1、第三章 交变电流第一节 交变电流第一节|交变电流核心素养点击物理观念理解交变电流的产生原理,知道什么是中性面;掌握交变电流的变化规律及表示方法科学思维通过分析交变电流的产生过程,让学生经历从生活实例到物理模型建立的过程,学会建立物理模型的方法科学探究经历对交变电流的变化规律的探究过程,理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义科学态度与责任通过分析交变电流的产生过程,培养学生的观察能力、空间想象能力以及将立体图转化为平面图的能力思维导图新课引入新知初感悟【演示实验】用示波器或电压传感器先观察用干电池供电时电压的波形,再观察用学生电源交流挡供电时电压的波形。这两种波形各有什么特点呢?在显示屏
2、上显示的电压(或电流)随时间变化的图像,在电工技术和电子技术中常常叫作波形图,从波形图上可以很清楚地看到电流的大小和方向的变化,我们把电压、电流的大小和方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流。本节课我们主要学习正弦式交变电流。一、交变电流提问:干电池供电的波形图和学生电源交流挡供电的波形图有何不同?干电池供电的波形图中,电流(电压)不随时间而变化;交流电源供电的波形图中,电流(电压)随时间做周期性变化。【小结】(1)交变电流:电压、电流的大小和方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流,简称交流。(2)恒定电流:电压、电流的大小和方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流。(3)直流:方向不随时间变
3、化的电流称为直流。(4)图像特点:恒定电流的图像是一条与时间轴平行的直线。交变电流的图像随时间做周期性变化,如图所示是正弦式交变电流的图像。【典例一】 1、下列各图中不属于交变电流的是( )A. B.C. D.解题思路:交变电流是指大小和方向都发生周期性变化的电流,因此B、C、D是交变电流,A不是交变电流。故选A。答案:A二、交变电流的产生【演示实验】把两个发光颜色不同的发光二极管并联,注意使两者正、负极的方向不同,然后连接到教学用发电机的两端。转动手柄,两个磁极之间的线圈随着转动。观察发光二极管的发光情况。实验现象说明了什么?【实验现象】两个二极管交替发光。说明:线圈中产生了交变电流。观察下
4、图,图为交流发电机的结构示意图:【观察探究】小组讨论假定线圈沿逆时针方向匀速转动,如图所示。请大家考虑下面几个问题:1、在线圈由图甲所示位置转到图乙所示位置的过程中,ab边中电流向哪个方向流动?b指向a。2、在线圈由图丙所示位置转到图丁所示位置的过程中,ab边中电流向哪个方向流动?a指向b。3、转到什么位置时线圈中没有电流?转到什么位置时线圈中的电流最大?线圈转到图甲、丙所示的位置时,线圈中没有电流;线圈转到图乙、丁所示的位置时,线圈中的电流最大。【小结】1、中性面:线框平面与磁感线垂直的位置。2、线圈处于中性面位置时,磁通量最大,感应电动势最小(为0),感应电流最小(为0)。3、线圈越过中性面,线圈中感应电流的方向要改变,线圈转动一周,感应电流的方向改变两次。三、交变电流的变化规律交变电流的变化规律1、从两个特殊位置开始计时的瞬时值表达式2、交变电流瞬时值表达式问题的解题程序(1)观察线圈的转动轴是否与匀强磁场磁感线垂直。(2)从中性面开始计时,电动势按正弦规律变化;从垂直于中性面的位置开始计时,电动势按余弦规律变化。(3)写出电动势的瞬时值表达式。【典例二】【基础练习】