❶ 怎样产生交变电流教学设计 doc
教材分析
1、交流与直流有许多相似之处，也有许多不同之处．学习中我们特别要注意的是交流与直流的不同之处，即交流电的特殊之处．这既是学习、了解交流电的关键，也是学习、研究新知识的重要方法．在与已知的知识做对比中学习和掌握新知识特点的方法，是物理课学习中很有效和很常用的方法．
在学习交变电流之前，应帮助学生理解直流电和交流电的区别．其区别的关键是电流方向是否随时间变化．同时给出了恒定电流的定义——大小和方向均不随时间变化．
2、对于交变电流的产生，课本采取由感性到理性，由定性到定量，逐步深入的讲述方法．为了有利于学生理解和掌握，教学中要尽可能用示波器或模型配合讲解．教学中应注意让学生观察教材中的线圈通过4个特殊位置时电表指针的变化情况，分析电动势和电流方向的变化，使学生对线圈转动一周中电动势和电流的变化有比较清楚的了解．有条件的，还可以要求学生运用已学过的知识，自己进行分析和判断．
3、用图像表示交变电流的变化规律，是一种重要方法，它形象、直观、学生易于接受．要注意在学生已有的图像知识的基础上，较好地掌握这种表述方法．更要让学生知道，交变电流有许多种，正弦电流只是其中简单的一种．课本中用图示的方法介绍了常见的几种，以开阔学生思路，但不要求引伸．
4、在这一节中学生要第一次接受许多新名词，如交变电流、正弦电流、中性面、瞬时回值、最大值（以及下一节的有效值）等等．要让学生明白这些名词的准确含义．特别是对中性面的理解，要让学生明确，中性面是指与磁场方向垂直的平面．当线圈位于中性面时，线圈中感应电动势为零，线圈转动过程中通过中性面时，其中感应电动势方向要改变．
5、课本上介绍的交变电流的产生，实际上是正弦交流电的产生．以矩形线框在匀强磁场中匀速转动为模型，以线框通过中性面为计时起点，得到电动势随时间满足正弦变化的交变电流．这里可以明确指出，电动势的最大值由线框的匝数、线框面积、转动角速度和磁感应强度共同决定．
6、课本将线框的位置与产生的电动势的对应起来，意图是帮助学生建立起鲜明的形象，把物理过程和描述它的物理规律对应起来．教师可以通过一些问题的提问，帮助学生理解有关内容，例如，如果在线框转到线框平面与磁感线平行时开始计时，它产生的电动势随时间变化的图像应是什么样的？
7、交流电的有效值、周期等概念的学习重在理解．
交流电的有效值概念是本章的重点，也是难点．课本中的交流电有效值定义特别强调是从使电阻产生热量等效这一方面来定义交流电的有效值的．教材中直接给出了正弦交流电流的有效值与最大值的关系式，但不要求证明，为了让学生更好地理解和熟悉有效值，课本上已经指出，交流电压表和电流表的示数都是有效值，家用电器上的标称也是有效值．
交流电的周期描述交流电的变化快慢．在一个周期时间内，交流电完成一次完全变化．在实际生活中，经常能见到的是交流电的频率．我国民用交流电的频率是50HZ．在一些欧美国家，交流电的频率是60HZ．
8、交流电的最大值、有效值、周期和频率都是描述交流电某一方面的特性，而交流电的图像却可以全面反映某一交流电的情况．所以，要求学生能够从交流电的图像中得到描述交流电的各个物理量．
【教学设计思想】交变电流是生产和生活中最常用到的电流，而正弦式电流又是最简单和最基本的。正弦式电流产生的原理是基于电磁感应的基本规律，所以本章是前一章的延续和发展，是电磁感应现象的具体应用。另一方面，本节知识是全章的理论基础，有着承上启下的作用。本节内容的教学重点是运用电磁感应的基本知识，配合响应的演示实验，分析交变电流的产生过程，认识交变电流的特点及其规律。培养学生联系实际，勇于创新的科学精神和自主学习的能力，培养善于观察，勤于思考，科学推理、联系实际、勇于创新的精神。
教学目标
（一）知识与技能
1．使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。
2．掌握交变电流的变化规律及表示方法。
3．理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。
（二）过程与方法
1．掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。
2．培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。
3．培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。
（三）情感、态度与价值观
通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性
教学重点、难点
重点
交变电流产生的物理过程的分析。
难点
交变电流的变化规律及应用。
教学方法
演示法、分析法、归纳法。
教学手段
电池组、学生电源、电压传感器、手摇发电机、灵敏电流计、多媒体教学课件
教学过程
（一）引入新课
由校园的夜景照片引入，用传感器显示直流、交流的电压时间图象，有学生概括其相应特点，老师给出具体的定义，学生找关键词，练习，概念应用。那生活中使用广泛的交流电是怎样产生的呢？出示手摇发电机，观察现象，现象说明了什么？学生设计方案，验证是否为交流电。
一、交变电流
1、定义：
2、产生： 原理
发电机结构
中性面 磁通量最大
e=0 i=0
电流方向变
二、正弦式交变电流
1、定义：
2、变化规律： e=Emsinωt
i=Imsinωt
u=U msinωt
三、几种常见的交变电波形
（二）课堂练习
1. 交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=EmSinωt，如果转子的转速n提高一倍，其它条件不变，则电动 势的变化规律将变化为：
A. e=EmSin2ωt B. e=2EmSin2ωt
C. e=2EmSin4ωt D. e=2EmSinωt
2.一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，若线圈
在磁场中匀速转动的角速度是100πrad/s。
（1）写出感应电动势的瞬时值表达式。
（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的总电阻为100Ω，
试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式、在t=1/120s时电流强度的瞬时值
为多少？
（3）线圈从中性面转过1800的过程中，电动势的最大值、平均值分别是多少？
（4）转动过程中磁通量的变化率最大值是多少？
答案（1）e=311Sin100πt(V)
（2）I=3.11Sin（100π×1/120）=3.11×1/2=1.55（A）
（3）E m=311V E=NΔφ/Δt=2NBSω/π≈198V
（4）Δφ/Δt=311/N（Wb/s）
（三）、学生自己整理概括，本节课本节课所学内容，并质疑，老师解答。
（四）综合应用、实例探究
老师质疑：以传感器得到手摇发电机的电压时间图象，处理放大，发现是锯齿波，而非正弦波，问，为什么/学生讨论、猜测，并证实。
板书：
一、交变电流
1、定义：
2、产生： 原理
发电机结构
中性面 磁通量最大
e=0 i=0
电流方向变
二、正弦式交变电流
1、定义：
2、变化规律： e=Emsinωt
i=Imsinωt
u=U msinωt
教学反思
1、应帮助学生理解直流电和交流电的区别．其区别的关键是电流方向是否随时间变化．同时给出了恒定电流的定义——大小和方向均不随时间变化。
2、有条件可以多取几组器材，让学生亲自动手并观察线圈通过4个特殊位置时电表指针的变化情况，分析电动势和电流方向的变化，使学生对线圈转动一周中电动势和电流的变化有比较清楚的了解。
3、引导学生掌握用图象表示交变电流的变化规律这一重要方法。更要让学生知道，交变电流有许多种，正弦电流只是其中简单的一种。课本中用图示的方法介绍了常见的几种，以开阔学生思路，但不要求引伸。
4、引导学生将线框的位置与产生的电动势的对应起来，帮助学生建立起鲜明的形象，把物理过程和描述它的物理规律对应起