2-1 认识变交电流 教学设计

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
认识变交电流
1教学目标
1.知识与技能：
（1）知道交变电流和直流电的概念。
（2）了解交变电流的波形图。
（3）了解交流发电机的基本结构。
（4）理解交变电流的产生原理。
2.过程与方法：
（1）经历对交变电流波形图及模型发电机发电的观察与思考，了解直观表达物理量的方法。
（2）通过对交变电流产生原理的分析，理解分段研究的方法。
3.情感、态度与价值观：
通过对交变电流的认识，领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，培养学生的学习兴趣和参与科技活动的热情。21cnjy.com
2学情分析
学生已经学习了电磁感应的知识，知道了磁生
( http: / / www.21cnjy.com )电及产生感应电流的条件，学习的目的是应用，服务生活。生活离不开电，生活中广泛用到电，生产生活中所用电是否性质一样，有没区分，有何特点，实际是如何产生的，学生对此有强烈的求知欲望。带着这样的目的开始本节的学习，从已有的知识和经验入手，符合学生的认知规律。www.21-cn-jy.com
3重点难点
分析交变电流的产生过程，使学生理解线圈在磁场中转动一周的时间内，电流方向的变化规律。
4教学过程
4.1
第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】【引入课题】
请同学们欣赏屏幕上的美丽图片。
学生欣赏图片，并能积极思考，所看到的用电是否有不同。
从法拉第发现电磁感应现象后，人们对电的研究和应用进入了一个新的里程。
活动2【讲授】【新课学习】
在法拉第发现电磁感应现象之前，人们使用伏打电池供电，这种电池提供的是强弱和方向都不变的电流，叫做恒定电流，简称直流。2·1·c·n·j·y
我们日常生产和生活中使用的大多是强弱和方向都随时间周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流。
一、概念
1、交流电：强弱和方向都随时间周期性改变的电流。简称交流(AC)。
2.直流电：方向不随时间变化的电流，简称直流(DC)。
3.恒定电流：强弱和方向都不随时间改变的电流。
举例说明交流电的广泛应用：电力机车使用交变电流，夜晚照明使用交流电，家庭娱乐使用交流电。
学生学习新的物理概念，能够借助概念区分各生活用电属于哪种电。
二、观察交变电流的图象
电压或电流随时间变化的图象叫做波形图，利用示波器可以直观地显示电压或电流随时间变化的波形图。
波形图是如何反映电流变化的？
活动3【活动】【观察与思考】
请同学们来观察演示实验1
实验：用学生电源把照明电路中的220V的交变电压变成6伏，给小灯泡供电，用示波器来观察小灯泡两端的电压。21·cn·jy·com
此时示波器显示的波形有何特点 有什么规律 即通过灯泡的电流大小方向的变化规律
学生观察并思考问题，回答波形图的作用：波形
( http: / / www.21cnjy.com )图的X轴表示时间，Y轴表示电压的大小，根据波形图就可以知道电压的变化情况，由欧姆定律可以确定电流的变化。
示波器显示出来的是正弦曲线图象，它反映了灯泡两端所加的电压（或通过小灯泡的电流）随时间按正弦规律变化。【来源：21·世纪·教育·网】
举例日常生活中的交变电流的图象
活动4【讲授】【典例训练】
例1：表示交变电流的有
图略见课件
活动5【活动】【观察与思考】
请同学们一起来观察与思考以下实验
演示实验2
把电流表接入模型发电机的输出端，摇动发电机
( http: / / www.21cnjy.com )的手柄，使线圈在磁极之间转动，观察电流表的指针摆动情况。改变摇动发电机手柄的速度，电流表指针的摆动情况有什么变化？这些变化说明了什么问题？www-2-1-cnjy-com
学生认真观察并积极思考、回答问题;
并猜想两个演示实验异同。
活动6【活动】【观察与思考】
请两位同学到讲台一起做实验
演示实验3
把小灯泡接到模型发电机的输
( http: / / www.21cnjy.com )出端，摇动发电机的手柄，使线圈在磁极之间转动，观察小灯泡的发光情况。改变摇动发电机手柄的速度，小灯泡的发光情况有什么变化？这些变化说明了什么问题？2-1-c-n-j-y
活动7【活动】【归纳总结】
从实验中可以看到，模型发电机工作时，发电机产生的电流大小和方向在不断变化，是交变电流。交变电流是由交流发电机产生的。【来源：21cnj
y.co
m】
活动8【活动】【观察与思考】
请同学们观察发电机，我们一起来了解它的基本结构，通过课件展示发电机的原理图，并详细介绍其各元件。
学生观察发电机模型，观看原理图，了解并掌握其基本结构。
交流发电机的最基本结构是线圈和磁极，线
( http: / / www.21cnjy.com )圈可绕中心轴转动。线圈两端连接在彼此绝缘的两个滑环上，固定的电刷A、B压在滑环K、L上，由电刷把电流引出。
在线圈转动的过程中，电流是如何变化的呢
活动9【活动】【小组讨论】
请同学们观看多媒体展示线圈在转动过
( http: / / www.21cnjy.com )程中的五个特殊位置，要求学生把立体图转化成平面图，应用已学过的电磁感应知识分析这四个过程中电流的方向，猜想电流大小的变化。
为了能更方便地说明问题，请同学们将立体图转化为平面图来分析。
学生小组讨论，应用所学知识电磁感应知识，分析讨论四过程电流的方向和大小的变化。
提问四个小组的同学回答四个过程的特点，分析线圈转一圈产生电流方向和大小的变化情况：
从图a到图b，由右手定则可知，电流由a端流向b
端，经c端流向d
端；
从图b到图c，电流由a端流向b端，经c端流向d端；
同理可知，从图c到图d，电流流向是dcba；
从图d到图e，电流流向是dcba；
请同学们观察教材中的五个特殊位置，分析穿过线圈平面的磁感线的特点，及磁通量的变化情况
提问部分同学，回答问题。
活动10【讲授】【归纳总结】
当线圈平面垂直磁感线图中的（a）、
( http: / / www.21cnjy.com )（c）、（e）位置时，各边都不切割磁感线，线圈包围的磁通量没有变化，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做中性面。
由分析可知，线圈每经过一次中性面，线圈中感应电流方向就改变一次；
总结中性面与最大值面的特点
1.中性面（线圈与磁感线垂直的平面）
（1）磁通量Φ最大
（2）e＝0，磁通量的变化率为零
（3）每经过一次中性面，电流方向改变1次
（4）线圈转动一周,经过两次中性面，电流方向改变两次
2.最大值面（线圈与磁感线平行的平面）
（1）磁通量Φ为0
（2）e最大，磁通量的变化率最大
活动11【活动】【讨论交流】
有人说，在线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈
( http: / / www.21cnjy.com )的磁通量最大，因而线圈感应电动势最大；在线圈平面跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，因而线圈感应电动势为零。这种说法对吗？为什么？21世纪教育网版权所有
不对，当线圈平面转到中性面
( http: / / www.21cnjy.com )瞬间，磁通量没有变化，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为零。当线圈平面转到中性面垂直的瞬间，磁通量变化最快，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势最大。21教育网
活动12【讲授】【典例训练】
例2
如图所示，是演示交流电产生的装置图,关于这个过程,正确的说法是（
）
A.线圈每转动一周,指针左右摆动两次
B.图示为中性面,线圈中无感应电流
C.图示,ab边的感应电流方向由a→b
D.线圈平面与磁场方向平行时,磁通量变化率为零
例3
一闭合矩形线圈ab
( http: / / www.21cnjy.com )cd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中。通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是(　　)21·世纪
教育网
A.t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大
B.t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变
C.t2、t4时刻线圈中磁通量最大
D.t2、t4时刻线圈中感应电动势最小
活动13【活动】【课堂小结】
请学生进行课堂小结
1.交变电流：强弱和方向都随时间作周期性变化的电流。
2.日常生活中的交变电流的波形图，是正弦曲线。
3.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生交变电流：
线圈平面每经过中性面一次，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。
当线圈平面平行于磁感线时感应电流达到最大值，经过中性面时感应电流为零。
活动14【练习】【课堂训练】
1.关于交流发电机，下列说法正确的是(
)
A.线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大
B.线圈经过中性面时，线圈中的感应电动势最大
C.线圈与磁感线平行时，穿过线圈的磁通量最大
D.线圈与磁感线平行时，线圈中的感应电动势最大
2.在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是____，属于正弦交变电流的是____.（图略见课件）　　21
cnjy
com
3、对于正弦交流电，下列说法正确的是(
)
A.线圈转动一周，电流方向改变两次
B.线圈转动一周，电流方向不变
C.线圈转动一周，电流大小随时改变
D.线圈转动一周，电流大小不变
活动15【作业】【作业布置】
高效作业本P69
1-6
21世纪教育网
--
中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。
版权所有@21世纪教育网