第一篇：交變電流教案大全

§5.1《交變電流》

靈臺一中 王佛寶

教學目標 知識與技能：

（1）使學生理解交變電流的產生原理，知道什么是中性面。（2）掌握交變電流的變化規律及表示方法。

（3）理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準確含義。過程與方法：

（1）掌握描述物理量的三種基本方法（文字法、公式法、圖象法）。

（2）培養學生觀察能力，空間想象能力以及將立體圖轉化為平面圖形的能力。（3）培養學生運用數學知識解決物理問題的能力。情感、態度與價值觀： 培養學生理論聯系實際的思想

教學重點：交變電流產生的物理過程的分析 教學難點：交變電流的變化規律及應用 教學過程： 新課導入：

今天我們開始學習交變電流，交變電流是電磁感應現象的進一步延伸。新課教學：

（一）探究手搖交流發電機輸出電流的特點： 實驗一：用手搖交流發電機對小燈泡供電 現象：小燈泡一閃一閃地發光

結論：電流的大小是周期變化的實驗二：把手搖交流發電機和示教電流表相連

現象：指針左右擺動

結論：電流的方向是周期變化的

小結：手搖交流發電機的輸出電流的大小和方向都隨時間 做周期性的變化。

大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫交變電流，簡稱交流（AC）

方向不隨時間變化的電流稱為直流（DC）

大小、方向均不隨時間變化的電流叫恒定電流。

（二）探究交變電流的產生原理： 交流發電機的構造：

哪些邊切割磁感線？（ab和cd）問題討論：

（1）在轉動過程中，哪個位置線圈中沒有電流，哪個位置線圈中有電流，哪個位置線圈中電流最大？

物理學中把線圈平面垂直與磁感線的位置稱為中性面。

2、你能判斷出線圈從中性面開始逆時針轉動一周中，線框中電流方向的規律嗎？

3、你能總結線圈在轉動過程中，電流的方向的變化規律嗎？

線圈平面每經過中性面時，感應電流的方向就改變一次，線圈轉動一周，感應電流的方向改變兩次。

4、你能定性的分析出線圈從中性面轉動半周過程中電流的大小變化規律嗎？

從中性面開始轉動過程中，電流從零逐漸變大到最大，再由最大減小到下一個中性面變為零。

（三）定量分析交變電流的變化規律：

設AB長為L1，BC長為L2，轉動的角速度為ω，磁感應強度為B。單匝：E=2BL1v⊥=2BL1VSin?t=2BL1.N匝：E=N BS?Sin?t

?L2 Sin?t=BS? Sin?t 2Em=N BS?是感應電動勢的最大值，叫做峰值。

由于電動勢按正弦規律變化，當負載為電燈等用電器時，負載兩端的電壓u、通過的電流i，也按正弦規律變化，e?NBS?sin?t?Emsin?t

i?NBS?sin?t?Imsin?tR?r

u?NBS?Rsin?t?Umsin?tR?r

這種按正弦函數規律變化的交變電流叫正弦式交變電流，簡稱正弦式電流。思考：如果從線框平面與磁感線平行的位置開始計時，那么表達式如何？

e?nBS?cos?t?Emcos?t

注意：兩個特殊位置的不同特點：

（1）線圈平面與中性面重合時，S?B，?最大，e?0，i?0，電流方向發生改變；（2）線圈平面與中性面垂直時，S//B，??0，e最大，i最大，電流方向不變； 正弦交變電流是一種最簡單又最基本的交變電流，家庭電路的交變電流就是正弦交變電流。實際中應用的交變電流，不只限于正弦交變電流，它們隨時間變化的規律是各種各樣的。

例

1、發電機產生的按正弦規律變化的電動勢最大值為311V，其線圈共100匝，在勻強磁場中

勻速轉動的角速度為100πrad/s,從線圈經過中性面開始計時。（1）寫出當時的瞬時表達式。

（2）此發電機與外電路組成閉合電路時，總電阻為100Ω，求t?1s時的電流。600（3）線圈轉過180°的過程中，電動勢的平均值，電動勢達到的最大值各是多少？（4）磁通量變化率的最大值是多少？ 例

2、一正弦交流發電機的電動勢為e?Emsin?t，若將此發電機的轉速和磁場均增加一倍，試寫出這時電動勢的表達式。

小結：本節課主要學習了以下幾個問題：

（1）矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動時，線圈中產生正弦式交變電流。

（2）從中性面開始計時，感應電動勢瞬時值的表達式為e=NBSωsinω t,感應電動勢的最大值為Em=NBSω。

（3）兩個特殊位置的特點； 作業：見課件1.2.3.4題

第二篇：描述交變電流的物理量教案

5.2描述交變電流的物理量

一、教材分析

選自選修3-2第5.2節《描述交變電流的物理量》內容。學習了交變電流的產生原理，對交變電流的定量描述問題進一步學習，以利用這些物理量描述交變電流的變化規律，是研究交變電流變化規律的基礎和前提。課程標準對本節內容的要求是“能用函數表達式和圖像描述交變電流，測算其峰值和有效值”。教材是這樣來處理的：首先，學生應該能從數學角度進一步認識交變電流的周期性；然后，通過有效值的分析和計算再一次體會等效代替法在物理學科的應用；最后，通過一些拓展訓練加深學生的理解。

二、學情分析

在這節課之前，學生已經學習圓周運動知識時，學生對周期性變化規律已經有了初步的認識，應充分利用已有的知識基礎，另外，他們對交變電流的周期、頻率、角頻率（線圈轉動的角速度）與勻速圓周運動相關物理量的聯系也有了一定的了解。但是，對交變電流的“四值”的物理意義容易混淆，“四值”的應用更容易張冠李戴。應讓學生通過定義細致區分其物理意義上的差別，通過實例辨析其適用范圍。

三、教學目標

1、知識與技能

①.知道交變電流的周期和頻率，以及它們與轉子角速度ω的關系。②.知道交變電流和電壓的最大值、瞬時值、有效值等及其關系。③.知道我國供電線路交變電流的周期和頻率。

2、過程與方法

①.用等效的方法得出描述交變電流的有效值。

②.學會觀察實驗，分析圖象，由感性認識到理性認識的思維方式。

3、情感態度與價值觀

①.通過對描述交變電流的物理量的學習，體會描述復雜事物的復雜性，樹立科學、嚴謹的學習和認識事物的態度。

②.聯系日常生活中的交變電流知識，培養學生將物理知識應用于生活和生產實際的意識，鼓勵學生勇于探究與日常生活有關的物理學問題。

四、教學重點及難點

重點：周期、頻率的概念，有效值的概念和計算 難點：有效值的概念和計算

五、教具 ：多媒體教學課件、小燈泡、手搖交流發電機模型、多媒體投影儀

六、教學方法：誘思探究教學法

七、課型：新授課

第 1頁 /共 5頁

八、教學過程

㈠、引入

上節課我們研究了矩形線圈在勻強磁場中轉動，線圈中會產生正弦交流電。

教師利用投影儀展示線圈轉動的截面圖其中線圈長ab?l1,寬ad?l2,角速度為?

[師問] 如何描述線圈中交變電流的變化規律呢?

[生答] ⑴、公式法：從中性面開始計時，l2 e?2?B?l1???Sin?t?EmSin?t ⑵、圖象法： 如圖所示

[師問] 試確定t?0、t1、t2、t3、t4時刻，圖象坐標與線圈轉動位置的對應關系？ [生答] t?0、t1、t2、t3、t4線圈轉過的角度分別為：0、?3?、?、、2?。

22[教師指出] 線圈轉動一整圈，交變電流就完成一個周期性變化。這說明，線圈轉動速度越快，交變電流周期性變化的越快。交變電流與恒定電流比較具有不同的特點，用那些量來描述交變電流呢？

㈡、揭示與強化

首先考慮用什么物理量來描述交變電流變化的快慢呢？

1、交變電流的周期和頻率。

交變電流跟別的周期性過程一樣，是用周期或頻率來表示變化快慢的。（1）周期：我們把交變電流完成一次周期性變化所需的時間，叫做交變電流的周期。周期用T表示，單位是s。

（2）頻率：交變電流在1s內完成周期性變化的次數，叫做交變電流的頻率。頻率用f表示，單位是Hz。

（3）周期和頻率的關系是：T?11或f? fT[說明]① 我國工農業生產和日常生活中用的交變電流周期是0.02S，頻率是50Hz，電流方向每秒鐘改變100次。② 交變電流的周期和頻率跟發電機轉子的角速度有關。?越大，周期越短、頻率越高。

[演示實驗] 把小燈泡接在手搖交流發電機模型的輸出端。當轉子的轉速由小增大

第 2頁 /共 5頁

時，我們看到，小燈泡發光的閃爍頻率也由小增大，當轉子的轉速大到一定程度，由于交變電流的大小和方向變化太快，由于人眼存在視覺暫留的緣故，所以眼睛已不能分辨燈光的閃爍。這就是為什么照明電是交變電流，而電燈亮時看不見一閃一閃的原因。

２、交變電流的峰值和有效值

（1）交變電流峰值（Im、Em、Um）：指交變電流各個參量一個周期內所能達到的最大值。表示交變電流的強弱或電壓的高低。實際中需要考慮。

例如：電容器接在交流電路中，應需要知道交變電壓的最大值，電容器的額定電壓應高于交變電壓的最大值，否則電容器有可能被擊穿。

（2）交變電流有效值（I、E、U）：

[思考與討論] 如圖所示的電流通過一個R=1Ω的電阻，它不是恒定電流。

(a)、怎樣計算通電1s內電阻R中產生的熱量? 解析：圖象反映的交變電流可以分為4段。前半個周期中，0—0.2S內，可看成電流大小為1A的恒定電流，0.2S—0.5S內，可看成電流大小為2A的恒定電流.后半個周期的電流與前半個周期方向相反，但產生熱量相同。

則交流電的熱量： Q

（b）如果有一個大小、方向都不變的恒定電流通過電阻R，也能在1s內產生同樣的熱，這個電流是多大?

恒定電流的熱量：

[教師指出] 1）有效值：（抓三個相同）讓交流與恒定電流通過相同的電阻，如果它們在一個周期內內產生的熱量相等，把恒定電流的值叫做這個交變電流的有效值。

2）正弦交流電有效值與最大值之間的關系

1?(I12Rt1?I22Rt2)?2?(12?1?0.2?22?1?0.3)?2J?2.8JQ2?Q1I2Rt?2.8JI?2.8A?1.7A1?1第 3頁 /共 5頁

[說明] ①交流用電設備上所標的額定電壓和額定電流是有效值；交流電壓表和交流電流表的示數是有效值；交變電流的數值在無特別說明時都是指有效值。

②交變電流的有效值是根據電流的熱效應來規定的。引入有效值的的概念便于把處理恒定電流的一些方法拓展到交流電中。

㈢、延伸

例

1、試寫出我國生活用電的規律表達式？ [學生] u?2202Sin(100?t)V

[解析] 生活用電的有效值U=220V，頻率f=50Hz，所以

Um?2202V，??2?f?100?Hz。又表達式u?Um?Sin?t可得。

例2、如圖表示一交流的電流隨時間變化的圖像,求該電流的有效值? 42?32

[學生板演做題步驟，教師點評] 解析：交變電流一個周期內產生的熱量

Q1?

恒定電流的熱量： Q2?I?R?T

由有效值定義知： Q1?Q2 解得： I?5A 例

3、圖中兩交變電流通過相同的電阻R。求：（1）分別寫出它們的有效值、周期和頻率。（2）計算它們在R上產生的功率之比。

第 4頁 /共 5頁

（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2 ㈣、回歸

1.周期或頻率：表示交變電流變化的快慢。2.有效值：表示交變電流的熱效應。

3.正弦交變電流有效值與最大值存在著一定的關系。

㈤、檢測

1.完成課后習題 第4題

九、板書設計

１、交變電流的周期和頻率（1）周期：（2）頻率：

（3）周期和頻率的關系： ２、交變電流的峰值和有效值

（1）交變電流峰值（Im、Em、Um）：（2）交變電流有效值（I、E、U）：

①有效值：

②正弦交流電有效值與最大值的關系

３、課堂小結 ４、作業

第 5頁 /共 5頁

第三篇：《交變電流》練習一

《交變電流》練習一

一

單項選擇題

1．如圖所示，單匝矩形線圈abcd，已知ab為L1，ad為L2，在磁感強度為B的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω(從圖中位置開始)勻速轉動，則線圈中感應電動勢的大小表達式為()

A．e＝BL1L2ω

sin

ωt

B．e＝BL1L2ω

cos

ωt

C．e＝BL1L2ω

sin

ωt

D．e＝BL1L2ω

cos

ωt

2．一閉合矩形線圈abcd繞垂直于磁感線的固定軸OO′勻速轉動，線圈平面位于如圖甲所示的勻強磁場中．通過線圈的磁通量Φ隨時間t的變化規律如圖乙所示，下列說法正確的是()

A．t1、t3時刻通過線圈的磁通量變化率最大

B．t1、t3時刻線圈中感應電流方向改變

C．t2、t4時刻線圈中磁通量最大

D．t2、t4時刻線圈中感應電流改變方向

3．將阻值為5

Ω的電阻接到內阻不計的交流電源上，電源電動勢隨時間變化的規律如圖所示．下列說法正確的是()

A．電路中交變電流的頻率為0.25

Hz

B．通過電阻的電流為

A

C．電阻消耗的電功率為2.5

W

D．用交流電壓表測得電阻兩端的電壓是5

V

4．一個電熱器接在10

V的直流電源上，在t

s內產生的焦耳熱為Q，今將該電熱器接在一個交流電源上，它在2t

s內產生的焦耳熱為Q，則這一交流電源的電壓的最大值和有效值分別是()

A．最大值10

V，有效值10

V

B．最大值10

V，有效值5

V

C．最大值5

V，有效值5

V

D．最大值20

V，有效值10

V

5．一臺小型發電機產生的電動勢隨時間變化的正弦規律圖象如圖甲所示．已知發電機線圈內阻為5.0

Ω，外接一只電阻為95.0

Ω的燈泡，如圖乙所示，則()

A．電壓表V的示數為220

V

B．電路中的電流方向每秒鐘改變50次

C．燈泡實際消耗的功率為484

W

D．發電機線圈內阻每秒鐘產生的焦耳熱為24.2

J

6．在如圖所示的電路中，A是熔斷電流I0＝2

A的保險絲，R是可變電阻，S是交流電源．交流電源的內電阻和保險絲電阻忽略不計，其電動勢隨時間變化的規律是e＝220sin

314t

V．為了不使保險絲熔斷，可變電阻的阻值應該大于()

A．110

Ω

B．110

Ω

C．220

Ω

D．220

Ω

二

多項選擇題

7．下面關于交變電流的說法中正確的是（）

A．交流電器設備上所標的電壓值和電流值是交變電流的峰值

B．計算通過的電量時用交流電流時平均值

C．給定的交變電流數值，在沒有特別說明的情況下都是指有效值

D．跟交變電流有相同的熱效應的恒定電流的數值是交變電流的有效值

8．電感對交變電流的影響的以下說法中，正確的是（）

A．電感對交變電流有阻礙作用

B．電感對交變電流阻礙作用跟定值電阻對交變電流的阻礙作用的原理是相同的C．電感對某一頻率的交變電流的阻礙作用跟線圈的自感系數有關

D．線圈的自感系數越大，交變電流的頻率越高，電感對交變電流的阻礙作用就越大

9．電容對交變電流的影響的以下說法中，正確的是（）

A．交變電流能“通過”電容器

B．電容器具有“通直流、阻交流”的作用

C．電容器電容較小時，它具有“通高頻、阻低頻”的功能

D．電容器的電容越大，交變電流的頻率越高，電容器對交變電流的阻礙作用就越小

10．線圈在磁場中勻速轉動產生的交流電的瞬時電動勢為e＝10sin

20πt

V，則下列說法正確的是（）

A．t＝0時，線圈平面位于中性面

B．t＝0時，穿過線圈的磁通量最大

C．t＝0時，導線切割磁感線的有效速度最大

D．t＝0.4

s時，e達到峰值10

V

11．在如圖示電路中，L為電感線圈，R為燈泡的電阻，電流表和電壓表均為理想電表，交流電源的電壓u＝220sin100πt

V，若保持其有效值不變，只將電源頻率改為100

Hz，下列說法正確的有（）

A．電流表示數增大

B．電壓表示數增大

C．燈泡變暗

D．燈泡變亮

12．如圖所示的電路中，當a、b端加直流電壓時，L1燈正常發光，L2燈不亮，當加同樣電壓的交流電源時，L1發光但較暗，L2燈發光較亮，則以下各項正確的是（）

A．A中接的是電感線圈，B中接的是電容器

B．A中接的是電容器，B中接的是電感線圈

C．A中是電阻，B中接的是電容器

D．若加的交流電頻率增大，電壓不變，則L1燈變得更暗，L2燈變得更亮

13．交流發電機在工作時的電動勢表達式為e＝Emsin

ωt，電流的表達式為i＝Imsin

ωt.若將其線圈的轉速和線圈匝數都變為原來的2倍，其他條件不變，則

（）

A．電動勢表達式為e＝2Emsin

2ωt

B．電動勢表達式為e＝4Emsin

2ωt

C．電流的表達式為i＝2Imsin

2ωt、D．電流的表達式為i＝4Imsin

ωt

14．有一個電子器件，當其兩端電壓高于100

V時則導通，等于或低于100

V時則不導通，若把這個電子器件接到100

V、50

Hz的正弦交變電源上，這個電子器件將()

A．不導通

B．每秒鐘導通50次

C．每秒鐘導通100次

D．每次導通時間為0.005

s

三

簡答題

15．一矩形線圈在勻強磁場中以角速度4π

rad/s勻速轉動，產生的交變電動勢的圖象如圖所示．則交變電流的頻率為______Hz，當t＝0時，線圈平面與磁感線________，當t＝0.5

s時，e為______V.16．圖是一交變電流隨時間變化的圖象，求此交變電流的有效值．

17．如圖所示，線圈abcd的面積是0.05

m2，共100匝，線圈電阻為1

Ω，外接電阻R＝9

Ω，勻強磁場的磁感應強度為B＝

T，當線圈以300

r/min的轉速勻速轉動時，求：

(1)

線圈中感應電動勢隨時間變化的表達式．

(2)

電路中交流電壓表的示數．

(3)

線圈從圖示位置轉過90°的過程中通過電阻R的電量q．

(4)

電阻R在100s時間內的發熱量Q.

第四篇：交變電流教學流程圖

交

變

電

流

三維目標

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． 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、圖像法．

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．

3、培養學生運用數學知識解決處理物理問題的能力．

情感態度與價值觀

培養學生自主學習的精神．

教學重點、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及規律的理論探究．

師生互動設計：

對于交變電流的產生，采取由感性到理性，由定性到定量，逐步深入的師生探究方法．為了有利于學生理解和掌握，教學中用示波器或模型配合講解．

授課時數：1課時 教學過程：

一、新課引入：法拉第電磁感應現象的發現，開啟電氣時代的新紀元。展示部分家用電器及供電線路，二、新課教學：交變電流教學流程圖

教師活動 學生活動

1、創設情景：觀察磁體對燈泡燈絲的作用

原因猜測：

可能出現結果

1、電流的大小變化

2、電流的方向變化

3、大小和方向都變化

2、實驗檢驗 實驗方案的設計

1、電流表檢驗

2、示波器

3、交變電流的概念

4、交變電流的產生過程

模型展示

師生總結： 中性面：線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面．

（1）線圈經過中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但ab和cd邊都不切割磁感線，所以線圈中的電動勢為零．

（2）線圈經過中性面時，電流將改變方向，線圈轉動一周，兩次經過中性面，電流方向改變兩次．

5、交變電流的圖象

6、引導學生進行理論探究

7、展示幾種常見的交變電流

三、課堂小結

四、教學反思

五、評課意見

深化理解：例題討論

思維訓練：立體圖轉化為平面圖

過程分析：

討論電動勢與電流方向

猜測圖象形狀：

理論推導

第五篇：物理《描述交變電流的物理量》教案

一、教學目標

【知識與技能】

知道交變電流和電壓的峰值及用途，并知道有效值的概念及計算。

【過程與方法】

用等效的方法求出交變電流的有效值。

【情感態度與價值觀】

通過學習交變電流的有效值及峰值，明白其在生活中的具體應用，體會物理的生活性，增強學習物理的興趣。

二、教學重難點

【重點】

交變電流的峰值及有效值的概念及計算。

【難點】

明白交變電流有效值的概念及計算。

三、教學過程

環節一:新課導入

復習上節課交變電流的產生來導入新課。

問題1：交變電流的產生原理是什么?它的表達式的意義及各個物理量的含義?

學生的回答之后引導其思考，在交變電流及電壓中，除了最大值和角速度，還可以有哪些物理量來描述交流電?

學生回答：知道了線圈的轉速，那么線圈在其中轉動一圈的時間是多少?

教師點評：不錯這個我們叫做周期，大家知道我們在實驗室用學生電源做實驗時，用電流表或者電壓表測出來的電流和電壓的示數表示什么意思嘛?

學生回答：表示電流和電壓的大小。

教師點評：其實呢，大家答的有一定的道理，但在我們電學中，電流表和電壓表的示數有一個專門含義叫做有效值，今天就來學習它。

引出課題——交變電流的峰值及有效值(板書)。

環節二：新課探究

(一)峰值

教師引導學生利用前面交流電的產生原理及表達式來理解交流電的峰值。

教師：我們前面學習交流電的產生，是因為線圈在磁場中以一定的角速度做周期性的轉動，線圈轉動一圈的時間就是線圈周期及交流電的周期T，周期的倒數就是線圈的頻率1/T=f。根據交流電的數值表達式，我們知道交流電的電壓是在不斷變化，那么它的最值是多少?

學生回答：交流電的最大值就是Im和Em，最小值是為零。因為電壓雖然有正負之分，但只是表示大小。

教師點評：同學分析的非常仔細，交流電的最大值Im和Em就是峰值，可以用來表示電流的強弱和電壓的高低。

教師：大家知道電容器的所能承受的最大電壓是有什么要求嗎?對正常的家用電器來說是其銘牌上標記的220v嗎?接下來學習解決這個問題?

(二)有效值

教師出示一道例題：

說明：以上三個球有效值的公式僅適用于正弦和余弦交變電，交變電流的有效值是根據電流的熱效應來規定的。

環節三：鞏固練習

教師提問：電容的擊穿電壓是電壓峰值還是有效值?保險絲的熔斷電流是交變電的峰值還是有效值?

學生回答：電容的擊穿電壓和保險絲的熔斷電流都是其能承受的最大值，即其需大于正常使用的交變電的電壓及電流的峰值。

教師總結：交流用電設備上所標的額定電壓和額定電流是有效值;交流電壓表和交流電流表的示數是有效值;交變電流的數值在無特別說明時都是指有效值。

環節四：小結作業

總結概括本節課的主要知識點：交流電的峰值及有效值的概念和意義。

并讓學生課下思考：對于半周期或四分之一的周期的正余弦的有效值有交變的計算方法嗎?