3.2交变电流是怎样产生的1 教学案-2021-2022学年高二上学期物理鲁科版选修3-2

《交变电流是怎样产生的一》学案 学习目标： 1.借助交变电流产生过程示意图，结合感应电流产生的条件理解交变电流的产生过程。 2.通过推导交变电流的瞬时值表达式掌握正弦交流电的变化规律。 学习重点、难点：交流电产生过程和变化规律，正弦交变电流瞬时值表达式的推导 一.交变电流的产生过程 中性面位置(甲、丙) S⊥B 与中性面垂直位置(乙、丁) S∥B 位置 磁通量 磁通量变化率 感应电动势 感应电流 电流方向 二．交变电流的变化规律 1.正弦交变电流的瞬时值表达式推导 线圈平面从中性面开始转动，如图所示，则经过时间t： (1)线圈转过的角度为_____。 (2)ab边的线速度跟磁感线方向的夹角θ＝_____。 (3)ab边转动的线速度大小v＝_____。 (4)ab边产生的感应电动势(设线圈面积为S) eab＝BLabvsin θ＝_________。 (5)整个线圈产生的感应电动势 e＝2eab＝_________， 若线圈为n匝，则e＝_________。 2.峰值表达式及相互关系 Em＝_____，Im＝＝__________，Um＝ImR＝__________。 3.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＝_________，i＝_________，U＝_________。 达标检测 1.如图5甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则下列说法正确的是(　　) 图5 A.乙图中0～t1时间段对应甲图中①至②图的过程 B.乙图中t3时刻对应甲图中的③图 C.若乙图中t4等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变50次 D.若乙图中t2等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz 2.如图6所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴线OO′与磁感线垂直。已知匀强磁场的磁感应强度B＝1 T，线圈所围面积S＝0.1 m2，转速12 r/min。若从中性面开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为(　　) 图6 A.e＝12πsin 120t(V) B.e＝24πsin 120πt(V) C.e＝0.04πsin 0.4πt(V) D.e＝0.4πcos 2πt(V) 学科网（北京）股份有限公司 $交变电流是怎样产生的教案 第一课时 教学目标： 物理观念：1.了解交流发电机的结构和类型。 2.理解交变电流的产生原理和产生过程。 3.理解交变电流的变化规律。 科学思维：1.借助交变电流产生过程示意图，结合感应电流产生的条件理解交变电流的产生过程。 2.通过推导交变电流的瞬时值表达式理解正弦交流电的变化规律。 科学态度与责任：培养学生深度理性思考的能力，分析推理能力， 培养实事求是，严谨认真的治学态度。 教学重点：交变电流的产生过程和变化规律 教学难点：正弦交变电流瞬时值表达式的推导和理解 教学方法：预学及检测 针对问题典例引导 方法总结 练习达标巩固 教学过程： 一．情境创设:在生活中，经常可看到以下现象：1，中学生骑的自行车前有照明灯，且不用电源而是靠学生骑行时车轮的转动来带动发电。2，有些小孩子的玩具，用手反复捏几下就可以使小灯泡发光。3在一些小水电站，水流冲击叶轮就可带动发电机发电。这些情况下，往往发出的是交变电流，本节就来研究交变电流的产生过程以及变化规律。 2． 出示学习目标 学习目标 核心提炼 1.认识交流发电机，了解交流发电机的结构。 1个原理——交变电流的产生原理 2个位置——中性面和与中性面垂直的平面 3个表达式——交变电流的电动势、电流、电压的表达式 1个图象——交变电流的图象 2.理解交变电流的产生过程和变化规律，知道中性面、峰值面的概念。 3.知道最大值、有效值和瞬时值的表达式以及之间的关系。能用数学表达式和图象描述正弦交变电流的变化规律，。已知数学表达式能描绘出图象，已知图象能写出数学表达式。 3． 预学检测 1.交流发电机的原理是什么？主要有哪两部分构成？交流发电机可分为哪两类？ 2.正弦式交变电流的产生条件是什么？线圈转动中会通过哪两个特殊位置？在通过这两个特殊位置时磁通量、磁通量的变化率、感应电动势、感应电流、电流方向有何特点？ 3.正弦交流电的瞬时值表达式是什么（从中性面开始计时）？电动势：e＝ ， 电压：u＝ ，电流i＝ 。 4.峰值Em、Um、Im三者之间的关系是什么？ 四、合作精探 (1).交变电流的产生过程 线圈绕OO′轴沿逆时针方向匀速转动，如图3甲至丁所示。 图3 1.过程分析 转动过