交变电流的产生和描述教学课件

高三物理复习课件（导与练福建）第高三物理复习课件（导与练福建）第10章章第一课时交变电流的产生和描述第一课时交变电流的产生和描述 (对应学生用书第136页)1知道交变电流的产生及正弦交流电各物理量的变化规律、图象2理解交变电流有效值的意义，会对简单交变电流的有效值进行计算 (对应学生用书第136页)1交变电流的产生和变化规律(1)交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流(2)正弦式交变电流的产生：将线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中就会产生正弦式交变电流(3)中性面定义：与磁场方向垂直的平面特点：a线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零b线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次(4)正弦式交变电流的图象(线圈在中性面位置开始计时)(5)正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)电动势e随时间变化规律：eEmsin_t.电压u随时间变化规律：uUmsin_t.电流i随时间变化规律：iImsin_t.其中为线圈转动的角速度，EmNBS若线圈电阻为r，外电路电阻为R，则e、u、i关系为：ei(Rr)，uiR.(1)线圈位于与中性面垂直的位置时，磁通量为零但磁通量的变化率 最大 (2)线圈从中性面开始计时，函数表达式eEmsin t，从垂直中性面 开始计时，函数表达式eEmcos t.(对应学生用书第136137页)1如图中不属于交变电流的是(D)解析：方向随时间做周期性变化是交流电的最主要特征，也是交流电和直流电的根本区别交流电的方向一定改变，而大小可以变也可以不变所以不仅B、C图中是交流电，A图中也是只有D图中电流方向不变，不属于交流电3一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图(甲)所示，则下列说法中正确的是(B)At0时刻线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻的变化率达最大C0.02 s时刻感应电动势达到最大D该线圈相应的感应电动势图象如图(乙)所示解析：中性面位置应为磁通量最大，磁通量变化率为零，产生感应电动势为零，ACD错误，B正确(对应学生用书第137139页)交变电流的产生及变化规律1正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)(1)只要线圈在匀强磁场中绕线圈平面内垂直于磁场的轴匀速转动，就产生正弦式交流电，其变化规律与线圈的形状、与转动轴处于线圈平面内哪个位置无关(2)线圈转动一周两次经过中性面，所以一个周期内电流方向改变两次【例1】如图(甲)所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角45时(如图(乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正，则图(丙)四幅图中正确的是()思路点拨：从感应电流的方向、大小及变化趋势三个方面分析确定感应电流变化的图象 答案：D.针对训练11：某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断()A在A和C时刻线圈处于中性面位置B在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C从AD时刻线圈转过的角度为2D若从OD时刻历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次解析：根据题中图象，首先判断出感应电流的数学表达式iImsin t.其中Im是感应电流的最大值，是线圈旋转的角速度另外应该进一步认识到线圈是从中性面开始旋转，而且线圈旋转一周，两次经过中性面，经过中性面的位置时电流改变方向在O、B、D时刻电流为零，所以此时线圈恰好在中性面的位置，且穿过线圈的磁通量最大；在A、C时刻电流值最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时磁通量为零；从A到D时刻，线圈旋转3/4周，转过的角度为3/2；如果从O到D时刻历时0.02 s，恰好为一个周期，所以1 s内线圈运动50个周期，100次经过中性面，电流方向改变100次综合以上分析可得，只有选项D正确答案：D.交变电流“四值”的理解与应用【例2】(16分)一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO以如图所示的角速度匀速转动，外电路电阻为R.(1)在图中标出此刻线圈感应电流的方向(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大？(3)线圈平面与磁感线夹角为60时的感应电动势为多大？(4)设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？(5)从图示位置开始，线圈转过60的过程中通过R的电荷量是多少？(6)图中电流表和电压表的示数各是多少？思路点拨：用右手定则判断感应电流方向；从垂直中性面开始应按余弦规律变化；求通过R的电荷量用平均值；求电功应使用电流有效值；电压表、电流表示数为有效值答案：见规范解答针对训练21：(2010年福建福州模拟)一个10 的电阻，它两端的电压U随时间t的变化规律如图所示，则()A流过电阻的最大电流是22 AB用交流电压表测量电阻两端的电压，其示数约为311 VC电阻消耗的功率为9 680 WD在交流电变化的半个周期内，电阻产生的焦耳热是48.4 J答案：D.2几种典型的交变电流思路点拨：(1)取一个周期分段研究；(2)设想给电阻R供电，利用电流的“热效应”列方程求解答案：C.取一个周期，将其分成有效值已知的几段根据电流热效应，利用电热公式计算有效值针对训练31：若某交变电流的电流随时间变化的图象如图所示，则该交变电流的有效值是多少？考点一：交变电流的“四值”理解与应用解析：逐项分析如下：选项诊断结论A由图象可知交变电流的周期T4102 s，频率f Hz25 HzB由图象可知电源电动势的最大值Em5 V，有效值E V，通过电阻的电流I A AC电阻消耗的电功率PEI2.5 WD用交流电压表测得的值是电压的有效值UE V答案：C.考点二：交变电流的变化规律答案：C.(对应学生用书第139页)(1)本题考查了交变电流的变化规律和有效值问题；(2)突破本题的关键是掌握交变电流的产生和有效值的计算(对应学生用书第277278页)解析：我国居民日常生活所用的是正弦交流电，其电压的有效值是220 V，最大值为311 V，周期为0.02 s，所以只有C正确2一个矩形线圈绕与匀强磁场垂直的OO轴逆时针转动，线圈的两条引线分别与A、B两半圆铜环相连，两个铜环通过滑动电刷连入电路，电路中仅有一个电阻R.如图所示，在线圈转动过程中，通过R的电流(D)A大小和方向都不断变化B大小不断变化，方向从ARBC大小和方向都不变D大小不断变化，方向从BRA解析：线圈中产生交流电，由于电刷交替与两铜环接触，流过R的电流方向不变根据右手定则可知，通过R的电流方向是BRA.4(2010年厦门市高三质检)某交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系如图所示如果此线圈与一个R100 的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列叙述正确的是(B)A交变电流的周期是0.02 sB交变电流的最大值是1 AC交变电流的有效值是1 AD电阻R两端的最大电压为141 V解析：原来的电动势最大值为10 V，有效值为7.07 V，当发电机的转速提高一倍时，角速度增加一倍，频率也增加一倍，电动势最大值和有效值均增加一倍，表达式可以写为e20sin 100t(V)，由此可以看出提高转速后频率变为50 Hz，电动势有效值为14.14 V，负载消耗的功率将变为20 W故B正确答案：(1)20 V(2)1.41 A(3)19.8 W（一）以老师为中心在教学实践中，师生关系对教学质量产生的影响是较大的，尤其对心智尚未成熟的小学生来说，老师的言行举止更容易影响到其学习积极性。以老师为中心的授课方式不仅违背素质教育理，还会影响学生的全面发展，即学生只是被动地跟着老师的课程安排展开学习，对相关知识较少进行独立探索。这样的情况下，学生对新知识进行探索的积极性将受到严重影响，以至于无法达到深度学习的状态。（二）以传授知识为本位传授知识是教育的本职工作，但如何让知识的传授更为多元、生动，则是老师需要考虑的问题。学生对知识的获取场景几乎未发生变化，老师对各种公式、定理，更倾向于让学生进行记忆，而非对推理过程予以重视。这样的情境下，学生的理解较为浅显，很难灵活进行应用，而且，学生的积极性还会受到打击，失去学习的内在驱动力。因此老师需以自身的专业知识为基础，融合多元教学手段，激发学生兴趣，提升学习效果。（三）以完成教案为目的教案的设计是老师讲课前的重要准备工作，可辅助老师有条不紊地完成教学工作，但教案大多较为理想化，缺乏随机应变的内容。在教案准备的过程中，老师要改变既往思路，准备可激发学生潜能的内容，依据学生的知识掌握情况进行课堂内容的灵活调整。经由此种方式，使学生创新能力提升，发展其综合能力，构建良好的师生关系。（一）可以有效的提升学生在课堂的参与度以及课堂教学效率在初中数学的课堂教学过程中，数学教师可以通过对学生的正向激励来鼓励学生勇敢的说出自己内心的想法以及自己对问题的思考方式。这样不仅可以缩短教师和学生之间的隔阂还能更好的促进师生之间的交流，学生也会在教师激励下勇于回答问题提升学生在课堂教学中的参与度。在老师正向的激励下，才能让学生积极的回答问题，并且完整的说出自己的想法以及对问题的思考。初中数学教师在教学中可以采用小组探究的方式引导学生进行学习，学生也会在教师的鼓励下进行创新思维的发展。再这样的教学环境下，学生成为初中数学教学的主体，在课堂教学中充分的发挥自主学习的作用。正确的使用激励策略不仅可以提升学生在数学课堂教学中的参与度，还能提升初中数学课堂的教学效率。（二）可以有效的提升学生的数学学习成绩初中阶段数学课堂教学过程中，老师们借助有效的激励，可以调动学生的学习热情和学习积极性。学生们在课堂上就会想要探索，想要深入研究，这样能及时的发现自己学习过程中存在的问题，将自己的困惑及时表达出来。这种模式符合现阶段教学的实际，可以突出学生的主体地位，让学生们高效进行学习，养成良好的数学习惯，形成良好的数学学习思维，最终提高学生的综合学习能力。（三）可以有效提升学生的自主学习能力因为初中生的身心健康发育还不是很完整，所以学生之间的竞争意识非常的强烈，当初中生看到别的同学受到数学教师的表扬之后就会激发学生相互竞争的心理。在初中生好胜心的驱使之下，学生在进行初中数学学习的过程中就会形成你追我赶的学习氛围。当学生想要得到初中数学教师更多的激励的时候，就会对教学内容进行自主学习，自觉对数学基础理论知识进行更深层次的学习。例如，当初中数学教师让一个学生上台讲解一个数学题目的时候，教师可以对成功讲解的学生及时的进行鼓励。这样会很大程度的激发没有上台展示的学生，学生就会在课下对相关知识进行反复的联系，从而获得老师的鼓励。学生在初中数学教师激励策略的引导下，形成了良好的自主学习意识，对更好的开展数学教学活动有很大的帮助。（四）有利于培养学生思维能力数学学习的过程实际上是初中生思维不断发展的过程。逻辑思维是初中数学主要的思维特点。然而，初中时期学生倾向于形象思维。例如对各类事物的形象、颜色、构造的感知能力较强。初中生的年龄特点决定了对逻辑思维往往不感兴趣，或者提不起来兴趣，因此，教师在日常教学中如若只是简单地对学生灌输数学知识将无法发展学生数学思维，无法培养学生创造性思维。初中时期对学生逻辑思维能力进行培养极为重要，而激励教学模式能够有效培养学生的思维能力，例如，学习一类题型。学生做完练习题后可以安排学生扮演小老师上讲台说一说自己是如何想的，如何做的，学生在讲述的过程中，就会组织语言，调动思维，尽管学生可能因为年龄小说得不好，但是老师及时的对他们进行鼓励，可以是初中生感受到自己的努力没有白费。经过这样的轮番上台，初中生的思维能力和表达能力都会得到较好的提升。当然，这也需要老师设计问题的时候，精选可以锻炼学生的题型，既不要过难也不要选那种一看就会的题型，要遵循难易适中的原则。教师通过一系列的激励语言促进学生积极探索知识，进而提升为数