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视频标签：交变电流
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视频课题：高中物理人教版3-2第二章交变电流-辽宁
教学设计、课堂实录及教案：高中物理人教版3-2第二章交变电流-辽宁
第一节交变电流导学案
学习目标：1、使学生理解交变电流的产生原理；
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；
教学重点：1、中性面的特点；
2、正弦交变电流的产生原理；
3、正弦交变电流的变化规律、图象和三角函数表达式；
教学难点：1、正弦交变电流的产生原理；
2、正弦交变电流的变化规律、图象和三角函数表达式；
预 习 案
1、请阅读教材“交变电流”标题下的内容，回答下列问题：
（1）什么是交变电流(AC)(简称交流电）？
大小和方向都随时间做周期性变化的电流
（2）什么是直流电流(DC)？
方向不随时间变化的电流
（3）做一道题加深直流电还是交流电的概念。
变式训练一：1、下列哪些电流是交流电？（ ）
探 究 案
一、交变电流的概念( 教师快速的概括 )
（1）什么是交变电流(AC)(简称交流电）？
（2）什么是直流电流(DC)？
【探究点一】交变电流的产生
1、 发电机的构造：学生课前已经预习
①构造：
②分类：旋转电枢式发电机和旋转磁极式发电机
2、演示实验：手摇发电机——学生演示——当线框快速转动时，观察到什么现象?
3、小组谈论以下问题：
（1）为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？（1、导线切割磁场2、磁通量变化）根据法拉第电磁感应定律
（2）线圈中感应电流的方向如何?
（3）当线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最大? 线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小?（利用此图分析在具体的几个特殊位置分析感应电动势）
4、当线圈转到与磁场平行时磁通量是多少？电动势是多少？为什么？
5、利用多媒体课件，屏幕上打出中性面概念：
学生小组讨论:中性面的特点。最后找小组展示讨论的结果。（让学生自己参与目的加深学生对这个知识点的理解）
【探究点二】交变电流的变化规律
1、学生们观看fllash——关于交变电流形成的模拟动态图，
2、推导正选交流电的规律
设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω。经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt，如右图所示。设ab边长为L1，bc边长L2，磁感应强度为B，这时ab边产生的感应电动势多大?
（1）图示时刻ab边和cd边电流的方向如何？
（2）ab边和cd边产生的电动势是如何连接的？
（3）线圈转过的角度与时间的关系：
（4）推导出右图位置时的感应电动势e的表达式为：
（5）正弦交变电流的变化规律：
（6）正弦交变电流的电动势e、电流i、电阻两端电压u随时间变化的图象：
变式训练二：一交流发电机在工作时电动势为e= Emsinωt ，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为
A．e= 2Emsin（ωt）
B．e= Emsin（ωt/2）
C．e= Emsin2ωt
D．e= 2Emsin2ωt
【探究点三】生活中的交变电流
1.生活中处处都离不开交流电，主要体现在衣食住行四大方面：
衣——做衣服时所用的电动缝纫机
食——做饭用的电饭锅比以前纯农家大锅
住——盖楼房所使用的大吊车比以前使用的纯人工造房子的，还有电梯的使用等
行——以前的徒步，牛车、马车等由现在电力火车，高铁等交通工具所替代
2.学生下课观察举例子说明生活中交变电流与我们生活密切相关。
课 后 训 练 案
1.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间的变化规律如图所示下面说法中正确的是( )
A.T1时刻通过线圈的磁通量为零
B.T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
C.T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最小
D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大
2.①线圈在如图甲所示的匀强磁场中匀速转动，请标出乙图中a和d在不同位置时的电流方向（用点或叉表示）。
②如图所示，若线圈ab边长为20cm，bc边长为10cm，磁感应强度为10T，线圈转动的角速度为4π弧度/秒，线圈匝数为10匝，求：
(1)感应电动势的最大值Em；
(2)从中性面开始计时，写出感应电动势的瞬时值方程；
(3)当经过t=1/24秒时感电动势为多大？若线圈电阻r=1Ω,外电阻R=9Ω，则此时线圈中感应电流多大？
（4）线圈从中性面转过180度的过程中，电动势的最大值、平均值分别是多少？
（5）转动过程中磁通量的变化率最大值是多少？
3 . 已知长L1 ,宽L2的矩形线圈,在磁感应强度为B的磁场中，以恒定角速度ω逆时针转动。当线圈平面处于与中性面夹角为F0位置时开始计时，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势的表达式。如图所示（只考虑单匝线圈）
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