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(完整版)《交变电流的产生和描述》教案1

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(完整版)《交变电流的产生和描述》教案1

交变电流的产生和描述

【学习目标】

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．理解交变电流的产生原理

3．掌握交变电流的变化规律及表示方法

4．理解交流电的瞬时值，最大值及中性面的概念

5．培养观察能力、空间想象能力以及立体图转化为平面图形的能力

【重点难点】

1．重点是交变电流产生的物理过程分析

2．难点是交变电流的变化规律及应用

【教学过程】

一、新课导入

手摇发电机获得的电流与由干电池获得的电流的波形有什么不同？

二、新课教学

让学生观察实验总结交变电流的定义

（一）交变电流

交变电流:和随时间周期性变化的电流叫。

直流:不随时间变化的电流称为直流.

恒定电流:和都不随时间而改变的电流叫恒定电流。

例1、下图中_______是直流电？___________是交变电流？

i

i

t

0

(2)

i

t

0

(1)

i

t

0

(3)

i

0

t

(4)

i

0

t

(5)

思考：交变电流和直流有什么区别？

归纳总结:只要________改变的电流就是交变电流.

(二）交变电流的产生

1．产生机理：

演示课本P31“做一做中的实验，请同学们观察发光二极管的发光情况，说明产生的是哪种电流?分析转轴与磁场方向的关系，得出如下结论

结论：当线圈绕的轴转动时会产生交变电流。

2．探究电流的特点：

看课本P32图5。1—3，分析：

（1)判断线圈由甲转到乙的过程中，线圈中的电流方向如何？（沿A→B→C→D还是D→C→B→A）由乙转到丙、由丙转到丁以及由丁转到甲的过程中呢？

（2）判断线圈处于甲、乙、丙、丁四个位置时是否产生感应电流？若有,在原图中标出电流的方向；若无，说明原因.

ABCD

图2

it

i

t

图3

（3）分析线圈在由甲转到乙、由乙转到丙、由丙转到丁、由丁转到甲的过程中中的电流大小变化情况？

（4）在电流—时间图中画出甲、乙、丙、丁四个位置对应的点。猜测在一个周期内感应电流随时间变化的关系，大致画出i—t图线。

（5）根据上述分析,回答：

线圈转到哪些位置时电流方向改变?______。

在这些位置时，线圈中感应电动势多大？_______。感应电流多大？________.

③在线圈转动一周的过程中，电流方向改变几次？________。

我们把与磁场方向垂直的面叫____________。

结论：（1）线圈转动过程中电流的大小做周期性变化，最小，

最大。

(2)线圈每经一次，感应电流方向改变一次,线圈转动一周，感应电流方向改变次。

例2、完成下面的表格

位置

磁通量

感应电流

感应电动势

磁通量变化率

中性面

中性面

的垂面

（三）交变电流的变化规律

1．推导

在磁感应强度B的匀强磁场中，矩形线圈逆时针绕中轴匀速转动，角速度为ω。图中标a的小圆圈表示线圈cd边的横截面,ab、cd长度为L1，ad、bc长度为L2，设线圈平面从中性面开始转动。则经时间t，

Bad

B

a

d

v

v

图4

②ab边速度方向与磁场方向夹角多大？

③ab边的速度是多少？

④ab边产生的感应电动势多大？

⑤线圈中感应电动势多大？若线圈的匝数为N匝呢？

2．规律

（1）令Em=，感应电动势的瞬时值。

若线圈为N匝,，。

（2）若电路为纯电阻，总电阻为R，则瞬时电流为：

，。

（3)若外电阻为R,线圈内阻为r，路端电压的瞬时值为：

。

结论：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电流是按规律变化的，这种交变电流叫，简称。

（4）在图5中作出感应电动势随时间变化的图像。

et

e

t

图5

Φ

t

图6

思考：

承接感应电动势的推导,求经过时间t，穿过线圈平面的磁通量是多少?在图6中做出图线，在图线中找出线圈在甲、乙、丙、丁四个位置对应的点，分