高中物理(人教版)选修3-2教学设计全套(9)

2019-08-30 15:04

六、教学过程

(一)预习检查、总结疑惑 (二)情景导入、展示目标。

利用多媒体课件展示目标

展示:单相交流发电机,引导学生首先观察它的主要构造。 演示:手摇发电机模型。第一次发电机接小灯泡.当线框缓慢转动时,小灯泡不亮;当线框快速转动时,小灯泡一闪一闪的。

第二次发电机接上示教电流计,当线框缓慢转动(或快速摆动),电流计指针左右摆动。

思考问题:线圈中产生的是什么样的电流?

(引导学生回答:这种电流就是我们家里电路是的电流,它的大小和方向都随时间做周期性的变化,这样的电流叫交变电流。如果方向不随时间变化的电流称为直流电。交流电和直流电之间可以相转换。)

注:手摇发电机的速度有所改变,一次快一次慢。

观察实验现象,思考为什么会有这样的现象产生。从而引入交变电流。om] (三)合作探究、精讲点拨。

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? 多媒体课件打出下图。

PPT展示中性面概念:

1.中性面——线框平面与磁力线垂直位置. 2.线圈处于中性面位置时,穿过线圈Φ最大,但=0.

3.线圈越过中性面,线圈中I感方向要改变.线圈转一周,感应电流I感

方向改变两次.

如果从中性面开始计时,逆时针方向匀速转动,角速度ω,经时间

t,线圈转到图示位置,ab边与cd边的速度方向与磁场方向夹角为ωt,

屏幕上打出线圈水平投影图,如图所示。

1.在匀强磁场中,匀速转动线圈产生感应电动势及感应电流是按正弦规律变化的。瞬时表达式:e=Bl1l2ωsinωt=BSωsinωt

N匝线圈时,相当于N个完全相同的电源来个串联,e=NBSωsinωt.

其中最大值Em=NBSω 线框和用电器构成回路i=

eNBS?NBS? = sinωt; 最大值 Im= R?rR?rR?r2.屏幕上使线圈转动,如转ωt=60°,150°,210°,300°时,请学生分别计算感应电动势的大小和方向?

由于上面介绍的发电机的电动势按正弦规律变化,所以当负载为电灯等用电器时,负载两端的电压u、和流过的电流i,也按正弦规律变化,即: U= Umsinωt, i=Imsinωt 这种按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流简称正弦式电流。

例题分析: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311 V,线圈在磁场中转动的角速度是100πrad/s.[来源:Z.xx.k.Com]

(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,电路中的总电阻为100 Ω,试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式.在t=

1s时电流120强度的瞬时值为多少?

解析:因为电动势的最大值Em=311 V,角速度ω=100πrad/s,所以电动势的瞬时值表达式是e=311sin100πt V.

Em311根据欧姆定律,电路中电流强度的最大值为Im=R=100=3.11 A,

所以通过负载的电流强度的瞬时值表达式是i=3.11sin100πt A [X_X_K]

当t=

1s时,电流强度的瞬时值为 12011)=311×=1.55 A 1202i=3.11sin(100π╳

思考问题:结合数学知识,能否在直角坐标系中画出正弦式电流的图像?(如下图)

[演示]用示波器显示照明电路的电压波形.分析波形曲线特点,如图所示。

阅读书本p32页最后一段。知道还有其它形式的交流电。如锯齿波、脉冲波等。

(四)反思总结,当堂检测。 七、板书设计

转动?产生:矩形线圈在匀强磁场中交变电流? ?规律:e?NBS? sin ? t?图象:是一条正弦曲线?教学反思

1、交流与直流有许多相似之处,也有许多不同之处。教学中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,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。

第2节《描述交变电流的物理量》

一、教材分析

本节教学要让学生知道,上节用图像对交变电流的描述是全面的、细致的。由于交变电流的电压、电流等的大小和方向都随时间做周期性变化,就需要一些特殊的物理量来描述它在变化中的不同方面的特征。这就


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