2020-2021學(xué)年高中物理-第五章-交變電流-1-交變電流3教案-新人教版選修3-2

2020-2021學(xué)年高中物理第五章交變電流1交變電流（3）教案新人教版選修3-22020-2021學(xué)年高中物理第五章交變電流1交變電流（3）教案新人教版選修3-2PAGE1-2020-2021學(xué)年高中物理第五章交變電流1交變電流（3）教案新人教版選修3-22020-2021學(xué)年高中物理第五章交變電流1交變電流（3）教案新人教版選修3-2年級：姓名：交變電流【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．理解交變電流、直流的概念，能區(qū)分交流、直流電2．理解交變電流的產(chǎn)生原理3．掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法4．理解交流電的瞬時(shí)值，最大值及中性面的概念5．培養(yǎng)觀察能力、空間想象能力以及立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖形的能力【重點(diǎn)難點(diǎn)】1．重點(diǎn)是交變電流產(chǎn)生的物理過程分析2．難點(diǎn)是交變電流的變化規(guī)律及應(yīng)用【教學(xué)過程】一、新課導(dǎo)入演示單項(xiàng)交流發(fā)電機(jī)：當(dāng)線框快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，觀察到什么現(xiàn)象？（一）交變電流交變電流：和隨時(shí)間周期性變化的電流叫。直流：不隨時(shí)間變化的電流稱為直流。恒定電流：和都不隨時(shí)間而改變的電流叫恒定電流。例1、下圖中_______是直流電？___________是交變電流？思考：交變電流和直流有什么區(qū)別？歸納總結(jié)：只要________改變的電流就是交變電流.（二）交變電流的產(chǎn)生1．產(chǎn)生機(jī)理：演示課本P31“做一做”中的實(shí)驗(yàn)，請同學(xué)們觀察發(fā)光二極管的發(fā)光情況，說明產(chǎn)生的是哪種電流？分析轉(zhuǎn)軸與磁場方向的關(guān)系，得出如下結(jié)論結(jié)論：當(dāng)線圈繞的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會產(chǎn)生交變電流。2．探究電流的特點(diǎn)：課件展示線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程，分析：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，哪些邊切割磁感線？判斷線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)1/4周期，感應(yīng)電流的方向如何？（3）判斷線圈處于甲、乙、丙、丁四個(gè)位置時(shí)是否產(chǎn)生感應(yīng)電流？若有，在原圖中標(biāo)出電流的方向；若無，說明原因。ABCD假設(shè)線圈所處的磁場為勻強(qiáng)磁場，請?jiān)谏厦嫠姆鶊D中畫出線圈在甲、乙、丙、丁四個(gè)位置對應(yīng)的側(cè)視圖，標(biāo)出AB、CD邊中的電流方向。（4）根據(jù)上述分析，回答：線圈轉(zhuǎn)到哪些位置時(shí)電流方向改變？______。在這些位置時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢多大？_______。感應(yīng)電流多大？________。③在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，電流方向改變幾次？________。我們把與磁場方向垂直的面叫____________。結(jié)論：(1)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中電流的大小做周期性變化，最小，最大。(2)線圈每經(jīng)一次，感應(yīng)電流方向改變一次，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變次。例2、完成下面的表格位置磁通量感應(yīng)電流感應(yīng)電動(dòng)勢磁通量變化率中性面中性面的垂面（三）交變電流的變化規(guī)律1．推導(dǎo)Badvv圖4在磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場中，矩形線圈逆時(shí)針繞中軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ωBadvv圖4①線圈與中性面的夾角是多少？②ab邊速度方向與磁場方向夾角多大？③ab邊的速度是多少？④ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢多大？⑤線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢多大？若線圈的匝數(shù)為N匝呢？2．規(guī)律（1）令Em=，感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值。（2）若電路為純電阻，總電阻為R，則瞬時(shí)電流為：,i=，（3）若外電阻為R，線圈內(nèi)阻為r，路端電壓的瞬時(shí)值為：u=.結(jié)論：線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流是按規(guī)律變化的，這種交變電流叫，簡稱。（4）在圖5中作出感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的圖像。etet圖5Φt圖6思考：承接感應(yīng)電動(dòng)勢的推導(dǎo)，求經(jīng)過時(shí)間t，穿過線圈平面的磁通量是多少？在圖6中做出圖線，在圖線中找出線圈在甲、乙、丙、丁四個(gè)位置對應(yīng)的點(diǎn)，分析這四點(diǎn)的磁通量變化率。如果從線圈與磁場平行的位置開始計(jì)時(shí)，寫出感應(yīng)電動(dòng)勢的表達(dá)式。例3、在圖4中，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.01T，單匝線圈邊長AB=20cm，寬AD為10cm，轉(zhuǎn)速為50r/s，求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值。例4、一臺發(fā)電機(jī)在產(chǎn)生正弦式電流。如果發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢的峰值為，線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為或，①試寫出電動(dòng)勢瞬時(shí)值的表達(dá)式，②求出在t=1/600s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值為多少？③如果這個(gè)發(fā)電機(jī)的外電路只有電阻元件，總電阻為2k，電路中電流的峰值為多少？寫出電流瞬時(shí)值的表達(dá)式。例5、矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢e-t圖像如