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1、陜科大附中 高二物理選修3-2教學(xué)案 陜科大附中高中部“255自主學(xué)習(xí)”教學(xué)模式 高二 物理學(xué)案 課題： §2-1怎樣產(chǎn)生交變電流 共2課時(shí) 第1課時(shí) 編寫： 王建峰 審定： 高二物理組 時(shí)間： 2014.1 時(shí) 間 年 月 日 班級 組 別 第 組 姓名 課 時(shí) 第 課時(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo) （1）使學(xué)生理解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是中性面； （2）理解交變電

2、流的瞬時(shí)值和最大值及中性面的準(zhǔn)確含義； （3）掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。 學(xué)習(xí)重難點(diǎn) 重點(diǎn)：交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析。 難點(diǎn)：交變電流的變化規(guī)律及應(yīng)用 一、 溫故、預(yù)習(xí)： 1、 恒定電流：大小和方向都不隨時(shí)間而改變的電流。 2、 交變電流：方向隨時(shí)間周期性變化的電流。與直流電相比，交流電有許多優(yōu)點(diǎn)，如：可以利用變壓器升高或降低電壓，利于長途傳輸；可以驅(qū)動結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠的感應(yīng)電動機(jī)。 二、新知學(xué)習(xí)：（含導(dǎo)、探、展、點(diǎn)、練） 導(dǎo)：〖演示實(shí)驗(yàn)〗手搖發(fā)電機(jī)使小燈泡發(fā)亮 課件觀察交變電流的產(chǎn)生。 （一）交變電流的產(chǎn)生 B∥S，φ=0，垂直切割，感應(yīng)電流最大

3、 B⊥S，φ最大，各邊不切割磁感應(yīng)線，無感應(yīng)電流——中性面 探： B⊥S，φ最大，各邊不切割磁感應(yīng)線，無感應(yīng)電流——中性面 B∥S，φ=0， a（b）d（c）垂直切割，感應(yīng)電流最大 展： 結(jié)論： 1．線圈轉(zhuǎn)動過程中電流的大小做周期性變化，中性面位置（B⊥S）最小，與中性面垂直的位置（B∥S）最大。 2．線圈每經(jīng)中性面一次，感應(yīng)電流方向改變一次，線圈轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流方向改變兩次。 （二）交變電流的變化規(guī)律 設(shè)線圈從中性面以角速度ω開始轉(zhuǎn)動，經(jīng)時(shí)間t，線圈轉(zhuǎn)過θ=ωt，此時(shí)V與B夾角也為θ，令ab=dc=L，ad=

4、bc=L′，則線圈面積S=LL′。此時(shí)，ab與dc邊產(chǎn)生的電動勢大小均為BLVSinωt，整個(gè)線圈中產(chǎn)生的瞬時(shí)電動勢大小為：e=2BLVSinωt，又V=，有： 令Em=BωS有：（Em為最大值） 若電路總電阻為R，則瞬時(shí)電流為： 同理可得電路的某段電壓的瞬時(shí)值。 點(diǎn) 結(jié)論：線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電流是按正弦規(guī)律變化的，這種交變電流叫正弦交流電。 練：1、某交流發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，電動勢E=Emsinωt，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到原來的2倍，轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?/3，其它條件不變時(shí)，感應(yīng)電動勢的表達(dá)式為

5、 2、對于如圖所示的電流i隨時(shí)間t作周期性變化的圖象，下列說法中正確的是（ ） A、電流大小變化，方向不變，是直流電 B、電流大小、方向都變化，是交流電 C、電流最大值為0.2A，周期為0.01s D、電流大小變化，方向不變，不是直流電，是交流電 3、面積為S的矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，從中性面起以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，在t時(shí)刻線圈磁通量的瞬時(shí)值為（ ） A、BS B、BScosωt C、BSsinωt D、BS/sinωt 4、如圖所示，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，已知線圈在轉(zhuǎn)動中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為 (V)，轉(zhuǎn)動的角速

6、度為ω(rad/s)。若線圈轉(zhuǎn)到圖示位置開始計(jì)時(shí)，那么下列四個(gè)式子中正確表達(dá)了該線圈上產(chǎn)生的電動勢e隨時(shí)間變化的函數(shù)式是 A、e=sinωt B、e=cosωt C、e=sin(ωt+π/2) D、e=cos(ωt+π/2) 三、歸納總結(jié)：（留給學(xué)生） 四、課后反思：（留給學(xué)生） 五、作業(yè)強(qiáng)化： 陜科大附中高中部“255自主學(xué)習(xí)”教案 課題：§2-1怎樣產(chǎn)生交變電流 共2課時(shí) 第1課時(shí) 【教學(xué)目標(biāo)】 1．知識與技能方面：（1）使學(xué)生理解交變電流的

7、產(chǎn)生原理，知道什么是中性面；（2）理解交變電流的瞬時(shí)值和最大值及中性面的準(zhǔn)確含義；（3）掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。 2．過程與方法方面：（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(xué)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(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力。 3．情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面：通過實(shí)驗(yàn)觀察，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，體會運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的重要性。 【教學(xué)重難點(diǎn)】 重點(diǎn)：交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析。 難點(diǎn)：交變電流的變化規(guī)律及應(yīng)用。 【教法學(xué)法】 演示法、分析法、歸納法 【課型】 新授課

8、 【課時(shí)】 2課時(shí) 【教具學(xué)具】 手搖單相發(fā)電機(jī)、小燈泡、示波器、多媒體教學(xué)課件、示教用大的電流表 【教學(xué)媒體】 Microsoft Office PowerPoint幻燈片。 【教學(xué)過程設(shè)計(jì)】 一、溫故、預(yù)習(xí)： 出示單相交流發(fā)電機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生首先觀察它的主要構(gòu)造。演示：將手搖發(fā)電機(jī)模型與小燈泡組成閉合電路。當(dāng)線框快速轉(zhuǎn)動時(shí)，觀察到什么現(xiàn)象? 這種大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化電流，叫做交變電流。 二、新課教學(xué)：（含導(dǎo)、探、展、點(diǎn)、練） 1、交變電流的產(chǎn)生 問題1、為什么矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時(shí)線圈里能產(chǎn)生交變電流？當(dāng)abcd線圈在磁場中繞OO′軸轉(zhuǎn)動時(shí)，哪些邊切割

9、磁感線？ 答：ab與cd。 當(dāng)ab邊向右、cd邊向左運(yùn)動時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的方向 沿著a→b→c→d→a方向流動的。 當(dāng)ab邊向左、cd邊向右運(yùn)動時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的方向如何? 感應(yīng)電流是沿著d→c→b→a→d方向流動的。 線圈平面與磁感線平行時(shí)，ab邊與cd邊線速度方向都跟磁感線方向垂直，即兩邊都垂直切割磁感線，此時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大。 問題2線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最小？ 答：當(dāng)線圈平面跟磁感線垂直時(shí)，ab邊和cd邊線速度方向都跟磁感線平行，即不切割磁感線，此時(shí)感應(yīng)電動勢為零。 中性面概念： （1）中性面——線框平面與磁感線垂直的位置。 （2）線

10、圈處于中性面位置時(shí)，穿過線圈Φ最大，但=0。 （3）線圈越過中性面，線圈中I感方向要改變。線圈轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電流方向改變兩次。 2、交變電流的變化規(guī)律 設(shè)線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動，角速度是ω。經(jīng)過時(shí)間t，線圈轉(zhuǎn)過的角度是ωt，ab邊的線速度v的方向跟磁感線方向間的夾角也等于ωt，如右圖所示。設(shè)ab邊長為L1，bc邊長L2，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，這時(shí)ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢多大？ eab=BL1vsinωt = BL1·ωsinωt =BL1L2sinωt 問：此時(shí)整個(gè)線框中感應(yīng)電動勢多大？ e=eab+ecd=BL1L2ωsinωt 若線圈有N匝時(shí)，相當(dāng)于N個(gè)完全相同的電源串聯(lián)，e=NBL

11、1L2ωsinωt，令Em=NBL1L2ω，叫做感應(yīng)電動勢的峰值，e叫做感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值。 根據(jù)部分電路歐姆定律，電壓的最大值Um=ImR，電壓的瞬時(shí)值U=Umsinωt。 電動勢、電流與電壓的瞬時(shí)值與時(shí)間的關(guān)系可以用正弦曲線來表示，如下圖所示： 分析物理圖象的要點(diǎn)： 一看：看“軸”、看“線”、看“斜率”、看“點(diǎn)”、看“截距”、看“面積”、看“拐點(diǎn)”，并理解其物理意義。 二變：掌握“圖與圖”“圖與式”和“圖與物”之間的變通關(guān)系。 三判：在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正確的分析和判斷。 3、交流發(fā)電機(jī) 　（1）發(fā)電機(jī)的基本組成 　?、儆脕懋a(chǎn)生感應(yīng)電動勢的線圈（叫電樞）。 　?、谟脕懋a(chǎn)生磁場

12、的磁極。 　（2）發(fā)電機(jī)的基本種類 　?、傩D(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)（電樞動磁極不動）。 　　②旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)（磁極動電樞不動）。 　　無論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子，不動的部分叫定子。 三、歸納總結(jié)： 1、交流電的產(chǎn)生 　　強(qiáng)度和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流。 2、交流電的變化規(guī)律 　　感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式為：e=NBL1L2ωsinωt 3、交流發(fā)電機(jī) ?。?）發(fā)電機(jī)的基本組成：①電樞。②磁極。 ?。?）發(fā)電機(jī)的基本種類:①旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)②旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)。 四、教學(xué)反思： 五、作業(yè)強(qiáng)化：

13、 陜科大附中高中部“255自主學(xué)習(xí)”教學(xué)模式 高一 物理學(xué)案 課題： 編寫： 審定： 時(shí)間： 時(shí) 間 年 月 日 班級 組 別 第 組 姓名 課 時(shí) 第 課時(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 學(xué)習(xí)重難點(diǎn) 一、溫故、預(yù)習(xí) 二、新知學(xué)習(xí)：（含導(dǎo)、探、展、點(diǎn)、練） 三、歸納總結(jié)：（留給學(xué)生） 四、課后反思：（留給學(xué)生） 五、作業(yè)強(qiáng)化： 高二物理備課組 第 9 頁