交变电流是怎样产生的说课稿

《交变电流是怎样产生的》
教材分析：
交变电流的产生和变化规律一直以来都是高中 ( http: / / www.21cnjy.com )物理教学的一个重要环节。本节内容是本章的重点，又是电磁感应、楞次定律、右手定则等知识的进一步应用，跟生产和生活实际有密切的联系，因此本节内容具有广泛的实用性。相对于直流电而言，交变电流最大特点就是"变"，掌握交流电的变化规律，是处理好这节课的关键。
二、教学目标
本节的知识目标是让学生了解发电机的结构，理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面，掌握交变电流的变化规律。
本节的能力目标是提高运用数学规律解决物理问题的能力
本节的情感目标是体验实验乐趣，感受物理学对科技发展的重大推动作用，培养学习科学，并用科学技术服务于人类的意识。
三、教学重点、难点
本节的教学重点是： 交变电流产生的物理过程分析。难点是对交变电流产生原理的理解。
四、教法分析：学生对直流电的学习有一定基础 ( http: / / www.21cnjy.com )，对交流电了解仅限于生活中的家用电器，对两种电流的区别不明确。本节采用：现象-置疑-探究-引导、启发学生分析和解决问题并以小组讨论的方法完成教学。
五、教学过程设计
【环节一】演示实验、引入新课（约3分钟）
提出问题： 这些小玩具是怎样产生电流的？
让学生从感性上意识到研究交流电变化规律的重要性。从而激发学生的求知欲望，为下面的教学过程做好准备。
【环节二】交变电流的产生
（一）交变电流的特点
1.实物展示：介绍手摇发电机的构造
一百多年来，相继出现了很多现代的发电形式， ( http: / / www.21cnjy.com )有风力发电、水力发电、火力发电、原子能发电、热发电、潮汐发电等等，发电机的构造日臻完善，效率也越来越高，但基本原理仍与法拉第的实验一样：少不了运动着的闭合导体，少不了磁铁 回到生活中的小玩具，实物展示，能否激发我们的灵感？
2．演示实验：观察电流计指针的偏转，你认为交流电和我们上学期学习过的恒定电流相比，有什么特点？
3．引导学生归纳总结：大小和方向都是周期性变化的.
【过度】 通过学习知道了交流电的特点，下面我们来研究一下交流电是这样产生的。
（二）交变电流的产生1．课件展示：交流电发电机的原理，
找出中性面.
强调：（1） 中性面——线圈平面与磁感线垂直的位置。
2．学生活动：设置5个问题 探究如下：
①根据转动过程图，哪些边会产生电动势 分析讨论2分钟
②画出对应的平面图
③指出在线圈转动过程中电流的方向及大小。
④当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到图中什么位置时线圈中的电流最大
⑤线圈转动一周，多少次经过中性面？电流方向改变多少次？
组织学生分组讨论并展示结果，引导学生分析总结，强调中性面是本节的一个重要概念，并要让学生明确：
(1)中性面：垂直磁场方向的平面．
a.线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大φ=BS，但△φ/△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．
b.线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次．
(2).线圈平行与磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，感应电动势最大。
设计这一环节的目的：是让学生掌握交变电流的产生原理，让学生学会由立体图画出平面图和了解中性面这一概念为下一环节做好了铺垫。
【环节三】、交变电流的规律（15分钟）
讨论（学生活动）：根据平面图请同学们定量分析线圈转动一周的过程中感应电动势大小随时间变化的关系。
本环节要展示学生画出的交流 ( http: / / www.21cnjy.com )电图像，挑选几种分别展示。图像都能反映交流电的大小随时间的变化，但实际规律不能体现。就这个问题本环节展开研究。深入引导学生进行理论探究
创设问题情景：如图所示,线圈从中性面开始匀速转动的角速度为ω．经过时间t，（已知ab、cd宽L1，AD、BC长L2 ，磁感应强度是B.）
①线圈与中性面的夹角是多少 （引导学生分析：线圈的角速度是 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ，经过时间t它与中性面的夹角是 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" t）。
②ab边的速度多大 （ab边绕中心轴做匀速圆周运动，角速度是 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ，转动半径为 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ，所以ab边的速度是 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" ）
③ab边速度方向与磁场方向夹角多大 （ab边速度方向与磁场方向夹角与线圈从中性面转过的角度相同；也是 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" t）
④ab边产生的感应电动势多大 （ab边产生的感应电动势e1=BL1 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" sin HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" t。）
⑤线圈中感应电动势多大 （线圈中感应电动势e=2BL1 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" sin HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" t=B HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" Ssin HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" t）
⑥若n匝线框从中性面开始转动,经过一段时间t,在这一时刻整个线框产生的电动势又是多大 （若线圈有N匝时，相当于N个完全相同的电源串联，e=NB HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" Ssin HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" t ,令Em=NBSω，叫做感应电动势的峰值，e叫做感应电动势的瞬时值）
⑦若有n匝线框在匀速转动,整个线框的总 ( http: / / www.21cnjy.com )电阻为r,外电阻为R,则通过R的电流和加在R两端的电压瞬时值又是多少 （根据部分电路欧姆定律，电压的最大值Um=ImR，电压的瞬时值U=Umsinωt）
⑧前面是用表达式表示交流电的变化规律,怎样用图象表示交流电的变化规律
八个小问题环环相扣，层层递进，逐渐 ( http: / / www.21cnjy.com )推导出线圈中感应电动势的表达式。再扩展到线圈有N匝时的表达式，感应电动势的峰值表达式，及瞬时值的表达式，电流的瞬时值表达式，电压的瞬时值表达式。
【环节四】课堂小结
1、交流发电机的结构
2、理解交变电流产生的过程：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动产生正弦式交变电流。能画出四幅过程图。垂直磁场方向的平面叫做中性面。
3、推导和理解交变电流的变化规律：（重难点）
（1）方向变化规律----线圈平面 ( http: / / www.21cnjy.com )每经过中性面一次，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。 φ 最大，△φ/△t =0最小，感应电动势最小E=0
（2）大小变化规律----按正弦规律变化：（ ( http: / / www.21cnjy.com )能画出瞬时线速度分解图） e=Emsinωt Em=NBSω叫电动势的最大值（峰值）
i=Imsinωt Im=Em/R+r 叫电流的最大值（峰值）
u=Umsinωt Um=ImR 叫电压的最大值（峰值）
3、知道发电机进程的物理学史
【环节六】巩固练习（10分钟）
一、、基础题目，有关图像的中性面、磁通量、电流方向等内容，突出交变电流的产生；
二、规律应用题目，峰值、瞬时值的求解，角速度、时间等问题的求解
六、板书设计
交变电流的产生
1.特点：周期性变化
2.产生
（1）中性面：S⊥B
（2）过程
甲：S⊥B　φmax＝BS，e＝0，中性面
乙：S∥B φmin＝0， e＝Em sinωt 　电流a→b→c→d
丙：S⊥B　φmax＝BS，e＝0，中性面
丁：S∥B φmin＝0， e＝Em sinωt 电流d→c→b→a
中性面的特点：①φmax＝BS，e＝0
②电流变向
3．规律
（1）公式　 Em＝NBSω 　E＝NBSωsinωt
（2）图象
4、史话
七、教学评价：以上是我对交 ( http: / / www.21cnjy.com )变电流的产生和变化规律教材的认识和教学过程的设计，教学中以交变电流的产生和变化规律概念的理解为基础，结合学生的思维特点，充分发挥教师的主导作用，以实验为主线，运用多媒体教学，把传授知识、培养能力和渗透方法有机地结合在一起，目的在于全方位地培养学生。
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