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．2、交流电的变化规律感应电动势的瞬时表达式为：．感应电流瞬时值表达式：．3、交流电的图像4、交流发电机（1）发电机的基本组成：①电枢．②磁极．（2）发电机的基本种类:①旋转电枢式发电机．②旋转磁极式发电机．作业六．教学反思：教学课题：描述交变电流有物理量一．教学目标【知识和技能】1.理解交变电流的周期、频率含义，掌握它们相互间关系，知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小．2、理解交变电流的最大值和有效值的意义，知道它们之间的关系，会应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算．3、能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值【过程和方法】1、培养学生阅读、理解及自学能力．2、培养学生将知识进行类比、迁移的能力．3、使学生理解如何建立新的物理概念而培养学生处理解决新问题能力．4、培养学生应用数学工具处理解决物理问题的能力．5、训练学生由特殊到一般的归纳、演绎思维能力．6、培养学生的实际动手操作能力．【情感、态度、价值观】1、由用电器铭牌，可介绍我国近几年的经济腾飞，激发学生爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神．2、让学生体会对称美．二．教学重点、难点重点：交流电的有效值、最大值、频率、周期的理解难点：1、交变电流有效值概念既是重点又是难点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义。