交流電的產(chǎn)生

1、交流電的產(chǎn)生教案(配合課件使用)山東省高青一中 于正和一、課件設(shè)計(jì)思想： 在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中大都用交流電。因此我們需要學(xué)習(xí)、研究交流電的規(guī)律與特性。但對(duì)交流電產(chǎn)生的原理、圖象，學(xué)生理解就有一定的難度。怎樣來(lái)學(xué)習(xí)、研究交流電？我考慮通過(guò)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合電腦動(dòng)畫的分幅展示、分析，增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，以幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。 本教案配合實(shí)驗(yàn)修訂本·必修加選修第十八章第一節(jié)交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律使用。二、教學(xué)過(guò)程：、演示交流發(fā)電機(jī)模型。（目的：使學(xué)生知道交流電的存在及用儀器測(cè)出交流電的特點(diǎn)，從而可由學(xué)生總結(jié)出交流電定義。） 注意觀察：接在這個(gè)電路中的燈泡什么時(shí)候發(fā)光，什么時(shí)候不發(fā)

2、光？電流表指針的位置有什么特點(diǎn)？ 請(qǐng)思考并回答：在什么情況下燈泡發(fā)光？燈泡發(fā)光說(shuō)明什么？電流表指針位置不斷變化說(shuō)明什么？      提示：這樣的電流叫做交流電。也就是今天我們要學(xué)習(xí)的交流電。       請(qǐng)總結(jié)：交流電有什么特點(diǎn)？     、交流電定義：強(qiáng)度與方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做交變電流，簡(jiǎn)稱交流電。、請(qǐng)注意思考：交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流為什么是交變電流呢？這需要了解交流發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及交電流的產(chǎn)生過(guò)程來(lái)理解。我們利用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬這個(gè)交流發(fā)電機(jī)及交流電的

3、產(chǎn)生過(guò)程。（打開(kāi)課件“交流電”） （）交流發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)：    注意觀察：圖1是什么？    注意觀察：圖2是什么？有什么作用？思考：將它們組合在一起后是什么？如圖。當(dāng)圖中的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后線圈中會(huì)產(chǎn)生交流電。如圖3所示的裝置就叫交流發(fā)電機(jī)?？偨Y(jié): 交流發(fā)電機(jī)組成: （1）.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)部分 （2）.定子-固定部分。通過(guò)動(dòng)畫介紹交流發(fā)電機(jī)。下面我們利用它來(lái)模擬交流電的產(chǎn)生過(guò)程及觀察交流電的特性。（）交流電的產(chǎn)生過(guò)程：（使用課件） 交流電是怎樣產(chǎn)生的？請(qǐng)注意觀察線圈轉(zhuǎn)動(dòng)與產(chǎn)生交流電的關(guān)系。注意線圈ab、cd&

4、#160;兩邊做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生交流電，也可以說(shuō)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)穿過(guò)線圈所圍面積的磁通發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生交流電。現(xiàn)在再注意觀察線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈中的電流特性。1）首先觀察線圈中電流方向，從這個(gè)位置（中性面）開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，注意觀察線圈ab邊、cd邊及電路中的電流方向有什么特點(diǎn)？（注：觀察到線圈中電流方向是變化的，這是計(jì)算機(jī)模擬的優(yōu)點(diǎn)，任何實(shí)驗(yàn)都做不到這點(diǎn)。這是交流電特性之一，一定要使學(xué)生觀察到）再注意觀察：線圈從什么位置開(kāi)始改變電流方向？這個(gè)位置非常重要，常用它作為線圈位置的參照位置，給它起個(gè)名叫“中性面”，打開(kāi)“中性面”。（注：這也只有計(jì)算機(jī)模擬才能實(shí)現(xiàn)。）2）現(xiàn)在請(qǐng)觀察電流強(qiáng)度。注意觀察電流表指針位置有什

5、么特點(diǎn)？（應(yīng)觀察到指針位置是在不斷變化的。）這個(gè)特點(diǎn)反映了什么？（這個(gè)特點(diǎn)反映了交流電的第二個(gè)特性：交流電流的強(qiáng)度也是在不斷變化的，要使學(xué)生觀察到）。再觀察電流強(qiáng)度與線圈位置的關(guān)系：現(xiàn)在先觀察線圈在什么位置電流最?。吭谑裁次恢秒娏髯畲?？（要求學(xué)生觀察到在中性面時(shí)電流最小，與中性面垂直時(shí)電流最大）。在結(jié)合掛圖及課本中插圖引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)規(guī)律?？偨Y(jié)：交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的是交變電流，電流強(qiáng)度與電流方向都是隨時(shí)間做周期性變化的。思考：當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，交流電方向改變幾次？電流強(qiáng)度改變幾次？（可以邊觀察交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生交流電的過(guò)程邊總結(jié)）、通過(guò)線圈的磁通量與電流強(qiáng)度之間有什么關(guān)系呢?請(qǐng)注意觀

6、察線圈轉(zhuǎn)動(dòng)與產(chǎn)生交流電的關(guān)系。注意線圈ab、cd 兩邊做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生交流電，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)穿過(guò)線圈所圍面積的磁通與交流電的變化有和關(guān)系。打開(kāi)課件讓學(xué)生變觀察變總結(jié)?，F(xiàn)在先觀察線圈在什么位置電流最小？在什么位置電流最大？線圈在什么位置通過(guò)線圈的磁通最?。吭谑裁次恢猛ㄟ^(guò)線圈的磁通最大？（要求學(xué)生觀察到在中性面時(shí)電流最小、磁通最大，與中性面垂直時(shí)電流最大、磁通最?。?、交流電的規(guī)律：從上面的觀察知道，交流電的電流強(qiáng)度與產(chǎn)生交流電的線圈位置有關(guān)。那么電流強(qiáng)度與線圈位置之間有什么關(guān)系呢？首先我們用儀器示波器來(lái)觀察一下交流電是怎樣變化的。（注：接好電路進(jìn)行觀察）請(qǐng)注意觀察屏幕上的圖像。這是在這

7、個(gè)儀器中通過(guò)交流電時(shí)得到的一條圖線。它的形狀反映了交流電的變化情況。請(qǐng)思考這是一條什么圖線？這是一條正弦函數(shù)曲線。即這種交流電是按正弦規(guī)律變化的。所以這種交流電叫正弦交流電。    為什么這種交流電是按正弦規(guī)律變化的？我們?nèi)酝ㄟ^(guò)觀察模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)這種交流電的變化規(guī)律。（注：只有通過(guò)計(jì)算機(jī)的模擬演示才能觀察到，這又說(shuō)明這種模擬演示中的現(xiàn)象是任何實(shí)驗(yàn)無(wú)法替代的）打開(kāi)“圖像”進(jìn)行觀察。如圖。 注意觀察：圖中直角坐標(biāo)的橫軸代表什么？縱軸代表什么？線圈此刻在什么位置？ 進(jìn)行演示，并觀察思考：線圈位置與電流變化之間有什么關(guān)系？當(dāng)線圈停在如圖5所示

8、的某位置時(shí)此時(shí)線圈中的電流是多大？請(qǐng)思考：這種交流電的變化規(guī)律怎樣用數(shù)學(xué)公式表示？為此，我們將它改成平面圖來(lái)研究，見(jiàn)圖6。請(qǐng)注意觀察：（）磁極間的磁場(chǎng)是一種什么磁場(chǎng)？線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中那段導(dǎo)線切割磁感線而能產(chǎn)生感應(yīng)電流的？（）線圈a邊的運(yùn)動(dòng)速度是什么？切割速度是什么？（）線圈位置如何表示？（）如果線圈以w 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線圈位置用角b 表示，當(dāng)b  隨時(shí)間t變化時(shí)，b 與w 是什么關(guān)系？bt（）線圈a邊中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是什么？（）線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是什么？寫出電動(dòng)勢(shì)公式。e=Em Sint，其中Em=2BLV=2BL L /2=BS（）閉合電路中的感應(yīng)

9、電流是什么？寫出電流公式。i=Im Sint其中Im2BLV=2BL L /2=BS（注：這些問(wèn)題是理解正弦交流電必須解決的問(wèn)題，可邊演示邊解決。圖中b 在課件中可臨時(shí)加上。）。結(jié)論：交流電的圖象是一條正弦函數(shù)曲線。三、板書設(shè)計(jì)1產(chǎn)生原理 線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)2過(guò)程分析 甲SB maxBS min=0_中性面乙SB min=0 m=2Blv=BS 電流方向abcd甲乙與中性面夾角t = BSt emsint電流方向abcd msint3規(guī)律 公式emsint im/R sint四、教學(xué)說(shuō)明交流電的產(chǎn)生和變化規(guī)律是“交流電”這章的重點(diǎn)，又是電磁感應(yīng)、楞次定律、左右手定則等知識(shí)的進(jìn)一

10、步具體應(yīng)用。理論分析是教學(xué)難點(diǎn)，而緊密聯(lián)系實(shí)際又是它的特點(diǎn)。怎樣在教學(xué)中突出特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，分散難點(diǎn)是教案設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。1采用懸念式引人新課。首先立疑設(shè)問(wèn)，提出有啟發(fā)性、耐人尋味的疑難問(wèn)題:如何設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。依照認(rèn)知規(guī)律順序，從感性到理性，先用演示開(kāi)路，引人新課，并留下懸念:為什么手搖發(fā)電機(jī)上安的小燈泡是一閃一閃的?這不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，還可調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)探索的積極性。2運(yùn)用程序型的設(shè)問(wèn)。既能充分體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，又能按照由淺入深，由定性到定量，由特殊到一般的認(rèn)知規(guī)律，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)的自然過(guò)渡。通過(guò)程序型設(shè)問(wèn)和理論分析使難點(diǎn)得到了分散，便于學(xué)生認(rèn)識(shí)交流電的產(chǎn)生和變化規(guī)律。3利用直觀性原則。引導(dǎo)學(xué)生