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新课讲授

小结：

出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造

（演示）将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路.当线框快速转动时，观察到什么现象? （演示）再将手摇发电机模型与示教电流表组成闭合电路,当线框缓慢转动(或快速摆动)时,观察到什么?

（提问）线圈里产生的是什么样的电流？请同学们阅读教材后回答

现代生产和生活中大都使用交流电.交流电有许多优点，今天我们学习交流电。

（演示）用示波器观察不同电压的图形

电流随时间按正弦函数规律变化的交变电流成为正弦交流电。正弦交流电视最简单、最基本的交变电流，有发电厂发出的电流就是正弦交流电。

正弦交流电的产生：

（提问）为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？

（提问）当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时,哪些边切割磁感线?

（提问）当ab边向右、cd边向左运动时,线圈中感应电流的方向如何?

（提问）当ab边向左、cd边向右运动时,线圈中感应电流的方向如何?

正是这两种情况交替出现,在线圈中产生了交变电流。

（提问）当线圈转到什么位置时,产生的感应电动势最大?

（提问）线圈转到什么位置时,产生的感应电动势最小？

(1)中性面——线框平面与磁感线垂直位置.

(2)线圈处于中性面位置时,穿过线圈Φ最大,但 =0.

(3)线圈越过中性面,线圈中I感方向要改变.线圈转一周,感应电流方向改变两次

设线圈平面从中性面开始转动,角速度是ω.经过时间t,线圈转过的角度是ωt,ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt,如右图所示.设ab边长为L1,bc边长L2,磁感应强度为B,这时ab边产生的感应电动势多大?

cd边中产生的感应电动势跟ab边中产生的感应电动势大小相同,又是串联在一起,此时整个线框中感应电动势多大?

若线圈有N匝时,相当于N个完全相同的电源串联,e=NBL1L2ωsinωt

令Em=NBL1L2ω

感应电动势的最大值：

Em= NBSω

e叫做感应电动势的瞬时值e= Em sinωt

请同学们阅读教材,了解感应电流的最大值和瞬时值.

电路的某一段上电压的瞬时值与最大值等于什么? 电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示,如下图所示:

1.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流.

2.从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSωsinω t,感应电动势的最大值为Em=NBSω.

3.中性面的特点：磁通量最大为Φm，但e=0.

学生观察:

小灯泡一闪一闪的

学生观察:

电流表指针左右摆动

转动的线圈里产生了大小和方向都随时间做周期性变化的交变电流

学生观察总结交流电的定义：大小和方向都随时间做周期性变化的交变电流

 学生对这个问题进行讨论

学生回答：ab与cd.

学生回答:感应电流是沿着a→b→c→d→a方向流动的

学生回答：感应电流是沿着d→c→b→a→d方向流动的

学生回答：线圈平面与磁感线平行时,ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向垂直,即两边都垂直切割磁感线,此时产生感应电动势最大

学生回答：当线圈平面跟磁感线垂直时,ab边和cd边线速度方向都跟磁感线平行,即不切割磁感线,此时感应电动势为零。

学生利用数学知识推导：

eab=BL1vsinωt

=BL1· ωsinωt

= BL1L2sinωt

e=eab+ecd

=BL1L2ωsinωt

学生阅读后思考得出

根据闭合电路欧姆定律,感应电流的最大值

感应电流的瞬时值

根据部分电路欧姆定律,电压的最大值Um=ImR,电压的瞬时值U=Umsinωt.

可有学生自己总结

培养学生的观察能力

培养学生的分析能力

培养学生的总结能力

培养学生认真观察分析，利用已经学过的知识进行温故知新

培养学生善于利用已知的条件进行探究分析

培养学生利用数学知识解决物理问题的能力

培养学生的阅读和分析能力

培养学生归纳总结能力