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1、陜科大附中 高二物理選修3-2教學案
陜科大附中高中部“255自主學習”教學模式
高二 物理學案
課題: §2-1怎樣產(chǎn)生交變電流 共2課時 第1課時
編寫: 王建峰 審定: 高二物理組 時間: 2014.1
時 間
年 月 日
班級
組 別
第 組
姓名
課 時
第 課時
學習目標
(1)使學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、流的瞬時值和最大值及中性面的準確含義;
(3)掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。
學習重難點
重點:交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析。
難點:交變電流的變化規(guī)律及應用
一、 溫故、預習:
1、 恒定電流:大小和方向都不隨時間而改變的電流。
2、 交變電流:方向隨時間周期性變化的電流。與直流電相比,交流電有許多優(yōu)點,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)動結構簡單,運行可靠的感應電動機。
二、新知學習:(含導、探、展、點、練)
導:〖演示實驗〗手搖發(fā)電機使小燈泡發(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,感應電流最大
3、
B⊥S,φ最大,各邊不切割磁感應線,無感應電流——中性面
探:
B⊥S,φ最大,各邊不切割磁感應線,無感應電流——中性面
B∥S,φ=0,
a(b)d(c)垂直切割,感應電流最大
展:
結論:
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,感應電流方向改變一次,線圈轉(zhuǎn)動一周,感應電流方向改變兩次。
(二)交變電流的變化規(guī)律
設線圈從中性面以角速度ω開始轉(zhuǎn)動,經(jīng)時間t,線圈轉(zhuǎn)過θ=ωt,此時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,ab與dc邊產(chǎn)生的電動勢大小均為BLVSinωt,整個線圈中產(chǎn)生的瞬時電動勢大小為:e=2BLVSinωt,又V=,有:
令Em=BωS有:(Em為最大值)
若電路總電阻為R,則瞬時電流為:
同理可得電路的某段電壓的瞬時值。
點 結論:線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的感應電流是按正弦規(guī)律變化的,這種交變電流叫正弦交流電。
練:1、某交流發(fā)電機正常工作時,電動勢E=Emsinωt,當磁感應強度增大到原來的2倍,轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?/3,其它條件不變時,感應電動勢的表達式為
5、
2、對于如圖所示的電流i隨時間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強度為B的勻強磁場中,從中性面起以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,在t時刻線圈磁通量的瞬時值為( )
A、BS B、BScosωt C、BSsinωt D、BS/sinωt
4、如圖所示,矩形線圈在勻強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)到圖示位置開始計時,那么下列四個式子中正確表達了該線圈上產(chǎn)生的電動勢e隨時間變化的函數(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:(留給學生)
四、課后反思:(留給學生)
五、作業(yè)強化:
陜科大附中高中部“255自主學習”教案
課題:§2-1怎樣產(chǎn)生交變電流 共2課時 第1課時
【教學目標】
1.知識與技能方面:(1)使學生理解交變電流的
7、產(chǎn)生原理,知道什么是中性面;(2)理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準確含義;(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)學生運用數(shù)學知識解決物理問題的能力。
3.情感、態(tài)度與價值觀方面:通過實驗觀察,激發(fā)學習興趣,培養(yǎng)良好的學習習慣,體會運用數(shù)學知識解決物理問題的重要性。
【教學重難點】
重點:交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析。
難點:交變電流的變化規(guī)律及應用。
【教法學法】
演示法、分析法、歸納法
【課型】
新授課
8、
【課時】
2課時
【教具學具】
手搖單相發(fā)電機、小燈泡、示波器、多媒體教學課件、示教用大的電流表
【教學媒體】
Microsoft Office PowerPoint幻燈片。
【教學過程設計】
一、溫故、預習:
出示單相交流發(fā)電機,引導學生首先觀察它的主要構造。演示:將手搖發(fā)電機模型與小燈泡組成閉合電路。當線框快速轉(zhuǎn)動時,觀察到什么現(xiàn)象? 這種大小和方向都隨時間做周期性變化電流,叫做交變電流。
二、新課教學:(含導、探、展、點、練)
1、交變電流的產(chǎn)生
問題1、為什么矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時線圈里能產(chǎn)生交變電流?當abcd線圈在磁場中繞OO′軸轉(zhuǎn)動時,哪些邊切割
9、磁感線?
答:ab與cd。
當ab邊向右、cd邊向左運動時,線圈中感應電流的方向 沿著a→b→c→d→a方向流動的。
當ab邊向左、cd邊向右運動時,線圈中感應電流的方向如何?
感應電流是沿著d→c→b→a→d方向流動的。
線圈平面與磁感線平行時,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,此時產(chǎn)生感應電動勢最大。
問題2線圈轉(zhuǎn)到什么位置時,產(chǎn)生的感應電動勢最???
答:當線圈平面跟磁感線垂直時,ab邊和cd邊線速度方向都跟磁感線平行,即不切割磁感線,此時感應電動勢為零。
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,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,感應電流方向改變兩次。
2、交變電流的變化規(guī)律
設線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動,角速度是ω。經(jīng)過時間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ab邊長為L1,bc邊長L2,磁感應強度為B,這時ab邊產(chǎn)生的感應電動勢多大?
eab=BL1vsinωt = BL1·ωsinωt =BL1L2sinωt
問:此時整個線框中感應電動勢多大?
e=eab+ecd=BL1L2ωsinωt
若線圈有N匝時,相當于N個完全相同的電源串聯(lián),e=NBL
11、1L2ωsinωt,令Em=NBL1L2ω,叫做感應電動勢的峰值,e叫做感應電動勢的瞬時值。
根據(jù)部分電路歐姆定律,電壓的最大值Um=ImR,電壓的瞬時值U=Umsinωt。
電動勢、電流與電壓的瞬時值與時間的關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:
一看:看“軸”、看“線”、看“斜率”、看“點”、看“截距”、看“面積”、看“拐點”,并理解其物理意義。
二變:掌握“圖與圖”“圖與式”和“圖與物”之間的變通關系。
三判:在此基礎上進行正確的分析和判斷。
3、交流發(fā)電機
(1)發(fā)電機的基本組成
?、儆脕懋a(chǎn)生感應電動勢的線圈(叫電樞)。
?、谟脕懋a(chǎn)生磁場
12、的磁極。
?。?)發(fā)電機的基本種類
?、傩D(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(電樞動磁極不動)。
?、谛D(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(磁極動電樞不動)。
無論哪種發(fā)電機,轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子,不動的部分叫定子。
三、歸納總結:
1、交流電的產(chǎn)生
強度和方向都隨時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
感應電動勢的瞬時表達式為:e=NBL1L2ωsinωt
3、交流發(fā)電機
?。?)發(fā)電機的基本組成:①電樞。②磁極。
(2)發(fā)電機的基本種類:①旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機②旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機。
四、教學反思:
五、作業(yè)強化:
13、
陜科大附中高中部“255自主學習”教學模式
高一 物理學案
課題:
編寫: 審定: 時間:
時 間
年 月 日
班級
組 別
第 組
姓名
課 時
第 課時
學習目標
學習重難點
一、溫故、預習
二、新知學習:(含導、探、展、點、練)
三、歸納總結:(留給學生)
四、課后反思:(留給學生)
五、作業(yè)強化:
高二物理備課組 第 9 頁