2018-2019學年高中物理 第五章 交變電流 第1節(jié) 交變電流課件 新人教版選修3-2.ppt

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1、1.交變電流,,【知識與技能】(1)使學生理解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是中性面．(2)理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準確含義．【過程與方法】(1)掌握描述物理量的三種基本方法(文字法、公式法、圖像法)．(2)培養(yǎng)學生運用數(shù)學知識解決物理問題的能力．【情感、態(tài)度與價值觀】培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的思想．,三維目標,,,【重點】交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析．【難點】(1)交變電流的變化規(guī)律及應用．,重點難點,,,1．交流電與直流電有許多相似之處，也有許多不同之處．學習中我們特別要注意的是交流電與直流電的不同之處，即交流電的特殊之處．這既是學習、了解交流電的關鍵，也是學習、研究新知識的重要方

2、法．在與已知的知識做對比中學習和掌握新知識特點的方法，是物理課學習中很有效、很常用的方法．在學習交變電流之前，應幫助學生理解直流電和交流電的區(qū)別，其區(qū)別的關鍵是電流方向是否隨時間變化，同時給出了恒定電流的定義——大小和方向均不隨時間變化.,教學建議,,,2．對于交變電流的產(chǎn)生，課本采取由感性到理性，由定性到定量，逐步深入的講述方法．為了有利于學生理解和掌握，教學中要盡可能用示波器或模型配合講解．教學中應注意讓學生觀察教材中的線圈通過4個特殊位置時電表指針的變化情況，分析電動勢和電流方向的變化，使學生對線圈轉動一周中電動勢和電流的變化有比較清楚的了解．有條件的，還可以要求學生運用已學過的知識，自

3、己進行分析和判斷．,教學建議,,,3．用圖像表示交變電流的變化規(guī)律，是一種重要方法，它形象、直觀、學生易于接受．要使學生在已有的圖像知識的基礎上較好地掌握這種表述方法，更要讓學生知道，交變電流有許多種，正弦電流只是其中簡單的一種．課本中用圖示的方法介紹了常見的幾種交變電流，以開闊學生思路，但不要求引伸．,教學建議,,,4．在這一節(jié)中學生要第一次接受許多新名詞，如交變電流、正弦電流、中性面、瞬時值、最大值(以及下一節(jié)的有效值)等等．要讓學生明白這些名詞的準確含義．特別是對中性面的理解，要讓學生明確，中性面是指與磁場方向垂直的平面．當線圈位于中性面時，線圈中感應電動勢為零，線圈轉動過程中通過中性面

4、時，感應電動勢方向要改變．,教學建議,,,5．課本上介紹的交變電流的產(chǎn)生，實際上是正弦交流電的產(chǎn)生．以矩形線框在勻強磁場中勻速轉動為模型，以線框通過中性面為計時起點，得到電動勢隨時間滿足正弦變化的交變電流．這里可以明確指出，電動勢的最大值由線框的匝數(shù)、線框面積、轉動角速度和磁感應強度共同決定．,教學建議,,,6．課本將線框的位置與產(chǎn)生的電動勢對應起來，意圖是幫助學生建立起鮮明的形象，把物理過程和描述它的物理量對應起來．教師可以通過一些問題的提出，幫助學生理解有關內(nèi)容，例如，如果在線框轉到線框平面與磁感線平行時開始計時，它產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的圖像應是什么樣的？,教學建議,,,【導入一】183

5、1年法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，為人類進入電氣化時代打開了大門．今天我們使用的電燈、微波爐等家用電器中的交流電是怎樣產(chǎn)生的并且怎樣送到我們的家庭中來的呢？這就是這一章要學習的主要內(nèi)容，先看“交變電流的產(chǎn)生”．,新課導入,,,【導入二】情境導入利用電壓傳感器(或電流傳感器)可以在熒光屏上繪出電壓(或電流)隨時間變化的圖像．這種大小和方向都隨時間周期性變化的電流，叫作交變電流，那么，交變電流是怎樣產(chǎn)生的？它和我們前面學習的電磁感應現(xiàn)象有什么關系？這些將是我們這一節(jié)要研究的問題.,新課導入,,和都隨時間做周期性變化的電流叫作交變電流,簡稱交流(AC);不隨時間變化的電流稱為直流(DC).都不隨時間變化

6、的電流稱為恒定電流.,交變電流定義,,知識必備,知識點一,大小,方向,方向,大小和方向,1.正弦式交變電流產(chǎn)生的方法:線圈在磁場中繞于磁感線的軸轉動.2.交變電流的變化規(guī)律(1)正弦式交變電流:按規(guī)律變化的交變電流叫作正弦式交變電流,其電動勢瞬時值表達式為e=.(2)當正弦式交變電流的負載為燈泡等用電器時,負載兩端的電壓u、流過的電流i也按變化,即u=,i=.,交變電流產(chǎn)生原理,,知識必備,知識點二,勻強,垂直,勻速,正弦,Emsinωt,正弦規(guī)律,Umsinωt,Imsinωt,[想一想]1.閱讀教材中的“做一做”,回答問題:當線圈快速轉動時,我們能觀察到兩個二極管交替閃爍,這說明了什么?2

7、.分析教材中交流發(fā)電機的示意圖,回答下列問題:(1)請分析線圈轉動一周的過程中,線圈中的電流方向的變化情況.(2)線圈轉動過程中,當產(chǎn)生的感應電動勢最大和最小時,線圈分別在什么位置?,,學習互動,交變電流的產(chǎn)生,考點一,,,學習互動,[要點總結]1.中性面:與磁感線的平面.2.當線圈平面位于中性面時,線圈中的磁通量,線圈中的電流,且線圈平面經(jīng)過中性面時,電流方向就發(fā)生,故線圈轉動一周電流方向改變.3.當線圈平面垂直于中性面時,線圈中的磁通量,線圈中的電流,且電流方向.,,學習互動,垂直,最大,為零,改變,兩次,為零,最大,不變,,學習互動,,,學習互動,[想一想]如圖5-1-1所示,圖5-1-

8、1線圈平面從中性面開始繞垂直于勻強磁場的中心軸勻速轉動,角速度為ω.經(jīng)過時間t,線圈轉過的角度是ωt,ab邊的線速度v的方向跟磁感線方向的夾角也等于ωt.設ab邊長為L1,bc邊長為L2,線圈面積S=L1L2,磁感應強度為B,則:(1)ab邊產(chǎn)生的感應電動勢為多大?(2)整個線圈中的感應電動勢為多大?(3)若線圈有N匝,則整個線圈的感應電動勢為多大?,,學習互動,交變電流的變化規(guī)律,考點二,,,學習互動,[要點總結]1.若從線圈位于中性面位置開始計時,則感應電動勢e=;若從線圈位于與中性面垂直的位置開始計時,則感應電動勢e=,故感應電動勢的瞬時值表達式與有關.2.交變電流的電動勢的峰值Em=.3.交變電動勢的峰值,與轉軸位置,與線圈形狀.,,學習互動,Emsinωt,Emcosωt,開始計時的位置,NBSω,無關,無關,,學習互動,,,學習互動,[想一想]正弦式交變電流的圖像一定是正弦曲線嗎?,,學習互動,交變電流的圖像,考點三,,[要點總結]1.正弦式交變電流的圖像是或曲線.2.根據(jù)法拉第電磁感應定律和有關數(shù)學知識,線圈中感應電流(電動勢)的變化和磁通量的變化可互相推知.,,學習互動,正弦,余弦,,學習互動,,,學習互動,,備用習題,,備用習題,,,備用習題,,備用習題,,,備用習題,,,,自我檢測,,自我檢測,,,自我檢測,,自我檢測,,,自我檢測,,自我檢測,,