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
ω 做匀速圆周运动，线圈位置用角β 表示，当β 随时间t 变化
时，β 与ω 是什么关系？β＝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=BωS Ｒ（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β 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＝εmsin ωt
电流方向a →b →c →d εmsin ωt
3．规律 公式e ＝εωmsin ωt i＝εm/R sinω
t
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。
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
ω 做匀速圆周运动，线圈位置用角β 表示，当β 随时间t 变化
时，β 与ω 是什么关系？β＝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=BωS Ｒ（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β 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＝εmsin ωt
电流方向a →b →c →d εmsin ωt
3．规律 公式e ＝εωmsin ωt i＝εm/R sinω
t
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。