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1、第1课 交变电流 知识与技能1、知道什么是交流电，知道手摇发电机的构造2、理解正弦式交变电流的产生原理3、会分析正弦式交变电流一个周期内各物理量的变化规律能举例说明自感和涡流在生产生活中的应用3、知道什么是中性面，掌握中性面的特点4、掌握正弦式交变电流的变化规律，理解表达式中各物理量的含义过程与方法1、观察电压波形，了解交变电流的概念2、观察模型，了解手摇交流发电机的构造和输出电压波形3、小组合作，探究手摇发电机线圈电流方向改变规律4、小组合作，探究交变电流的大小改变规律情感态度与价值观本节内容的教学将有利于学生主动的进行观察、实验、推理与交流,采用不同的表达方式，以满足多样化的学习需求。情境
2、引入式教学法（一）引入新课演示1：按图连接电路，当开关闭合时，观察小灯泡的发光情况。电路中的电流方向从哪里流向哪里？电流方向是否随时间改变？ 电路中的电流大小是否随时间改变？画出此电路的大致i-T图像： 图2（二）进行新课1、实验观察思考：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呢？ 学生任务：将一下四种情况下的侧视图（A到B方向）绘制在对应图片下方。总结：线圈在中性面、垂直中性面的位置的特征1.中性面： 的平面（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量 （填“最大”或“为0”）= ，/t =0最小，（ab和cd边都不切割磁感线），线圈中的感应电动势为零。 （2）线圈经过中性面
3、时，电流将改变方向，线圈转动一周，电流方向改变 次。2. 垂直中性面的位置= , /t最大，感应电动势最大。2、分析论证【学生活动】：在匀强磁场B 中，矩形线圈AB边长L1，BC边长为L2，逆时针绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为，从中性面开始计时，经时间t，线圈中的感应电动势e是多少？ 提醒：先画出侧视图，并标出中性面1. 推导发现，感应电动势随时间变化的表达式为 2. 公式理解（1）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所产生的交变电流按照 函数的规律变化。（2）Em为匀速转动过程中能产生电动势的 ， 为 ， e为瞬时值。（3）公式成立的条件 。思考：尝试推导，若从垂直于中性面
4、开始计时，感应电动势的表达式。 3. 正弦式交变电流：按正弦规律变化的电流。思考：尝试写出，若该线圈给外电阻R 供电，设线圈本身电阻为r，电流i 电阻两端的电压u的表达式。（1）电动势按正弦规律变化，表达式 （2）电流按正弦规律变化，表达式 （3）路端电压按正弦规律变化，表达式 3、归纳总结 交变电流的变化规律1正弦式交变电流的瞬时值表达式当从中性面开始计时：瞬时电动势：eEmsin_t，瞬时电压：uUmsin_t，瞬时电流：iImsin_t.式中Em、Um、Im分别表示电动势、电压、电流的最大值2按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流，简称正弦式电流想一想正弦式交变电流的图象一定是正弦函
5、数曲线吗？答案：不一定，根据计时起点不同，也可能是余弦函数曲线3正弦式交变电流的图象(如图2所示)图2【板书设计】一、交变电流 1交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。 2方向不随时间变化的电流称为直流。 二、交变电流的产生 1线圈在匀速转动过程中，通过线圈的磁通量会发生周期性的变化。 2当线圈平面处于与匀强磁场垂直的位置时，通过线圈的磁通量最大该位置称为中性面，此时磁通量变化最慢，此时电路中的电流为，电流在此时刻前与此时刻后的方向不同 3当线圈平面处于与匀强磁场平行的位置时，通过线圈的磁通量值最小，为此时磁通量变化最快，此时电路中的电流最大 三、交变电流变化的规律 1峰值w Em=
6、BS2正弦式电流的瞬时值表达式= eEmsin t=电路中的电压瞬时值表达式 uUmsin t=电路中的电流瞬时值表达式 iImsin t= 3. 几种常见交流电 【归纳整理】重点：理解正弦式交变电流的产生原理；探究正弦式交变电流的变化规律难点：探究正弦式交变电流的变化规律【练习】1.（2020春甘肃月考）一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交流电，当线圈平面与中性面垂直时，下面说法正确的是（）A电流方向将发生改变B磁通量的变化率达到最大值C通过线圈的磁通量达到最大值D感应电动势达到最小值【答案】B【解析】线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生正弦式交流电，当线圈平面与中性面垂
7、直时，线圈平面与磁感线平行，此时磁通量最小，为零；感应电动势最大；磁通量的变化率最大；电流方向不变；故ACD错误，B正确。2.（2018秋河北月考）小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是A. 该交流电压瞬时值的表达式B. 该交流电的频率为50HzC. 该交流电的电压的有效值为D. 若将该交流电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W【答案】D【解析】A、由图象可知交变电流的周期，角速度，频率，故该交流电压瞬时值的表达式，故AB错误；C、该交流电的电压的有效值为
8、，故C错误；D、若将该交流电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率为：，故D正确。3.（2019秋吉林月考）在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，如图所示，穿过该线圈的磁通量随时间按正弦规律变化。则（ ）At0时，线圈位于中性面位置Bt0.5 s时，线圈中的磁通量变化率为零Ct0.8 s时，线圈产生的感应电动势处于减小的过程中Dt1.0 s时，线圈产生的感应电动势为零【答案】B【解析】At0时，磁通量最小为零，所以磁场与线圈平行，线圈位于与中性面垂直的位置，A错误B图像的斜率表示磁通量的变化率，t0.5 s时，斜率为零，磁通量变化率为零，B正确C.t0.8 s时，线圈处于斜率变大的过程中，所以感应电动势处于增大的过程中，C错误Dt1.0 s时，磁通量为零，但是斜率不为零，感应电动势不为零，D错误。