第02節(jié) 交變電流的描述1

交變電流教學目標知識與技能：(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)掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。(3)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、圖象法)。(2)培養(yǎng)學生觀察能力，空間想象能力以及將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖形的能力。(3)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)系實際的思想教學重點：交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析教學難點：交變電流的變化規(guī)律及應用教學過程：新課導入：今天我們開始學習交變電流，交變電流是電磁感應現(xiàn)象的進一步延伸。新課教學：(一)探究手搖交流發(fā)電機輸出電流的特點：實驗一：用手搖交流發(fā)電機對小燈泡供電現(xiàn)象：小燈泡一閃一閃地發(fā)光結(jié)論：電流的大小是周期變化的實驗二：用手搖交流發(fā)電機對并聯(lián)的反向的發(fā)光二極管供電現(xiàn)象：兩個發(fā)光二極管輪流發(fā)光結(jié)論：電流的方向是周期變化的小結(jié)：手搖交流發(fā)電機的輸出電流的大小和方向都隨時間做周期性的變化。大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫交變電流，簡稱交流(AC)方向不隨時間變化的電流稱為直流(DC) 大小、方向均不隨時間變化的電流叫恒定電流。(二)探究交變電流的產(chǎn)生原理：交流發(fā)電機的構(gòu)造：哪些邊切割磁感線？(ab和cd)問題討論：(1)在轉(zhuǎn)動過程中，哪個位置線圈中沒有電流，哪個位置線圈中沒有電流，哪個位置線圈中電流最大？物理學中把線圈平面垂直與磁感線的位置成為中性面。2、你能判斷出線圈從中性面開始逆時針轉(zhuǎn)動一周中，線框中電流方向的規(guī)律嗎？3、你能總結(jié)線圈在轉(zhuǎn)動過程中，電流的方向的變化規(guī)律嗎？線圈平面每經(jīng)過中性面時，感應電流的方向就改變一次，線圈轉(zhuǎn)動一周，感應電流的方向改變兩次。4、你能定性的分析出線圈從中性面轉(zhuǎn)動半周過程中電流的大小變化規(guī)律嗎？從中性面開始轉(zhuǎn)動過程中，電流從零逐漸變大到最大，再由最大減小到下一個中性面變?yōu)榱恪?三)定量分析交變電流的變化規(guī)律：AB長為L1，BC長為L2，轉(zhuǎn)動的角速度為，磁感應強度為B。AB邊產(chǎn)生的感應電動勢：AB邊的線速度：，當線圈abcd經(jīng)過中性面時開始計時，是感應電動勢的最大值，叫做峰值。由于電動勢按正弦規(guī)律變化，當負載為電燈等用電器時，負載兩端的電壓、通過的電流，也按正弦規(guī)律變化，這種按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流，簡稱正弦式電流。思考：如果從線框平面與磁感線平行的位置開始計時，那么表達式如何？注意：兩個特殊位置的不同特點：(1)線圈平面與中性面重合時，最大，電流方向發(fā)生改變；(2)線圈平面與中性面垂直時，最大，最大，電流方向不變；正弦交變電流是一種最簡單又最基本的交變電流，家庭電路的交變電流就是正弦交變電流。實際中應用的交變電流，不只限于正弦交變電流，它們隨時間變化的規(guī)律是各種各樣的。例1、發(fā)電機產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的電動勢最大值為311V，其線圈共100匝，在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的角速度為100rad/s，從線圈經(jīng)過中性面開始計時。(1)寫出當時的瞬時表達式。(2)此發(fā)電機與外電路組成閉合電路時，總電阻為100，求時的電流。(3)線圈轉(zhuǎn)過180°的過程中，電動勢的平均值，電動勢達到的最大值各是多少？(4)磁通量變化率的最大值是多少？解：(1)從中性面開始計時，(2)，時，；(3)線圈經(jīng)過180°過程中，磁通量變化，此時，由法拉第電磁感應定律得這一過程中的平均電動勢，而，所以=198(V)當線圈轉(zhuǎn)過90°時，即在時刻時電動勢最大，(V)(4)電動勢最大時，由法拉第電磁感應定律可知磁通量的變化率也最大，例2、一正弦交流發(fā)電機的電動勢為，若將此發(fā)電機的轉(zhuǎn)速和磁場均增加一倍，試寫出這時電動勢的表達式。解：，當轉(zhuǎn)速提高一倍時，磁感應強度增加一倍時，所以，。小結(jié)：本節(jié)課主要學習了以下幾個問題：(1)矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流。(2)從中性面開始計時，感應電動勢瞬時值的表達式為e=NBSsin t，感應電動勢的最大值為Em=NBS。(3)兩個特殊位置的特點；