交流电的教案.doc

(完整版)交流电的教案
交流电的产生教案（配合课件使用）
山东省高青一中 于正和
一、课件设计思想：
在现代工农业生产及日常生活中大都用交流电。因此我们需要学习、研究交流电的规律与特性。但对交流电产生的原理、图象，学生理解就有一定的难度.怎样来学习、研究交流电？我考虑通过实验，结合电脑动画的分幅展示、分析，增加学生的感性认识,以帮助学生对知识的理解和掌握。 本教案配合实验修订本·必修加选修第十八章第一节《交变电流的产生和变化规律》使用.
二、教学过程:
１、演示交流发电机模型。(目的:使学生知道交流电的存在及用仪器测出交流电的特点，从而可由学生总结出交流电定义。）
注意观察：接在这个电路中的灯泡什么时候发光，什么时候不发光?电流表指针的位置有什么特点？
请思考并回答：在什么情况下灯泡发光？灯泡发光说明什么？电流表指针位置不断变化说明什么？
     提示：这样的电流叫做交流电.也就是今天我们要学习的交流电。
      请总结：交流电有什么特点?
    ２、交流电定义:强度与方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流电.
３、请注意思考：交流发电机产生的电流为什么是交变电流呢？这需要了解交流发电机的基本结构及交电流的产生过程来理解。我们利用计算机来模拟这个交流发电机及交流电的产生过程。（打开课件“交流电”）
（１）交流发电机的基本结构：
    注意观察：图1是什么？
    注意观察：图2是什么?有什么作用？
思考：将它们组合在一起后是什么？如图３。当图３中的线圈转动起来后线圈中会产生交流电。如图3所示的装置就叫交流发电机.
总结: 交流发电机组成：　　 (1)。转子—转动部分　　 (2）。定子--固定部分。通过动画介绍交流发电机。
下面我们利用它来模拟交流电的产生过程及观察交流电的特性。

（２）交流电的产生过程：（使用课件）
 交流电是怎样产生的？请注意观察线圈转动与产生交流电的关系.注意线圈ab、cd 两边做切割磁感线运动时产生交流电，也可以说线圈转动时穿过线圈所围面积的磁通发生变化时产生交流电.
现在再注意观察线圈转动时线圈中的电流特性.
1）首先观察线圈中电流方向，从这个位置(中性面)开始转动，注意观察线圈ab边、cd边及电路中的电流方向有什么特点？（注：观察到线圈中电流方向是变化的,这是计算机模拟的优点，任何实验都做不到这点。这是交流电特性之一，一定要使学生观察到)
再注意观察:线圈从什么位置开始改变电流方向？这个位置非常重要，常用它作为线圈位置的参照位置，给它起个名叫“中性面”，打开“中性面”.（注:这也只有计算机模拟才能实现.）
2）现在请观察电流强度。注意观察电流表指针位置有什么特点？（应观察到指针位置是在不断变化的。）这个特点反映了什么？（这个特点反映了交流电的第二个特性：交流电流的强度也是在不断变化的，要使学生观察到）。
再观察电流强度与线圈位置的关系：现在先观察线圈在什么位置电流最小？在什么位置电流最大？(要求学生观察到在中性面时电流最小，与中性面垂直时电流最大).
在结合挂图及课本中插图引导学生总结规律。
总结:交流发电机产生的是交变电流，电流强度与电流方向都是随时间做周期性变化的。思考：当线圈在磁场中旋转一周时,交流电方向改变几次？电流强度改变几次？(可以边观察交流发电机的结构与转动时产生交流电的过程边总结）
４、通过线圈的磁通量与电流强度之间有什么关系呢？
请注意观察线圈转动与产生交流电的关系。注意线圈ab、cd 两边做切割磁感线运动时产生交流电，线圈转动时穿过线圈所围面积的磁通与交流电的变化有和关系。打开课件让学生变观察变总结.现在先观察线圈在什么位置电流最小？在什么位置电流最大？线圈在什么位置通过线圈的磁通最小?在什么位置通过线圈的磁通最大?(要求学生观察到在中性面时电流最小、磁通最大,与中性面垂直时电流最大、磁通最小）
５、交流电的规律：
从上面的观察知道，交流电的电流强度与产生交流电的线圈位置有关。那么电流强度与线圈位置之间有什么关系呢？首先我们用仪器――示波器来观察一下交流电是怎样变化的。(注:接好电路进行观察）请注意观察屏幕上的图像。这是在这个仪器中通过交流电时得到的一条图线。它的形状反映了交流电的变化情况.请思考这是一条什么图线？这是一条正弦函数曲线。即这种交流电是按正弦规律变化的。所以这种交流电叫正弦交流电。
    为什么这种交流电是按正弦规律变化的？我们仍通过观察模拟实验来认识这种交流电的变化规律。（注：只有通过计算机的模拟演示才能观察到，这又说明这种模拟演示中的现象是任何实验无法替代的）打开“图像”进行观察。如图４。
 注意观察：图中直角坐标的横轴代表什么?纵轴代表什么？线圈此刻在什么位置？
 进行演示，并观察思考：线圈位置与电流变化之间有什么关系？当线圈停在如图5所示的某位置时此时线圈中的电流是多大？
请思考：这种交流电的变化规律怎样用数学公式表示？
为此，我们将它改成平面图来研究，见图6。请注意观察：（１）磁极间的磁场是一种什么磁场?线圈在转动过程中那段导线切割磁感线而能产生感应电流的?（２）线圈a边的运动速度是什么？切割速度是什么?（３）线圈位置如何表示?（４）如果线圈以w 做匀速圆周运动，线圈位置用角b 表示，当b  随时间t变化时，b 与w 是什么关系？b＝ωt（５)线圈a边中产生的感应电动势是什么？（６)线圈中的感应电动势是什么？写出电动势公式。e=Em Sinωt,其中Em=2BLV=2BL L /2ω=BωS(７）闭合电路中的感应电流是什么？写出电流公式。i=Im Sinωt其中Im＝2BLV／Ｒ=2BL L /2ωＲ=BωSＲ（注：这些问题是理解正弦交流电必须解决的问题，可边演示边解决.图中b 在课件中可临时加上.）.
结论：交流电的图象是一条正弦函数曲线。
三、板书设计
1．产生原理　 线框在匀强磁场中匀速转动
2．过程分析　 甲S⊥B　 Φmax＝BS　 εmin=0______中性面
乙S∥B　 Φmin=0 εm=2Blv=BωS　 电流方向a→b→c→d
甲→乙与中性面夹角ωt　 Φ=　 BSεωt　 e＝εmsinωt
电流方向a→b→c→d　 εmsinωt
3．规律　 公式e＝εωmsinωt　 i＝εm/R　 sinωt

四、教学说明
交流电的产生和变化规律是“交流电”这章的重点,又是电磁感应、楞次定律、左右手定则等知识的进一步具体应用.理论分析是教学难点,而紧密联系实际又是它的特点。怎样在教学中突出特点，强调重点，分散难点是教案设计成败的关键。
1．采用悬念式引人新课。
首先立疑设问，提出有启发性、耐人寻味的疑难问题：如何设计发电机实验模型。依照认知规律顺序，从感性到理性，先用演示开路，引人新课,并留下悬念：为什么手摇发电机上安的小灯泡是一闪一闪的？这不仅能激发学生学习兴趣，还可调动学生主动探索的积极性。
2．运用程序型的设问。
既能充分体现教师的主导作用和学生的主体作用，又能按照由浅入深，由定性到定量，由特殊到一般的认知规律，实现教学过程各个环节的自然过渡。通过程序型设问和理论分析使难点得到了分散，便于学生认识交流电的产生和变化规律.
3．利用直观性原则.
引导学生观察教学挂图中线框五个特殊位置及电流计指针变化情况，并对照手摇发电机实物位置，结合课件讲解使学生实现从平面到立体，从理论到实践的转化。教材上插图还展现了表示交流电变化规律的一个重要方法—-图象法.这对理解交流电变化规律的难点,起到了铺路、架桥作用。同时，还可培养学生观察和分析能力.课件的运用更好的帮助学生获取感性知识。