文档介绍：选修3-2 §《交变电流》
教学目标
知识与技能:
(1)使学生理解交变电流的产生原理,知道什么是中性面。
(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。
过程与方法:
(1)掌握描述物理量的三种基本方法(文字法、公式法、图象法)。
(2)培养学生观察能力,空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。
(3)培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。
情感、态度与价值观:
培养学生理论联系实际的思想
教学重点:交变电流产生的物理过程的分析
教学难点:交变电流的变化规律及应用
教学过程:
新课导入:
今天我们开始学****交变电流,交变电流是电磁感应现象的进一步延伸。
新课教学:
(一)探究手摇交流发电机输出电流的特点:
实验一:用手摇交流发电机对小灯泡供电
现象:小灯泡一闪一闪地发光
结论:电流的大小是周期变化的
实验二:用手摇交流发电机对并联的反向的发光二极管供电
现象:两个发光二极管轮流发光
结论:电流的方向是周期变化的
小结:手摇交流发电机的输出电流的大小和方向都随时间
做周期性的变化。
大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流,简称交流(AC)
方向不随时间变化的电流称为直流(DC)
大小、方向均不随时间变化的电流叫恒定电流。
(二)探究交变电流的产生原理:
交流发电机的构造:
哪些边切割磁感线?(ab和cd)
问题讨论:
(1)在转动过程中,哪个位置线圈中没有电流,哪个位置线圈中没有电流,哪个位置线圈中电流最大?
物理学中把线圈平面垂直与磁感线的位置成为中性面。
2、你能判断出线圈从中性面开始逆时针转动一周中,线框中电流方向的规律吗?
3、你能总结线圈在转动过程中,电流的方向的变化规律吗?
线圈平面每经过中性面时,感应电流的方向就改变一次,线圈转动一周,感应电流的方向改变两次。
4、你能定性的分析出线圈从中性面转动半周过程中电流的大小变化规律吗?
从中性面开始转动过程中,电流从零逐渐变大到最大,再由最大减小到下一个中性面变为零。
(三)定量分析交变电流的变化规律:
AB长为L1,BC长为L2,转动的角速度为ω,磁感应强度为B。
AB边产生的感应电动势:
AB边的线速度:,
当线圈abcd经过中性面时开始计时,,
是感应电动势的最大值,叫做峰值。
由于电动势按正弦规律变化,当负载为电灯等用电器时,负载两端的电压、通过的电流,
也按正弦规律变化,,
这种按正弦函数规律变化的交变电流叫正弦式交变电流,简称正弦式电流。
思考:如果从线框平面与磁感线平行的位置开始计时,那么表达式如何?
注意:两个特殊位置的不同特点:
(1)线圈平面与中性面重合时,,最大,,,电流方向发生改变;
(2)线圈平面与中性面垂直时,,,最大,最大,电流方向不变;
正弦交变电流是一种最简单又最基本的交变电流,家庭电路的交变电流就是正弦交变电流。实际中应用的交变电流,不只限于正弦交变电流,它们随时间变化的规律是各种各样的。
例1、
发电机产生的按正