交变电流
教学目标：
1．了解交变电流的产生过程；
2．定性了解交流的变化规律及其图象表示和主要特征物理量；
3．知道交流能通过电容器的原因，了解交流这一特性在电子技术中的应用。
4．初步了解发电机、交变电流的确发明和利用对促进人类社会进步的作用，进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。
教学重、难点：交流有效值的概念。
教学过程：
引入新课：
19世纪初，蒸汽机改变了自古以来依靠人力、畜力的生产形态。蒸汽动力推动着火车和船队，加快了不同国家、不同民族的物质流通和交流。法拉第电磁感应定律的发现，激励着一批科学家和工程师进机械能转变为电能的探索。他们设想厂房中巨型发电机发出的电也许会比蒸汽动力
新课进行：
1．交流发电机
（1）发电机的构造：
由定子和转子组成。在发电机内固定不动的部分叫定子，能够连续转动的部分叫转子。
（2）原理：线圈相对于磁场绕垂直于磁场的轴转动产生电流。如图所示。
磁体转动（磁体是转子），而线圈不动（线圈是定子）的发电机叫旋转磁极式发电机。
线圈转动（线圈是转子），而磁体不动（磁体是定子）的发电机叫旋转电枢式发电机。
演示实验：手摇交流发电机
转动摇把，可以看到灯泡被点亮，在转动中，灯泡的亮度有什么变化？电流表的示数有什么变化？
（3）交变电流：大小、方向随时间做周期性的变化的电流叫交变电流（alternation current），简称交流电(AC)。
只沿一个方向流动的电流叫直流电（direct current，DC）。
2．交流电的变化规律
演示实验：用示波器观察交流电变化的规律。
（1）电网中交流电变化的规律：
电流、电压随时间按正弦函数的规律变化，叫正弦式电流（sinusoidal current）.
正弦式电流在某一时刻的电流、电压可以表示为：
i=Imsinωt ， u=Umsinωt
（2）用函数图象表示:
（2）描述交变电流的物理量：
①峰值(peak value)：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈与磁感线平行时，电压达到最大值。
②交变电流的周期和频率
i)交变电流的周期(period)：交流电完成一次周期性变化所需要的时间为交流电的周期，代表符号是T，单位：秒s；
ii)交变电流的频率(frequency：单位时间内完成的周期性变化的次数为交流电的频率，代表符号是f，单位:赫兹，简称赫Hz；
iii)交流电的角频率(角速度)：产生交流电的线圈在单位时间内转过的角度为角频率，代表符号是ω，单位：弧度/秒rad/s；
它们之间的关系是： f=1/T，ω=2πf=2π/T
交流电的周期和频率都由线圈转动的周期和频率决定。线圈转一周，交流电完成一次周期性变化。我国市电周期为0.02s，频率为50Hz。
交流电的周期和频率都是描述交流电变化快慢的物理量.
③有效值(effective value)：
i)根据电流的热效应规定的，把交流和直流分别通过相同的电阻，如果在相等的时间时它们产生的热量相等，我们就把这个直流电压、直流的数值叫做交流电压、电流的有效值。
ii)正弦式交变电流的有效值与峰值间的关系：
，
iii)在各种使用交变电流的电器设备上，所标注的额定电压、额定电流值，都是交流的有效值。
“交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；
交流电流表和交流电压表测得的读数是有效值．
保险丝的熔断电流指交流电的有效值。
对于交变电流，若没有特殊说明的均指有效值．”
3．交变电流能够通过电容器：
交变电流能够通过电容器的实质是电容器的充、放电的过程。
电容对交变电流的作用：“通交流、隔直流；通高频、阻低频”
例题1 在电子技术中，从某一装置输出电流常常既有交流成分，又有直流成分。如果只需要把交流成分输送到下一级装置，只要在两级电路之间拉入一个电容器就可以了。电容器应并联还是串联接入电路？下图所示的接法对吗？为什么？
这里的电容器叫做隔直电容器
例题2 在电子技术中，从某一装置输出电流常常既有高频成分，又有低频成分。如果只需要把低频成分输送到下一级装置，只要在下一级电路的输入端并联一个电容器就可以达到目的。请说明它的工作原理。
具有这种用途的电容器叫做高频旁路电容器
问题：收音机中的音量控制电路部分如图所示，调节滑动变阻器的滑臂P，可控制扬声器的音量。但收音机直接接收到的信号，既有高频信号，又有低频信号，而扬声器所需的音频信号是低频信号。为此，需要用电容器C1、C2滤去直流和高频部分。根据电容器容抗的性质，试确定C1、C2应分别用电容较大的，还是较小的。
答案：C1用大电容，C2用小电容。
教 后 记
一、课堂教学内容反思表
教学内容及行为
反思记录
1、掌握了什么概念？滲透了什么科学哲学思想？运用了什么科学思维方法？
2、学生以什么方式主动参与了什么内容的研讨？
3、课堂教学的节奏把握如何？有哪些具体的、好的师生情感交流体验？
4、课后提出了什么思考题？还遗留什么问题？计划作怎样的补救？
二、教学随笔
课件13张PPT。交变电流交变电流交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流简称：交流（AC ）直流：方向不随时间变化的电流 （DC）理解：方向随时间作周期性变化的电流实验观察：交流电的大小和方向变化的观察灯泡的亮暗变化——大小变化二极管亮暗顺序——方向变化正弦式交流电的产生规律——如何产生？——交流发电机原理过程分析：——若从“中性面”开始记时注意：磁极间间形成匀强磁场转轴垂直于磁场方向特点：2、导体边不切割磁场1、磁通量最大Ф=ФmaxE=0线圈中无电流——中性面正弦式交流电的产生规律——如何产生？——交流发电机原理过程分析：——若从“中性面”开始记时注意：磁极间间形成匀强磁场转轴垂直于磁场方向特点：2、导体边垂直切割磁场1、磁通量最小Ф=0线圈中有电流方向：D—C—B—A若为n匝线圈正弦式交流电的产生规律——如何产生？——交流发电机原理过程分析：——若从“中性面”开始记时注意：磁极间间形成匀强磁场转轴垂直于磁场方向特点：2、导体边不切割磁场1、磁通量最大Ф=ФmaxE=0线圈中无电流——再次旋转至中性面正弦式交流电的产生规律——如何产生？——交流发电机原理过程分析：——若从“中性面”开始记时注意：磁极间间形成匀强磁场转轴垂直于磁场方向特点：2、导体边垂直切割磁场1、磁通量最大Ф=0线圈中有电流方向：A—B—C—D若为n匝线圈——再次旋转至平行电流方向反向对过程的思考：1、磁通量在什么位置最大？什么位置为零？2、电流在什么位置为零？什么位置最大？如何变化？3、电流方向如何变化？在什么位置开始改变？在一个周期内方向 改变几次？4、在线圈旋转至任何一个非特殊位置时的感应电动势？（V垂直以线圈从中性面转动为t=0时刻开始计时，经过t时间V课件演示注意两个特殊位置：
（1）线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Ф最大，ΔФ/Δt=0，e=0，i=0，电流方向将改变
（2）线圈平面与中性面垂直时，S//B， Ф=0，ΔФ/Δt最大，e最大，i最大，电流方向不变1、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所产
生的交变电流按照正弦函数的规律变化——正弦式交流电正弦式交流电的产生的描述2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值——峰值，
ω为线圈转动的角速度3、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立4、在转轴与磁场垂直的前提下，表达式与转轴的位置无关e为瞬时值5、若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧姆定律R两端的电压为认识交流发电机电刷的作用（看书本上的图及课件演示）旋转电枢式和旋转电极式
