交变电流教案
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3.3交变电流【教学目标】一、知识与能力1、理解交变电流是怎样产生的。
2、定性了解交流的变化规律及其图像表示和主要特征物理量。
3、知道交流能通过电容器的原因,了解交流这一特性在电子技术中的应用。
4、初步了解发电机、交变电流的发明和利用对促进人类社会进步的作用,进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。
二、过程与方法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.三、情感态度与价值观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.【重点难点】本节重点:交变电流的产生和变化规律.本节难点:表征的物理量和交流电有效值.【教法学法】教法:以指导学生实验探究为主,讲授法为辅学法:主动探究、互相协作、抽象提炼【教学准备】交流发电机、电灯、电流表、示波器、小灯泡、导线、学生电源【教学过程】一、新课引入一、交流发电机出示发电机的结构图:说明:交流发电机是由定子和转子构成,有的发电机的磁体转动,线圈不动;有的发电机的磁体转动,线圈不动。
实验结果:电灯的亮度忽明忽暗,电流表的指针忽左忽右实验结论:发电机发出的电流大小和方向都在不断变化,大小、方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流。
各种电池供给的电流只沿一个方向流动,叫做直流学生通过实践体验,找出其中规律二、进入新课(导出概念)二、交流的变化规律介绍认识交流电和直流电特征说明:严格的数学分析表明,电网中的交变电流,它的电流、电压随时间按正弦函数的规律变化,这样的电流称之为正弦式电流问:如何表示正弦式电流在某一时刻的电流、电压?(i = Imsinωt u=Umsinωt)说明:Im、Um分别是电流和电压的最大值,叫做交流的峰值问:频率和周期有怎样的关系?(T=1/f)说明:我国使用的交变电流,频率是50 Hz三、问:为什么在上述实验中看不到电灯中电流大小的变化?【学生讨论、回答】演示实验:实验仪器:示波器、小灯泡、导线、学生电源实验过程:将示波器和灯泡并联接入电路中,用示波器演示加在灯泡两端的电压说明:交变电流的大小和方向在不断地变化,我们把交流完成一次周期性变化所用的时间叫做交流的周期,通常用T 表示,它的单位是秒。
交变电流教案课程第一章:交变电流的基本概念1.1 交变电流的定义与特点1.2 交流电的表示方法1.3 交流电的频率与周期1.4 交流电的相位与相位差第二章:交变电流的产生与传输2.1 交变电流的产生原理2.2 交流发电机的工作原理2.3 变压器的工作原理2.4 交流电路的传输线第三章:交变电流的电压与电流3.1 交变电流的电压3.2 交变电流的电流3.3 电压与电流的相位关系3.4 电压与电流的波形第四章:交变电流的功率与能量4.1 交变电流的功率4.2 有功功率与无功功率4.3 视在功率与功率因数4.4 交变电流的能量转换与传输第五章:交变电流的电路元件5.1 电阻元件5.2 电感元件5.3 电容元件5.4 电阻、电感、电容元件的串联与并联第六章:交变电流的测量与控制6.1 交变电流的测量方法6.2 电流表与电压表的使用6.3 功率表与电能表的使用6.4 交变电流的控制方法第七章:交变电流的电路分析方法7.1 交变电流的阻抗与导纳7.2 交变电流电路的欧姆定律7.3 交变电流电路的功率分析7.4 交变电流电路的节点与回路分析法第八章:交变电流的滤波与调制8.1 交变电流的滤波器设计8.2 低通滤波器与高通滤波器8.3 带通滤波器与带阻滤波器8.4 交变电流的调制与解调第九章:交变电流的磁路原理9.1 磁路的基本概念9.2 磁通量与磁通密度9.3 磁阻与磁路欧姆定律9.4 变压器与电动机的磁路原理第十章:交变电流的电动机与应用10.1 交变电流电动机的基本原理10.2 异步电动机与同步电动机的区别10.3 电动机的启动与制动10.4 交变电流电动机在实际应用中的选择与使用第十一章:交变电流的故障分析与保护11.1 交变电流电路的常见故障11.2 故障检测与诊断方法11.3 交变电流电路的保护装置11.4 过电流、过电压与短路保护第十二章:交变电流在电力系统中的应用12.1 电力系统的基本结构与功能12.2 交变电流在输电与配电中的应用12.3 交变电流在发电与储能中的应用12.4 交变电流在电力电子设备中的应用第十三章:交变电流在通信技术中的应用13.1 交变电流在模拟通信中的应用13.2 交变电流在数字通信中的应用13.3 交变电流调制与解调技术13.4 交变电流在无线通信与卫星通信中的应用第十四章:交变电流在工业与自动化控制中的应用14.1 交变电流在电机控制中的应用14.2 交变电流在PLC控制系统中的应用14.3 交变电流在工业传感器与检测技术中的应用14.4 交变电流在变频调速系统中的应用第十五章:交变电流的未来发展趋势15.1 交变电流技术的创新与发展15.2 交变电流在新能源领域的应用前景15.3 交变电流与智能电网的结合15.4 交变电流技术的环保与节能贡献重点和难点解析本文教案主要围绕交变电流的基本概念、产生与传输、电压与电流、功率与能量、电路元件、测量与控制、电路分析方法、滤波与调制、磁路原理、电动机与应用、故障分析与保护、电力系统中的应用、通信技术中的应用、工业与自动化控制中的应用以及未来发展趋势等方面展开讲解。
篇一:交变电流是怎样产生的教学设计交变电流是怎样产生的一、教学内容分析:《交变电流是怎样产生》的是继《电磁感应》、《楞次定律》后的进一步研究,是电磁感应现象的具体应用,所以本章是前一章的延续和发展。
另一方面,交变电流知识与生产和生活的关系密切,有着广泛的应用,本节知识是全章的理论基础,有着承上启下的作用。
二、学生情况分析:学生已经学习了《电磁感应》、《楞次定律》两个章节,再来学习交流电一章。
可以利用学过的法拉第电磁感应定律、右手定则,引导学生进行分析判断感应电流的大小和方向,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。
在本节学生第一次接触到许多新名词,如:交流电、正弦交流电、中性面、瞬时值等.要让学生搞清楚这些名词的准确含义。
三、设计思想:本设计包括交流电如何产生及交流电变化规律两部分内容。
基本思路:从演示实验入手,对交变电流有初步认识:大小、方向不断变化。
进一步分析:为何会产生这种电流,抓住几个特殊位置引导学生分析。
继续深入:这种电流变化规律怎样,引导学生分析一般位置。
最后用动画显示正弦交流电波形图产生过程,加深学生印象。
本设计要突破的重点是:如何分析交流电的产生过程。
方法是:利用动画慢动作显示线圈转动过程中几个特殊位置,结合给出的问题,学生讨论分析,画出平面图,最后在同一幅图中进行对比总结,从而了解在线圈匀速转动的过程中,如何产生交变电流。
本设计要突破的难点是:交变电流的变化规律。
方法是:先回顾导体棒垂直磁场,但速度与磁场有一个夹角时,如何求产生的感应电动势,同时设置几个问题降低学生动手推导的难度。
本设计强调问题提出,学生思考分析,教师指导等多种教学策略的应用,强调通过学生主动参与,培养学生的学习兴趣,空间想象能力和抽象思维能力,培养学生应用数学知识综合解决物理问题的能力,训练学生科学的思维方法。
(完成本设计约1课时)四、教学目标(一)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。
第1篇课时:2课时年级:高二教材:《高中物理》教学目标:1. 知识目标:理解交变电流的产生原理,掌握交变电流的周期、频率、最大值、有效值等概念及其计算方法。
2. 能力目标:培养学生分析问题、解决问题的能力,提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。
3. 情感目标:激发学生对物理学科的兴趣,培养学生严谨求实的科学态度。
教学重点:1. 交变电流的产生原理2. 交变电流的周期、频率、最大值、有效值等概念及其计算方法教学难点:1. 交变电流的产生原理2. 交变电流有效值的计算教学过程:第一课时一、导入1. 复习直流电的产生原理,引导学生思考交流电的产生方式。
2. 提出问题:什么是交变电流?它与直流电有何区别?二、新课讲解1. 交变电流的产生原理(1)通过演示实验,让学生观察线圈在匀强磁场中匀速转动时,线圈中产生的交变电流。
(2)分析交变电流的产生过程,引入法拉第电磁感应定律,讲解交变电流的产生原理。
2. 交变电流的周期、频率、最大值、有效值等概念及其计算方法(1)讲解交变电流的周期、频率、最大值、有效值等概念,并结合实际例子进行说明。
(2)讲解交变电流有效值的计算方法,包括直接计算法和间接计算法。
三、课堂练习1. 让学生根据所学知识,计算给定交变电流的周期、频率、最大值、有效值。
2. 让学生分析实际生活中的交变电流问题,如家用电器、电源电压等。
第二课时一、复习导入1. 复习上节课所学内容,提问学生关于交变电流的产生原理、周期、频率、最大值、有效值等概念。
2. 提出问题:如何将交变电流的有效值与实际生活中的电器功率、电压等联系起来?二、新课讲解1. 交变电流的有效值在生活中的应用(1)讲解交变电流有效值在生活中的应用,如家用电器、电源电压等。
(2)分析交变电流有效值与实际生活中的电器功率、电压等的关系。
2. 交变电流有效值的计算应用(1)讲解交变电流有效值的计算应用,如计算电器功率、电压等。
(2)让学生根据所学知识,计算实际生活中的交变电流问题。
交变电流教案一、教案背景和目标交变电流是物理学中重要的概念之一,它在我们日常生活中起着重要作用。
本教案的目标是让学生了解交变电流的基本原理、特点和应用,能够运用所学知识解决一些基本的交变电流问题。
二、教学内容和过程1. 介绍交变电流的概念和起源- 引导学生了解交变电流是指电流随时间变化方向和大小不断变化的电流。
介绍交变电流的起源,如发电机产生的电流就是交变电流。
- 提醒学生注意交变电流与直流电流的不同之处。
2. 交变电流的特点和图像表示- 详细讲解交变电流的特点,例如电流方向和大小随时间变化、变化周期等。
- 通过实例让学生掌握用正弦函数表示交变电流的方法,学习如何绘制交变电流的波形图。
3. 交变电流的频率和周期- 解释电流的频率是指在单位时间内交变电流变换方向的次数,频率的单位是赫兹(Hz)。
- 引导学生理解频率和周期的关系,周期是指电流变换一次的时间,即与频率的倒数相等。
4. 交变电流的电压和电流大小- 介绍交变电流的电压和电流的大小一般是指其有效值,有效值是指在一定时间内所产生的热效应相等于相同时间内直流电压或电流所产生的热效应。
- 引导学生了解交变电流的峰值和峰峰值,以及它们与有效值之间的关系。
5. 交变电流的应用- 探讨交变电流在日常生活和工业中的应用,如家庭用电、电灯光源、电动机等。
- 引导学生思考为什么交变电流在家庭用电中更加常见和方便,以及交变电流在电动机和变压器中的应用原理。
三、教学方法和手段1.讲授法:通过教师讲解和示范,向学生介绍交变电流的基本概念、特点和应用,并解答学生的问题。
2.实验演示法:通过进行简单的交变电流实验演示,如用示波器观察和记录电流的波形图,让学生直观感受交变电流的特点。
3.小组讨论和展示:组织学生分成小组,给每个小组分配一个交变电流相关的问题,让他们自主探讨并展示出结果。
4.作业和讲评:布置相关的练习作业,鼓励学生独立完成并检查答案。
教师对作业进行讲评,帮助学生纠正错误并巩固所学知识。
三、交变电流-人教版选修1-1教案一、知识点概述本节主要介绍交变电流的基本概念、交变电压、频率、相位等基础知识。
从物理角度出发,让学生理解交变电流的产生和原理,培养学生分析解决实际问题的能力。
二、教学目标1.掌握交变电流的基本概念及其特点;2.能正确运用正弦曲线表示交变电压、电流的特点,并获取其频率及相位;3.能够用欧姆定律、基尔霍夫定律等基本定律、基本电路分析方法,分析解决交变电路的基本问题。
三、教学重点1.交变电流的产生和特点;2.正弦曲线的应用及其特点;3.交变电路的基本分析方法。
四、教学难点1.正弦曲线的应用及其包含的频率、相位等概念;2.如何应用基本电路分析方法解决交变电路问题。
五、教学内容及教学步骤1. 交变电流的产生和特点活动一:情景启发老师带着学生玩转黑鲨手机电量保护游戏,观察并描述手机充电时电流的变化规律。
1.引导学生思考:为什么充电时电流会出现今天学习的“交变电流”现象?2.讲解产生交变电流的物理原理以及交变电流的特点:定时变化、不断变化方向、大小随时间而变化。
2. 正弦曲线的应用及其特点活动二:实验演示老师在黑板上画出正弦曲线,并准备好手电筒、铝箔纸、电压源等工具。
学生亲身体验交变电压与正弦曲线的关系,并探索频率和相位的含义。
1.引导学生了解正弦曲线的基本形态和特点;2.进一步带领学生认识正弦函数图像的左右位移、上下平移、振幅变化等概念;3.通过实验演示,让学生理解正弦曲线和交变电压之间的联系。
3. 交变电路的基本分析方法活动三:分组讨论老师将学生分成小组,每组带一个电路分析题目,并结合基本定律、基本电路分析方法进行解题。
1.引导学生了解交变电路的基本元件和基本定律;2.带领学生理解欧姆定律、基尔霍夫定律的交变形式;3.分组讨论,通过解题的方式让学生更好地掌握交变电路的分析方法。
六、教学反馈1.对学生掌握程度进行回顾性点评;2.对教学目标是否达成进行检测性评价;3.对课件和教学方式进行评价和探讨;七、拓展延伸1.学生可寻找更多关于交变电流的应用实例,更深入地了解其实际应用;2.学生可通过网络搜索、图书查阅等方式了解交变电流的发展历程及相关领域的学科知识联系。
关于交变电流教学设计导言:交变电流是电力工程中的重要内容之一,掌握交变电流的基本原理和相关实验技能对学生来说至关重要。
本文旨在探讨一种有效的交变电流教学设计,旨在帮助教师更好地引导学生理解和应用交变电流。
一、教学目标1. 掌握交变电流的定义和基本特点;2. 理解交变电流的产生机理;3. 理解交变电流的频率、幅值和相位差的概念;4. 学会计算交变电流的平均值和有效值;5. 掌握交变电路中的电容、电感和电阻的基本原理;6. 能够使用实验仪器测量交变电路中的电压和电流;7. 能够分析交变电路中的谐振现象。
二、教学内容1. 交变电流的基本概念介绍交变电流的定义、周期、频率、幅值和相位差等概念,通过具体的实例演示交变电流与直流电流的差异。
通过实验让学生直观地感受到交变电流的变化规律。
2. 交变电流的产生机理介绍交变电流的产生机理,包括电磁感应和发电机的原理。
通过实验演示如何通过电磁感应产生交变电流。
3. 交变电流的平均值和有效值介绍交变电流的平均值和有效值的概念,并提供计算方法。
通过实验测量交变电流的平均值和有效值,让学生理解其物理意义。
4. 交变电路中的基本元件介绍交变电路中常用的基本元件,如电容、电感和电阻的原理,并讲解它们在交变电路中的作用和特点。
通过实验让学生对这些元件的特性有更深入的了解。
5. 交变电路的实验测量介绍交变电路实验测量的基本原理和方法,包括测量交变电路中的电压、电流和频率等。
通过实验让学生掌握使用实验仪器进行测量的技巧。
6. 交变电路的谐振现象介绍交变电路的谐振现象,包括串联谐振和并联谐振的原理和特点。
通过实验让学生观察和分析交变电路的谐振现象,进一步巩固他们对交变电路的理解。
三、教学方法1. 前瞻式教学法:在引入新知识前,向学生提出相关问题,激发学生思考的兴趣和动力,为新知识的学习打下基础。
2. 实践教学法:通过实验、演示等形式,让学生亲自动手操作、观察现象,提高他们的实际操作能力和观察分析能力。
交变电流教案课程第一章:交变电流的基本概念1.1 交变电流的定义1.2 交变电流的产生1.3 交变电流的表示方法1.4 交变电流的频率与周期1.5 交变电流的峰值与有效值第二章:交变电流的特性2.1 交变电流的平均值与瞬时值2.2 交变电流的相位与相位差2.3 交变电流的电阻、电抗与阻抗2.4 交变电流的功率与功率因数2.5 交变电流的频率响应与谐波第三章:交变电流的测量与测试3.1 交变电流的测量方法3.2 电流表与电压表的使用3.3 示波器的使用与波形分析3.4 交变电流的频率分析与滤波3.5 交变电流的信号发生器与信号分析第四章:交变电流的电路分析4.1 交变电流的电阻电路分析4.2 交变电流的电感电路分析4.3 交变电流的电容电路分析4.4 交变电流的RL 电路分析4.5 交变电流的RLC 电路分析第五章:交变电流的应用5.1 交变电流的电动机应用5.2 交变电流的变压器应用5.3 交变电流的电容器应用5.4 交变电流的电感器应用5.5 交变电流在现代电力系统中的应用第六章:交流电路的功率分析6.1 交流电路的瞬时功率计算6.2 交流电路的平均功率计算6.3 交流电路的无功功率与视在功率6.4 功率因数的计算与改善6.5 交流电路的效率分析第七章:交流电路的相位与相位差7.1 相位的基本概念7.2 相位差的计算与表示7.3 相位差的应用与测量7.4 相位locked loop (PLL) 原理介绍7.5 相位控制技术在电力系统中的应用第八章:交流电路的频率响应与谐波分析8.1 频率响应的基本概念8.2 谐波的产生与分类8.3 谐波分析与计算8.4 谐波滤波器的设计与应用8.5 频率响应与谐波分析在电力系统中的应用第九章:交流电路的电磁兼容性(EMC)9.1 电磁兼容性的基本概念9.2 电磁干扰(EMI)的产生与控制9.3 电磁兼容设计的原则与方法9.4 电磁兼容测试与标准9.5 电磁兼容性在电子设备中的应用第十章:交流电路的现代应用与发展趋势10.1 交流电路在可再生能源中的应用10.2 智能电网与交流电路的集成10.3 交流电路在电动汽车中的应用10.4 无线电力传输技术的发展10.5 未来交流电路技术的发展趋势与挑战重点和难点解析重点一:交变电流的基本概念解析:理解交变电流的定义、产生方式、表示方法以及频率与周期的关系是学习交变电流的基础。
《交变电流》教案《交变电流》教案「篇一」教学目标知识目标(1)知道电流表的符号和用途.(2)知道电流表的正确读数方法.(3)知道电流表的使用规则.能力目标通过观察和实验,形成电学实验的初步技能.情感目标养成科学的态度,体验科学精神.教学建议教材分析教材介绍了一些物理课上常见的电流表,有电流计、教学演示用电流表、学生用电流表.说明电流表能够测量电流.详细介绍了电流表的读数,注意零刻度线、量程有两个、每个量程对应有最小刻度、接线柱有三个且分正负.要求学生能够根据实际情况读出电流表的示数.教材又详细介绍了电流表的使用规则,对于连接方式画出了参考图,并分析了在电路中电流表测是测量哪部分的电流.对于接线柱的连接,教材画出了参考图分析了如何连接才是正确的.选择量程问题,教材讲解了选择量程的具体方法,要注意先选用较大量程,并用试触的方法.对于不能直接连接在电源两极上,教材用图示分析了其做法的错误.教材最后提出了思考的问题,学生应的联系实际,注意想像选择不同接线柱的物理图景,分析出正确的方法.教法建议本节教学要注意观察和实验,有条件的可以边授课边学生实验探究的方式进行.学生联系实际学习,教师要提供不同的电流表让学生观察,接触实际的材料.教师还可以提供大量的电流表的资料,增长学生的见识.电流表读数的教学,要注意讲清三个接线柱对应着两个量程,要通过练习掌握电流表的读数.电流表的使用,要联系实际学习,学生可以动手连接并分析电流表这些用法的原因.分析一些电路图中电流表的使用是否正确,并如何改正.教学设计方案【重难点分析】学生使用电学测量仪器,所以电流表是本节的重点和难点,学生要会读数和使用.【教学过程设计】一.电流表教师可以提供实际资料,如各种电流计、教师演示用电流表、学生电流表,对于学生电流表可以提供多种,例如零刻度线在左边的、左面是负刻度的、一个负两个正接线柱的、一个正和两个负接线柱的电流表.本处学生要接触实际材料,切实联系科学实际.在此基础上,教师介绍电流表的符合和用途.二.电流表的示数方法1、讲清电流表的接线柱、对应的量程、每个量程所对应的最小刻度.并出示制作的表盘和指针让学生根据所连接的接线柱判断所选用的量程,根据指针的位置读出电流表的读数.可以使学生思考没给出接线柱的连接是电流的读数可能是多少,可以让学生思考某个电流值要选用什么量程,为什么.方法2、对于基础较好的班级可以用实验探究的方法,教师提供电流表,学生自行设计方法,电流表的一些问题如:电流表的三个接线柱的用途和用法;电流表的两个量程、最小刻度;电流的读数.教师可以指导学生的探究过程,注意学生在学习过程中遇到的问题,帮助学生形成正确的学习方法.三.电流表的使用方法1、教师要注意结合电路图来帮助学生学习电流表的四个使用规则,要注意引导学生想像物理过程,分析这些使用电流表方法的原因.对于电流表的连接方式,可以由电流是测电路的某点处的电流入手,把电流表接到电路的某点处应当是串联.结合电路图分析各种电流表的测量,并会判断一些电路图中电流表的作用.对于电流表接线柱的连接,讲清电流由电流表的正接线柱流进和从负接线柱流出的过程,要结合电路图分析,发现电路图中的问题.可以由学生实际连接,从电源的正极开始连线,连接电流表时连接正接线柱,又从负接线柱连线,经过电路连回电源的负极.学生感受电流表是如何在电路中连接的.对于电流表的量程,在第二个问题"电流表的读数"中已经介绍过了,这里学生比较好理解选择量程的意义,只是介绍清楚具体的实现方法,选择较大量程用导线试触的方法就可以了,可以让学生亲自实践,体会这种方法的意义,从而深入理解电流表量程的选择问题.对于电流表不能连在短路的电路中,由于没有电阻的知识,所以本处宜形成学生的观念,在电阻学习中再深入讲解,教师可以结合电路图提高学生的观察能力,分析电路中哪些有短路的现象并如何改正.方法2、对于基础较好的班级,可以用学生实验探究的方法,教师提供实验仪器,并提供一些可能用到的电路图,学生自行设计实验方案,完成教师提供的课题,教师可以参考的课题有:电流表的应当如何连到电路中;分析电路中电流表的作用;怎样才能安全使用电流表.教师要注重学生的学习过程,及时纠正学生在分析问题、设计方案、实施方案、得出结论的过程中错误,并建立学生正确的学习方法.【板书设计】一.电流表1.电流表的符号:2.电流表的作用:测量电路中的电流.二.电流表的示数1.量程:0-0.6A;0-3A2.对应的最小刻度:0.02A;0.1A三.电流表的使用1.电流表要串联在电路中2.正负接线柱的`接法要正确:电流从正接线柱流入,从负接线柱流出.3.被测电流不要超过电流表的量程:先选用较大量程,用导线试触.4.绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上.探究活动【课题】电流表的种类、原理、构造。
一、教案名称:专题交变电流教案B二、教学目标:1. 让学生理解交变电流的概念及其特点;2. 掌握交变电流的瞬时值、峰值和有效值等基本概念;3. 学会计算交变电流的频率、周期和角频率等参数;4. 了解交变电流在不同电路元件中的传输特性;5. 培养学生分析问题和解决问题的能力。
三、教学内容:1. 交变电流的概念及其特点;2. 交变电流的瞬时值、峰值和有效值;3. 交变电流的频率、周期和角频率;4. 交变电流在电阻、电感和电容元件中的传输特性;5. 交变电流的功率计算。
四、教学重点与难点:1. 教学重点:交变电流的基本概念、参数计算和传输特性;2. 教学难点:交变电流的瞬时值、峰值和有效值的转换及计算。
五、教学方法与手段:1. 采用讲授法,讲解交变电流的基本概念、参数计算和传输特性;2. 利用多媒体课件,展示交变电流的波形和电路图,增强学生直观理解;3. 进行课堂练习,巩固所学知识;4. 引导学生进行小组讨论,培养学生的合作能力。
六、教学进程安排:1. 第一课时:交变电流的概念及其特点(30分钟)1.1 讲解交变电流的定义1.2 分析交变电流的特点1.3 举例说明交变电流的实际应用2. 第二课时:交变电流的瞬时值、峰值和有效值(30分钟)2.1 讲解瞬时值、峰值和有效值的概念2.2 演示瞬时值、峰值和有效值的计算方法2.3 练习计算示例3. 第三课时:交变电流的频率、周期和角频率(30分钟)3.1 讲解频率、周期和角频率的定义3.2 演示频率、周期和角频率的计算方法3.3 练习计算示例七、教学评估:1. 课堂练习:要求学生在课堂上完成练习题,巩固所学知识;2. 课后作业:布置相关习题,要求学生回家后自主完成;3. 小组讨论:评估学生在小组讨论中的表现,培养学生的合作能力;4. 课堂问答:评估学生在课堂上的参与度和理解程度。
八、教学资源:1. 多媒体课件:展示交变电流的波形、电路图和计算公式等;2. 练习题:提供丰富的练习题,帮助学生巩固所学知识;3. 小组讨论材料:提供相关话题和问题,引导学生进行讨论;4. 教学大纲:明确教学目标、内容和进程安排。
交变电流教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
选修3-2 §5.1《交变电流》
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最大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:
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
教学难点:交变电流的变化规律及应用
教学过程:
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。
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。
大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流,简称交流(AC ) 方向不随时间变化的电流称为直流(DC ) 大小、方向均不随时间变化的电流叫恒定电流。
(二)探究交变电流的产生原理: 交流发电机的构造:
哪些边切割磁感线(
ab
和cd ) 问题讨论:
(1)在转动过程中,哪个位置线圈中没有电流,哪个位置线圈中没有电流,哪个位置线圈中电流最大?
物理学中把线圈平面垂直与磁感线的位置成为中性面。
线圈平面与磁感线垂直时,没有感应电流
线圈平面与磁感线平行时电流最大
2、你能判断出线圈从中性面开始逆时针转动一周中,线框中电流方向的规律吗?
3、你能总结线圈在转动过程中,电流的方向的变化规律吗?
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。
4、你能定性的分析出线圈从中性面转动半周过程中电流的大小变化规律吗?
从中性面开始转动过程中,电流从零逐渐变大到最大,再由最大减小到下一个中性面变为零。
a b
c
d
k
L
A
B
a
b
c
d
K L A
B
无电流
电流方向:d-a-b-c-d
a
b
c
d
k L A
B
a b
c
d
k L
A
B
a
b
c
d
K L A B
无电流
无电流
电流方向: a-d-c-b-a
(三)定量分析交变电流的变化规律:
AB 长为L 1,BC 长为L 2,转动的角速度为ω,磁感应强度为B 。
AB 边产生的感应电动势:θsin 1v nBL e AB =
AB 边的线速度:221L v ⋅
=ω,θωsin 21
21L nBL e AB ⋅=
θωθωsin sin 2
1
221nBS L nBL e e e CD AB =⋅⨯=+=
当线圈abcd 经过中性面时开始计时,t ωθ=,t E t nBS e m ωωωsin sin ==
m E 是感应电动势的最大值,叫做峰值。
由于电动势按正弦规律变化,当负载为电灯等用电器时,负载两端的电压u 、通过的电流i ,
也按正弦规律变化,t U u m ωsin =,t I i m ωsin =
这种按正弦函数规律变化的交变电流叫正弦式交变电流,简称正弦式电流。
思考:如果从线框平面与磁感线平行的位置开始计时,那么表达式如何?
t E t nBS e m ωωωcos cos ==
注意:两个特殊位置的不同特点:
(1)线圈平面与中性面重合时,B S ⊥,φ最大,0=e ,0=i ,电流方向发生改变;
(2)线圈平面与中性面垂直时,B S //,0=φ,e 最大,i 最大,电流方向不变;
正弦交变电流是一种最简单又最基本的交变电流,家庭电路的交变电流就是正弦交变电流。
实际中应用的交变电流,不只限于正弦交变电流,它们随时间变化的规律是各种各样的。
例1、发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为311V ,其线圈共100匝,在匀强磁场中
常见的交流电
匀速转动的角速度为100πrad/s,从线圈经过中性面开始计时。
(1)写出当时的瞬时表达式。
(2)此发电机与外电路组成闭合电路时,总电阻为100Ω,求s t 600
1
=时的电流。
(3)线圈转过180°的过程中,电动势的平均值,电动势达到的最大值各是多少?
(4)磁通量变化率的最大值是多少?
解:(1)从中性面开始计时,)(100sin 311sin V t t E e m πω==
(2))(100sin 11.3A t R e i π==,s t 6001=时,A A i 56.16
sin 11.3==π; (3)线圈经过180°过程中,磁通量变化BS 2=∆Φ,此时,ωπ
==∆2T t ,由法
拉第
电磁感应定律得这一过程中的平均电动势S nB t n
E ωπ
2
=∆∆Φ=,而S nB E m ω=,所以m E E π
2
=
=198(V )
当线圈转过90°时,即在时刻ω
π
24=
=
T t 时电动势最大,311=m E (V ) (4)电动势最大时,由法拉第电磁感应定律可知磁通量的变化率也最大,
s Wb s Wb E n t m /11.3/3111001
1=⨯==∆∆Φ 例2、
一正弦交流发电机的电动势为t E e m ωsin =,若将此发电机的转速和磁场均增加一倍,试写出这时电动势的表达式。
解:t S nB e ωωsin )(=,当转速提高一倍时ωω2=',磁感应强度增加一倍时
B B 2=',所以m m
E E 4=',t E e m ω2sin 4='。
小结:本节课主要学习了以下几个问题:
(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时,线圈中产生正弦式交变电流。
(2)从中性面开始计时,感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSωs i nω t,感应电动势的最大值为E m=NBSω。
(3)两个特殊位置的特点;
作业:创新课时训练P21-22。