§5.1 交變電流
設計人：尚勇備課組長：林玉勇
共1課時
一、學習目標
（一）知識與技能
1、知道正弦交流電是矩形線框在勻強磁場中勻速轉動產生的．知道中性面的概念．
2、掌握交變電流的變化規律及表示方法，理解描述正弦交流電的物理量的物理含義．
3、理解正弦交流電的影象，能從影象中讀出所需要的物理量．
（二）過程與方法
1、掌握描述物理規律的基本方法——文字法、公式法、影象法．
2、培養學生觀察能力、空間想象能力、立體圖轉化為平面圖進行處理問題的能力
（三）情感、態度與價值觀
培養學生的分析推理能力和抽象思維能力
二、重點難點
1、重點：交變電流產生的物理過程的分析及中性面的特點．
2、難點：交變電流產生的物理過程的分析．
三、教學方法
引導分析、分組交流與討論、模擬法、比較法
四、教學準備
學案、多**裝置、條形磁鐵、蹄形磁鐵、線圈、導線和開關、電源、電流計、**，
五、教學過程
（一）自主學習（8分鐘）
1.感應電動勢的大小
基本式：e法拉第電磁感應定律) n
匯出式：e導體切割磁感線時的感應電動勢)blv
2.感應電動勢的方向
基本規律楞次定律
匯出規律口訣「左力右電」)右手定則
3和________都隨時間做週期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流(ac不隨時間變化的電流稱為直流(dc都不隨時間變化的電流稱為恆定電流.
大小方向方向大小和方向
4. 交變電流產生的方法：線圈在________磁場中繞________於磁感線的軸________轉動.
勻強垂直勻速
5. 交變電流的變化規律
(1)正弦式交變電流：按規律變化的交變電流叫做正弦式交變電流，其電動勢瞬時值表示式為e
(2)當正弦式交變電流的負載為燈泡等用電器時，負載兩端的電壓u、流過的電流i也按變化，即ui
（二）問題**（25分鐘）
一、交變電流
[問題設計]
1. 把圖1電路接在乾電池的兩端時，可以觀察到
的現象是什麼？
2. 答案當接在乾電池兩端時，只有乙個發光二極體會亮．
2．把圖1電路接在手搖式發電機兩端時，又會觀察到怎樣的現象？
答案當接在手搖式發電機兩端時兩個發光二極體間或的閃亮，原因是發電機產生與直流不同的電，兩個發光二極體一會兒接通這乙個，一會兒再接通另外乙個，電流方向不停地改變．
二、交變電流的產生
[問題設計]
如圖2所示，當線圈在磁場中繞oo′軸轉動時，哪些邊切割磁感線？ 產生電流的大小和方向為什麼會變化？線圈轉到哪些位置時沒有感應電流？
圖2答案當線圈在磁場中繞oo′軸轉動時，ab、cd邊切割磁感線產生感應電流，由於兩邊切割磁感線的有效速度大小及方向不斷改變，所以產生的感應電流大小和方向不斷變化．線圈轉到甲和丙位置時沒有感應電流，我們稱之為中性面．
三、交變電流的變化規律
[問題設計]
如圖3所示，線圈平面從中性面開始轉動，角速度為ω.經過時間t，線圈轉過的角度是ωt，ab邊的線速度v的方向跟磁感線方向間的夾角也等於ωt.設ab邊長為l1，bc邊長為l2，線圈面積s＝l1l2，磁感應強度為b，則：
(1)ab邊產生的感應電動勢多大？
(2)整個線圈中的感應電動勢多大？
(3)若線圈有n匝，則整個線圈的感應電動勢多大？
答案 (1)eab＝bl1vsin ωt＝bl1sin ωt＝bl1l2ωsin ωt＝bsωsin ωt
(2)整個線圈中的感應電動勢由ab和cd兩部分組成，
且eab＝ecd，所以e＝eab＋ecd＝bsωsin ωt
(3)若線圈有n匝，則相當於n個完全相同的電源串聯，
所以e＝nbsωsin ωt
例1 如圖4所示，矩形線圈邊長為ab＝20 cm，
bc＝10 cm，匝數n＝100匝，磁場的磁感應強度b＝0.01 t．當線圈以n＝50 r/s的轉速從圖示位置開始逆時針勻速轉動時，求：
(1)線圈中交變電動勢瞬時值表示式；
(2)從線圈開始轉動起，經0.01 s時感應電動勢的瞬時值．
解析 (1)轉動角速度ω＝2πn＝100π rad/s
電動勢瞬時值表示式：e＝nbsωsin(ωt＋)
所以e＝2πsin(100πt＋) v
(2)經0.01 s時e＝2πsin(π＋) v＝－π v，負號表示與原方向相反
課堂訓練
1.線圈在勻強磁場中勻速轉動產生交變電流的圖象如圖6所示，由圖象可知( )
a．在t1、t3時刻線圈處於中性面位置
b．在t2、t4時刻穿過線圈的磁通量為零
c．從t1時刻到t4時刻線圈轉過的角度為π
d．若從0時刻到t4時刻經過0.02 s，則在1 s內交流電的方向改變100次
解析線圈在磁場中從題圖位置開始勻速轉動時可以產生按余弦規律變化的交流電．對於題圖起始時刻，線圈的cd邊離開紙面向紙外運動，速度方向和磁場方向垂直，產生的電動勢的瞬時值最大；用右手定則判斷出電流方向為逆時針方向，與規定的正方向相同．所以c對．
2．如圖8(a)所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，並繞過ab、cd中點的軸oo′以角速度ω逆時針勻速轉動．若以線圈平面與磁場夾角θ＝45°時為計時起點，如圖(b)所示，並規定當電流自a流向b時電流方向為正．則下面所示的四幅圖中正確的是
解析 t1、t3時刻感應電流最大，線圈位置與中性面垂直，t2、t4時刻感應電流為零，線圈在中性面，磁通量最大．從t1時刻到t4時刻線圈轉過的角度為3π/2.從0時刻到t4時刻經過0.02 s，線圈轉動週期t＝0.
02 s，在1 s內交流電的方向改變100次．d正確．
六、課堂小結（2分鐘）.
七、教學反思
交變電流反思
物理組 張繼福 交流與直流有許多相似之處，也有許多不同之處 學習中我們特別要注意的是交流與直流的不同之處，即交流電的特殊之處 這既是學習 了解交流電的關鍵，也是學習 研究新知識的重要方法 在與已知的知識做對比中學習和掌握新知識特點的方法，是物理課學習中很有效和很常用的方法 在學習交變電流之前，應幫助...
交變電流基礎練習
1.關於交變電流和直流電的說法中，正確的是 a.如果電流大小做週期性變化，則一定是交變電流 b.直流電的大小可以變化，但方向一定不變 c.交變電流一定是按正弦或余弦規律變化的 d.交變電流的最大特徵就是電流的方向發生週期性的變化 2.矩形線圈繞垂直於勻強磁場的對稱軸做勻速轉動經過中性麵時，以下說法正...
交變電流章末總結
章末總結 要點一交變電流的有效值 交變電流的有效值是根據電流的熱效應規定的 讓交流和直流通過相同阻值的電阻，如果讓它們在相同的時間內產生的熱量相等，就把這一直流的數值叫做這一交流的有效值 1 只有正弦式交變電流的有效值才一定是最大值的倍 2 通常所說的交變電流的電流 電壓 交流電表的讀數 交流電器的...