一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备，作为教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容，帮助教师缓解教学的压力，提高教学质量。写好一份优质的教案要怎么做呢？小编收集并整理了“高二物理《交变电流是怎样产生的》学案”，欢迎大家阅读，希望对大家有所帮助。

高二物理《交变电流是怎样产生的》学案

备课时间：2016/3/14学科：物理备课组：高二
主备教师：方xx备课组长：符xx组员：方xx粟xx教师二次备课
教学目标
1、认识交流发电机，了解交流发电机的构造；
2、理解交变电流产生和变化规律，知道中性面的概念；
3、能用数学表达式和图像描述正余弦交流电的变化规律，能正确表达出正弦交流电的最大值、有效值、瞬时值。
教学重点和难点
教学重点：1、交流电产生的物理过程的分析及中性面的点．
2、交流电的数学表达式和图像
教学难点：交流电产生的物理过程的分析及中性面的点
教学准备、教学资源和主要教学方法
交流发电机实验模型，电流表等；PPT；观察法，讨论法，讲授法。
教学过程
目标引领
展示目标，齐读目标，教师解读目标，学生明确目标
活动导学一、交流发电机的构造和基本种类
1、发电机的基本组成：
①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）
②用来产生磁场的磁极
2、发电机的基本种类：
①旋转电枢式发电机
②旋转磁极式发电机
3、转动的部分叫转子，不动的部分叫定子
二、交变电流的产生原理
演示实验：注意观察电流表打针的偏转情况。
1、实验：
①观察到线圈中电流方向是变化的
②再观察电流强度与线圈位置的关系
③实验结论：交流电的大小和方向是不断变化的，线圈在磁场中每旋转一周，电流表指针就左右摆动一次，它的大小和方向都随时间做周期性变化。
2、中性面
①中性面在垂直于磁场位置
②线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大
③线圈在中性面时，感应电动势和电流都为0
④每经过中性面一次，方向改变一次
三、交变电流的变化规律
1、设矩形线圈的ab边长为L1，ad边长为L2在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O。
2、推导：以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线）
因为：

所以：
设
则有：
3、归纳：①电动势按正弦规律变化
②成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面开始计时
③电压电流按正弦规律变化
④电路上的电压电流与时间的变化图象

板书设计
交变电流是怎样产生的
一、交流发电机的构造和基本种类
二、交变电流的产生原理
1、演示实验：①观察实验②分析实验③结论
三、交变电流的变化规律
①电动势按正弦规律变化
②成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面开始计时
③电流按正弦规律变化
④电路上的电压电流与时间的变化图象
教学反思

扩展阅读

高二物理交变电流复习学案

变电流的产生：线圈在匀强磁场中绕_______于磁场的轴匀速转动，产

生按_______规律变化的电流。线圈转至中性面时，穿过线圈的磁通量______

，而感应电动势________。

2．表征交变电流的物理量：周期T，频率f，关系_________；峰值：Em、I

m、Um；有效值：E、I、U

3．正弦交变电流的变化规律：

瞬时值表达：e=______________，i=______________，u=____________

峰值：Em=__________；

正弦交变电流有效值与峰值的关系：E=__________，I=____________，U=_____________

4．电感电容对交变电流的影

交变电流的产生和变化规律

一、知识回顾

教师：如何产生感应电流？

请运用电磁感应的知识，设计一个发电机模型．

学生设计：让矩形线圈在匀强磁场中匀速转动．

二、新课教学：

1、交变电流的产生

演示1：出示手摇发电机模型，并连接演示电流表．

当线圈在磁场中转动时，电流表的指针随着线圈的转动而摆动，线圈每转动一周指针左右摆动一次．

表明电流强度的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电．

2、交变电流的变化规律

投影显示：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程．

分析：线圈bc、da始终在平行磁感线方向转动，因而不产生感应电动势，只起导线作用．

（1）线圈平面垂直于磁感线（甲图），ab、cd边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流．

教师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面．

中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零．

（2）当线圈平面逆时针转过时（乙图），即线圈平面与磁感线平行时，ab、cd边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最大，线圈中的感应电流也最大．

（3）再转过时（丙图），线圈又处于中性面位置，线圈中没有感应电动势．

（4）当线圈再转过时，处于图（丁）位置，ab、cd边的瞬时速度方向，跟线圈经过图（乙）位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在（图乙）位置相反．

（5）再转过线圈处于起始位置（戊图），与（甲）图位置相同，线圈中没有感应电动势．

在场强为的匀强磁场中，矩形线圈边长为，逆时针绕中轴匀速转动，角速度为，从中性面开始计时，经过时间．线圈中的感应电动势的大小如何变化呢？

线圈转动的线速度为，转过的角度为，此时ab边线速度以磁感线的夹角也等于，这时ab边中的感应电动势为：

同理，cd边切割磁感线的感应电动势为：

就整个线圈来看，因ab、cd边产生的感应电势方向相同，是串联，所以当线圈平面跟磁感线平行时，即，这时感应电动势最大值；

．

感应电动势的瞬时表达式为：

可见在匀强磁场中，匀速转动的线圈中产生的感应电动势是按正弦规律变化的．即感应电动势的大小和方向是以一定的时间间隔做周期性变化．

当线圈跟外电路组成闭合回路时，设整个回路的电阻为，则电路的感应电流的瞬时值为表达式．

感应电流瞬时值表达式为，这种按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流．

3、交流电的图像

交流电的变化规律还可以用图像来表示，在直角坐标系中，横轴表示线圈平面跟中性面的夹角（或者表示线圈转动经过的时间），纵坐标表示感应电动势（感应电流）．

4、交流发电机

（1）发电机的基本组成

①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）．

②用来产生磁场的磁极．

（2）发电机的基本种类

①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）．

②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）．

无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子．

三、小结：

1、交流电的产生

强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流．

2、交流电的变化规律

感应电动势的瞬时表达式为：．

感应电流瞬时值表达式：．

3、交流电的图像

4、交流发电机

（1）发电机的基本组成：①电枢．②磁极．

（2）发电机的基本种类:①旋转电枢式发电机．②旋转磁极式发电机．

交变电流

古人云，工欲善其事，必先利其器。教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让学生更好的消化课堂内容，有效的提高课堂的教学效率。那么，你知道教案要怎么写呢？下面是小编帮大家编辑的《交变电流》，相信能对大家有所帮助。

课题交变电流课型
【学习目标】
1．知道为什么电感对交变电流有阻碍作用．
2．知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关．
3．知道交变电流能通过电容，知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用．
4．知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关．
【学习重难点】
1、重点：电感和电容对交变电流的影响
2、难点：电感和电容对交变电流的影响

【自主学习】
新课
一、感抗
1．定义：对电流阻碍作用的大小，用感抗表示．
2．感抗的成因：因为交变电流的随时间周期性变化，这个变化的电流通过线圈时产生一个自感电动势，自感电动势总是阻碍的变化，故线圈对交变电流有阻碍作用，这就是感抗．
3．决定因素：感抗的实质就是由线圈的自感现象引起的，线圈的自感系数L越，自感作用就越大，因而感抗也就越大；交流的频率f越，电流的变化率就越大，自感作用也越大，感抗也就越大．*实际上进一步研究可得出线圈的感抗XL与它的自感系数L及交变电流的频率f间有如下的关系：
XL＝2πfL
说明：通常所讲的直流，常指恒定电流．恒定电流流过电感线圈，电流没有变化，因而就不产生自感现象．因此，电感线圈对恒定电流而言无所谓感抗．
二、低频扼流圈和高频扼流圈
1．低频扼流圈：自感系数的线圈（约几十亨），线圈电阻较，对直流的阻碍作用较小，这种线圈可以“通，阻”。
2．高频扼流圈：自感系数较小的线圈（约几个毫亨），对低频交变电流的阻碍作用较而对高频交变电流的阻碍作用很，可以用来“通，阻”。
三、交变电流能够“通过”电容器．
（1）电流实际上并没有通过电容器，也就是说，自由电荷定向移动，不会从一个极板经极板间的电介质到达另一个极板．
（2）电容器“通交流”，只不过是在交变电压的作用下，当电源电压升高时，电容器，电荷向电容器的极板上集聚，形成；当电源电压降低时，电容器，电荷从电容器的极板上放出，形成．电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器．
四、容抗
1．定义：对交流的阻碍作用的大小，用容抗来表示．
2．成因：电容器接入交流电路中后，极板上的电荷形成了二极板间的电压，这电压和电源电压相反，从而产生了对交变电流的阻碍作用，即形成了容抗．
3．决定因素：交流电路中的容抗和交变电流的频率、电容器的电容成反比．容抗与交变电流的频率和电容的关系为XC＝，即交流电的频率越大，电容越，电容器对交变电流的阻碍作用越小，容抗越．
说明：电容不仅存在于成形的电容器中，也存在于电路的导线、元件及机壳间．当交流电频率很高时，电容的影响会很大．
五、电感和电容在电路中的作用
1．电感的作用是：“通、阻、通、阻”．
2．电容的作用是：“通、直流、通、阻”．
【疑难辨析】
电阻、电感器、电容器对对交变电流阻碍作用的区别与联系
电阻电感器电容器
产生的原因定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化电容器两极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的反抗作用
在电路中的特点对直流、交流均有阻碍作用只对变化的电流如交流有阻碍作用不能通直流，只能通变化的电流．对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随频率的降低而增大
决定因素由导体本身（长短、粗细、材料）决定，与温度有关由导体本身的自感系数和交流的频率f决定由电容的大小和交流的频率决定
电能的转化与做功电流通过电阻做功，电能转化为内能电能和磁场能往复转化电流的能与电场能往复转化
【问题思考】
为什么交变电流能够通过电容器？
电容器的两级板之间是绝缘的，不论是恒定电流还是交变电流，自由电荷都不能通过两极板之间的绝缘体（电介质）。通常所说的交变电流“通过”电容器，并非有自由电荷穿过了电容器，而是在交流电源的作用下，当电压升高时，电容器充电，电容器极板上的电荷量增多，形成充电电流，当电压降低时，电容器放电，电容器极板上的电荷量减少，形成放电电流，由于电容器反复不断地充电和放电，使电路中有持续的交变电流，表现为交变电流“通过”了电容器。
【例题解析】
【例1】一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图所示．一块铁插进线圈之后，该灯将：（）
A．变亮B．变暗
C．对灯没影响D．无法判断
【解析】线圈和灯泡是串联的，当铁插进线圈后，电感线圈的自感系数增大，所以电感器对交变电流阻碍作用增大，因此电路中的电流变小，则灯变暗。【答案】B
【说明】早期人们正是用改变插入线圈中铁芯长度的方法来控制舞台灯光的亮暗的。
【例2】如图4所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是
A．把电介质插入电容器，灯泡变亮
B．增大电容器两极板间的距离，灯泡变亮
C．减小电容器两极板间的正对面积

交变电流导学案

选修3-2第五章第1节交变电流导学案
课前预习学案
一、预习目标
1、知道交变电流产生的原理
2、知道交变电流的变化规律及物理量间的关系
二、预习内容
1、交变电流
________和________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流（）
________不随时间变化的电流称为直流（）
大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流
2、交变电流的产生
（1）过程分析

特殊位置甲乙丙丁戊
B与S的关系
磁通量Φ的大小
4个过程中Φ的变化
电流方向
磁通量Φ的变化率

（2）中性面：_______________________________
磁通量___________
磁通量的变化率____________
感应电动势e＝________，_______感应电流
感应电流方向________，线圈转动一周，感应电流方向改变______次

课内探究学案

一、学习目标
1、理解交变电流的产生原理及变化规律；
2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系；
学习重难点：交变电流的产生原理、变化规律及物理量间的关系
二、学习过程
1、为什么矩形线框在匀强磁场中匀速转动，线框里能产生交变电流？

2、交变电流的产生过程中的两个特殊位置及特点是什么？
(1)中性面：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.线圈平面处于跟中性面重合的位置时；
(a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电流等于零；
(b)磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零.
(c)交变电流的方向在中性面的两侧是相反的.
(2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变.

3、交变电流的变化规律：

如图5－1－1所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程：
当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=Emsinωt，其中Em=2NBLv=NBωS；i=Imsinωt，其中Im=Em/R。
当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=Emsinωt，其中Em=2NBLv=NBωS；i=Imsinωt，其中Im=Em/R。
图5－1－2所示为以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的e－t和i-t图象：

三、反思总结
1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动（绕与磁场垂直的轴）时，线圈中产生正弦交变电流，从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为：
e=NBSωsinωt=Emsinωt
e—ωt图线是一条正弦曲线.
2.中性面特点：Φ最大，而e=0.
四、当堂检测
1、交流发电机在工作时电动势为e=Emsinωt，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为（）
A、e=Emsin（ωt/2）B、e=2Emsin（ωt/2）
C、e=Emsin2ωtD、e=Em/2sin2ωt
答案：C
2、如图是一个正弦交变电流的i—t图象，根据这一图象，该交流电的瞬时值表达式为-----------A

答案：i=5sin(5πt)
课后练习与提高

1、如图甲中所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示，下列论述正确的是（）
A、t1时刻线圈中感应电动势最大；
B、t2时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直；
C、t3时刻线圈平面与中性面重合；
D、t4、t5时刻线圈中感应电流方向相同
答案：BC
2、如图所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数N=100，线圈电阻r=3Ω，ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感应强度B=0.5T，
电阻R=311Ω，当线圈以n=300r/min的转速匀速转动时，求：
⑴感应电动势的最大值；
⑵t=0时刻，线圈在图示位置，写出此交变电流电动势的瞬时值表达式；
⑶此电压表的示数是多少？

答案：(1)100πV(2)e=100πcos(10πt)V(3)U=220V

文章来源：http://m.jab88.com/j/53007.html

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