3.1 交变电流

交变电流 教学目标 1.知道什么是交变电流，什么是正弦交变电流。 2.知道闭合的线圈在匀强磁场中匀速转动,会产生正弦交变电流。会用图像和公式表示正弦交变电流的规律。 3.培养学生观察实验、总结归纳得出结论的能力通过理论探究，使学生了解物理学的研究方法，培养推理能力和科学精神。 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的图象描述。 设计思想 交变电流在日常生活中的应用是非常广泛的，以此引入课题，在实验观察的基础上，通过各种情境的创设和展示，使学生体会到交变电流与直流电的不同之处，围绕“正弦交流电是怎样产生的？”这一问题在教师的引导下建立模型，进行课堂探究，得出正弦交变电流随时间变化的规律。最后利用交流发电机示意图组织学生讨论交流，对正弦交流电进行再认识。 教学资源 手摇发电机、演示电流计、《交变电流》多媒体、示波器（选用） 教学设计 【课堂引入】 1831年法拉第发现了电磁感应现象，为人类进入电气化时代打开了大门，今天我们使用的电灯、电视、冰箱、微波炉等家用电器的交流电是怎样产生并且送到我们的家庭中来的呢？这就是这章要学习的内容，交变电流。 （展示各种电器图片，联系生产和生活实际） 【课堂学习】 学习活动一：认识交变电流 问题：什么是交变电流？请同学们观察下面的实验来认识它。 出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造. ［演示］老师手摇发电机模型.第一次发电机接小灯泡.当线框缓慢转动时，小灯泡不亮；当线框快速转动时，小灯泡一闪一闪的.现象说明了什么？ 第二次发电机接上示教电流计，当线框缓慢转动（或快速摆动），电流计指针左右摆动.现象说明了什么？ 思考问题：线圈中产生的是什么样的电流？ 在演示实验的基础上，用示波器显示直流电和交流电的波形（电流随时间变化的规律），（可实验演示也可直接PPT投影各种波形图）让学生通过观察、比较和分析得出结论。 引导学生回答：这种电流就是我们家里电路是的电流，它的大小和方向都随时间做周期性的变化，这样的电流叫交变电流。如果方向不随时间变化的电流称为直流电。电流随时间按正弦函数规律变化的交变电流称为正弦交变电流。 （虽然交变电流在日常生活中得到广泛应用，但学生并不了解交变电流的特点，为了创设一个良好的学习情境，激发学习兴趣，通过演示实验使学生积累感性认识，体会交变电流的特点。） （过渡：正弦交变电流是一种最简单、最基本的交变电流，那么正弦交流电是如何产生的，物理学中又如何描述交流电呢？） 学习活动二：正弦交变电流的产生和表述 问题：怎样才能产生正弦交流电呢？ （把这个问题直接抛给学生，让学生自主探究，比较困难，教师应给学生一个适当的引导过程先就特殊位置定性分析，填写表格，最后一行表格留待课堂最后总结时分析填写） 特殊位置 甲 乙 丙 丁 戊 B与S的关系 磁通量Φ的大小 4个过程中 Φ的变化 电流方向 磁通量Φ的变化率 理论探究 1.建立模型（立体图景P33图2-1-4），设物理量（L1,L2,B,ω），明确那段导线在切割磁感线。 2.为方便研究，变立体图为投影图（图2-1-5）。 ［师问］线框转到什么位置，产生感应电动势最大？ ［生答］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最大. ［师问］线框转动到什么位置时，感应电动势最小？ ［生答］当线框平面跟磁感线垂直时，ab与cd边的速度方向跟磁力线平行，即两边不切割磁感线，此时感应电动势为0. 中性面概念：线框平面与磁感线垂直位置. 3.根据电磁感应定律探究电动势随时间变化规律。 从中性面开始计时，逆时针方向匀速转动，角速度ω，经时间t，线圈转到图示位置（图2-1-5），ab边与cd边的速 ... ...