第16章第01节交流电教案07 人教版 5页

交流电的产生和变化规律 ‎ ‎（第二册第五章第一节）‎ 目的要求：‎ ‎1．了解交流电的概念,掌握交流电的性质和特点；‎ ‎2．理解交流电的产生原理；‎ ‎3．掌握交流电的变化规律；‎ ‎4．了解两种交流发电机的构造和优缺点。‎ 教具准备：单相交流发电机模型 投影检流计 示教用示波器 多媒体计算机及自制辅助课件《交流电的产生》‎ 录放机及《教学录像资料》（省电教馆）等 教学重点：交流电的特点和变化规律 教学难点：交流电产生的原理 教学方法：实验分析：培养学生观察和分析、能力；类比迁移：巩固加深对物理知识的理解，培养运用物理知识能力，体会“具体问题，具体分析”的重要意义；从感性到理性，从定性、到定量：培养学生运用数学知识解决物理问题能力。‎ 教材分析：‎ 交流电知识是前面所学电磁学知识的进一步发展和应用，跟生产和生活实际有密切的联系。这部分内容，不仅是学习电磁振荡和电子技术等知识的必备基础，还是课外学习有关电工和电子技术专业知识的基础。‎ 本节内容相对于直流电而言，最大特点就是“变”，对于变化的物理量学生往往会感到困难，特别是第一次接触这么多的新名词，如：交变电流、正弦式电流、中性面、瞬时值、峰值等，如何让学生清楚地理解这些概念，掌握交流电的变化规律，是处理好这节课的关键。‎ 设计思想：‎ 首先抓住交变电流的特点，与直流对比，通过演示实验，让学生有一个直观认识，然后，引导学生自己分析，找出变化原因和特点。由于演示实验不能反映较慢的物理过程，不利于学生分析电流方向的变化原因，采用挂图静态分析又不直观，为了解决这一问题，设计计算机辅助课件，用动画模拟实验过程，用“慢动作”来展示这一物理过程，将线圈切割、磁通变化、电流变化动态联系起来，并能将线圈暂停在任一位置处，来观看此时的各物理量的变化情况（相当于动态照像），学生利用所学的知识（右手定则），就能对照分析，找出变化原因和规律。‎ 对正弦式交流电的教学，先采用示波器演示市电电压波形图，让学生有一个直观认识，启发学生用学过的三角函数知识分析曲线的特点，认识这是正弦函数曲线，引导学生写出正弦函数表达式，明确式中各量的含义。然后再动画模拟实验过程，在线圈转动过程中，动态画出电流变化正弦曲线，该动画可定格在任一位置，显示出对应的电流变化（电流表指针的摆动）及曲线的变化（i－t动态变化图线），可引导学生讨论几个特殊位置的各个量的变化规律，如在中性面位置时磁通量大小、磁通量的变化率、感应电动势大小、感应电流大小等。然后通过练习巩固，若有疑问，可再反复调看动画，达到强化巩固和补标找差的目的。‎ 在讨论了交流电产生的基础上，通过教学录相带观看两种交流发电机的构造和优缺点，说明交流的产生比直流容易是它的一个优点，由于它在许多方面有特点，所以在生产和生活中得到广泛的应用。‎ 教学过程：‎ 引入：1831年英国科学家法拉第发现电磁感应现象以后，人们对电和磁的紧密依存关系认识更清楚了，在电力工程中，发电机、变压器等的研制成功，为生产提供了实用、廉价的电源。又由于交流电具有自身的很多优点，所以它以惊人的速度飞速发展，到现在几乎深入到各个家庭。这部分内容，不仅是学习电磁振荡和电子技术等知识的必备基础，还是课外学习有关电工和电子技术专业知识的基础。‎ 教学内容 教师活动 学生活动 ‎1．交流电的定义 和特点 提问：那么，什么叫交流电呢？与直流电、稳恒电流相比有何特点？‎ 复习回答：‎ 定义：电流的强弱和方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流，简称交流电。‎ 比较总结，说明其特点。‎ 直流电特点是电流方向不随时间而改变；稳恒电流是电流强弱和方向都不随时间改变；‎ ‎3．交流电的变化规律 正弦式交变电流：‎ 电流的强弱和方向都随时间按正弦（余弦）规律变化。叫正弦交流电，简称为交流电。‎ 表达式：‎ i = Imsinθ(A)‎ e=εmsinθ(V)‎ ‎（θ＝ωt）‎ 注意：‎ ‎ 引入：已经知道交流电电流的强弱和方向都随时间作周期性变化。那么，它的变化规律如何来定量描述呢？‎ 用示波器演示示电电压随时间变化的波形图。‎ 问：图像是什么？‎ 如何表达？‎ 在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线圈，所产生的电动势和感应电流也是正弦式交流电。‎ 用动画模拟实验过程，在线圈转动过程中，动态画出电流变化正弦曲线，并定格在任一位置，‎ 显示出对应的电流变化（电流表指针的摆动）及曲线的变化（i－t动态变化图线）。‎ 图像的意义如何？‎ 观察实验 回答：‎ 是按正弦规律变化的。‎ 写出正弦函数表达式 Y=Asinθ 对应 i = Imsinθ(A)‎ θ＝ωt 明确式中各量的含义：‎ 坐标轴的意义；正 负号的意义；角度与时间的关系（θ＝ω 图像的意义反映感应电动势或电流随时间周期性变化关系。正负只表示方向的变化，不表示电流的强弱。‎ 引导学生讨论几个特殊位置的各个量的变化规律：‎ ‎1、在中性面位置时；‎ ‎2、与中性面位置垂直时。‎ t）；‎ 计时起点的选取；‎ 最大值、瞬时值等。‎ ‎4．交流发电机构造和形式 由定子和转子两部分组成 旋转电枢式和旋转磁极式。‎ 观看《教学录像资料》‎ ‎，阅读课本。‎ 了解两种交流发电机的构造和使用交流电优点。‎ 观看教学录相带：‎ 交流的产生比直流容易是它的一个优点，由于它在许多方面有特点，所以在生产和生活中得到广泛的应用。‎ 切割地磁感线，产生交变电流 ‎5．反馈训练：‎ (1) 课本P360‎ 习题（1）由图象判断是否是交流电。‎ ‎(2)观看《教学录像资料》,用金属软绳跳绳（东西方向），若将绳子两端接入检流计，结果如何，并解释现象。‎ ‎(3)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： e A. t1时刻通过线圈的磁通量为零； t1 t2 t3 t4 t B. t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大； 0‎ C. t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；‎ 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。‎