电流的教案
作为一名默默奉献的教育工作者,时常会需要准备好教案,教案有助于顺利而有效地开展教学活动。那么优秀的教案是什么样的呢?以下是小编为大家整理的电流的教案,希望对大家有所帮助。
电流的教案1
(一)教学目的
1、知道电荷的定向移动形成电流;
2、知道电流方向的规定;
3、知道什么叫电源和电源的作用。
(二)教具
验电器两个,带绝缘柄的金属棒一根,橡胶棒一根,毛皮一块,带座小灯泡一个,开关一个,干电池一节,剖面干电池1个,蓄电池一个,磁性黑板一块。
(三)教学过程
1、复习
提问1:用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触验电器的金属球,金属球带什么电?金属箔片带什么电?
提问2:验电器是通过什么方法带上电的?
2、引入新课
演示本节的实验。
这个实验表明在金属棒中发生了电荷的移动。
3、进行新课。
(l)电流的概念:
电荷的定向移动形成电流。
水在水管中沿着一定的方向流动,水管中就有了水流。电荷在电路中沿着一定的方向移动,电路中就有了电流。
在刚才的实验里,金属棒中的电荷是怎样移动的?是从A到B,还是从B到A?
重做实验,继续观察验电器A、B金属箔片张角的变化。可看到B的金属箔片张开到一定角度就不再增大了,A的金属箔片的张角也不再减小。实验表明电荷不再通过金属棒往验电器B上移动了,金属棒中不再有电流了。“这种瞬间电流在实际当中没有多大用处。
(2)维持持续电流的条件
演示实验:挂上磁性黑板,把背后粘有小磁元的电池、灯座、开关依次贴在磁性黑板上。打开开关,用导线将上述元件连接好。合上开关,小灯泡持续发光;打开开关,小灯泡熄灭。将干电池取走,合上开关,小灯泡也不发光。
引导同学思考:小灯泡持续发光,表示有持续电流通过小灯泡的灯丝。你能否通过上述实验找到维持小灯泡中有持续电流的条件?
①有电池。
②合上开关。
(3)电源
能够持续提供电流的装置叫电源。大量用电器的电源,是发电厂里的发电机;发电机是将机械能转化为电能的装置。日常生活中和实验室里常用的电源,是干电池和蓄电池;干电池、蓄电池是将化学能转变成电能的装置。
干电池、蓄电池上有正极和负极,干电池的正极是碳棒,从外表看,即为带铜帽的'一端;负极是锌筒(展示干电池剖面实物)。蓄电池的正、负极通常用“十”“一”号标在电池的上部。
演示实验:用蓄电池(其中一组)、小灯泡、开关、导线连接电路,合上开关,观察小灯泡发光情况。
启发:你在日常生活中都在哪些情况下使用过干电池?在哪些地方见过使用蓄电池?
(4)电流的方向
电荷有两种,电路中有电流时,发生走向移动的电荷可能是正电荷,也可能是负电荷。还有可能是正负电荷同时向相反方向发生定向移动。
规定:正电荷定向移动的方向为电流方向。
这个规定是在19世纪初,在物理学家刚刚开始研究电流时,并不清楚在不同的情况下究竟什么电荷在移动时做出的,而在后来的研究中发现,这样的规定并不影响研究电流的有关问题,并且在酸、碱、盐的溶液中就有正电荷的定向移动,因此这个规定一直沿用至今。
按照这个规定,在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极。
〈思考判断〉:在课本图45的实验中,电流的方向是从A流向B还是从B流向A?在课本图46的实验中的电流方向又如何?
〈讨论与练习〉
如图1所示:已知验电器A带正电,B不带电。拿一根带绝缘柄的金属棒把A、B两个验电器连接起来。这时B带什么电?在连接的瞬间,金属棒中做定向移动的是正电荷还是负电荷?电流方向是从哪到哪?
4、小结
这节课我们学习了电流这个概念,电流是电学最重要的概念之一。我们要从电流的形成、电流方向的规定、持续电流存在的条件等几方面加深对电流的认识。
5、布置作业
1、复习本节教材并完成本节练习。
2、小实验:自制一个水果电池。
找一根5厘米长的铜片或粗铜丝,再从废干电池上剪下一条2毫米宽的锌皮,刮净,把铜片和锌皮插入苹果或番茄、柠檬等水果里,就做成了一个水果电池。取两根导线,把它们的一端分别接在水果电池的两极上,另一端和舌头断续接触,注意两根导线不要碰着。这时舌头上有什么感觉?
(四)说明
在演示课本图46的实验中采用了磁性黑板,这样做的目的在于方便同学们对演示电路的观察。若没有磁性黑板,可用塑料泡沫板代替。在电路元件的背面钉上长螺丝,演示时插入泡沫板即可。
备注:本教案依据的教材为人民教育出版社初中物理第二册第四章第三节。
电流的教案2
(一)教学目的
1.知道电流周围存在着磁场。
2.知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。
3.会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。
(二)教具
一根硬直导线,干电池2~4节,小磁针,铁屑,螺线管,开关,导线若干。
(三)教学过程
1.复习提问,引入新课
重做第二节课本上的图11-7的演示实验,提问:
当把小磁针放在条形磁体的周围时,观察到什么现象?其原因是什么?
(观察到小磁针发生偏转。因为磁体周围存在着磁场,小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。)
进一步提问引入新课
小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗?也就是说,只有磁体周围存在着磁场吗?其他物质能不能产生磁场呢?这就是我们本节课要探索的内容。
2.进行新课
(1)演示奥斯特实验说明电流周围存在着磁场
演示实验:将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高,沿南北方向水平放置。将小磁针平行地放在直导线的上方和下方,请同学们观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。
提问:观察到什么现象?
(观察到通电时小磁针发生偏转,断电时小磁针又回到原来的位置。)
进一步提问:通过这个现象可以得出什么结论呢?
师生讨论:通电后导体周围的小磁针发生偏转,说明通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用,由此我们可以得出:通电导线和磁体一样,周围也存在着磁场。
教师指出:以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的,此实验又叫做奥斯特实验。这个实验表明,除了磁体周围存在着磁场外,电流的`周围也存在着磁场,即电流的磁场,本节课我们就主要研究电流的磁场。
板书:第四节电流的磁场
一、奥斯特实验
1.实验表明:通电导线和磁体一样,周围存在着磁场。
提问:我们知道,磁场是有方向的,那么电流周围的磁场方向是怎样的呢?它与电流的方向有没有关系呢?
重做上面的实验,请同学们观察当电流的方向改变时,小磁针N极的偏转方向是否发生变化。
提问:同学们观察到什么现象?这说明什么?
(观察到当电流的方向变化时,小磁针N极偏转方向也发生变化,说明电流的磁场方向也发生变化。)
板书:
2.电流的磁场方向跟电流的方向有关。当电流的方向变化时,磁场的方向也发生变化。
提问:奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的,但在当时这一重大发现却轰动了科学界,这是为什么呢?
学生看书讨论后回答:
因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的,而是紧密联系的,从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的,这一发现,有力推动了电磁学的研究和发展。
(2)研究通电螺线管周围的磁场
奥斯特实验用的是一根直导线,后来科学家们又把导线弯成各种形状,通电后研究电流的磁场,其中有一种在后来的生产实际中用途最大,那就是将导线弯成螺线管再通电。那么,通电螺线管的磁场是什么样的呢?请同学们观察下面的实验:
演示实验:按课本图11-13那样在纸板上均匀地撒些铁屑,给螺线管通电,轻敲纸板,请同学们观察铁屑的分布情况,并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比。
提问:同学们观察到什么现象?
学生回答后,教师板书:
二、通电螺线管的磁场
1.通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。
提问:怎样判断通电螺线管两端的极性呢?它的极性与电流的方向有没有关系呢?
演示实验:将小磁针放在螺线管的两端,通电后,请同学们观察小磁针的N极指向,从而引导学生判别出通电螺线管的N、S极。
再改变电流的方向,观察小磁针的N极指向有没有变化,从而说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
引导学生讨论后,教师板书:
2.通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时,通电螺线管的磁性也发生改变。
提问:采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢?同学们看书、讨论,弄清安培定则的作用和判定方法。板书:
三、安培定则
1.作用:可以判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系。
2.判定方法:用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
教师演示具体的判定方法。
练习:如附图所示的几个通电螺线管,用安培定则判定它们的两极。
可以引导学生分别按上图将导线在铅笔上绕成螺线管,先弄清螺线管中电流的指向,再用安培定则判定出两端的极性。
通过以上练习,强调:螺线管的绕制方向不同,螺线管中电流的方向也不同。
3.小结(略)
4.作业:①完成课本上的“想想议议”。
②课本上的练习1、2、3题。
电流的教案3
教学要求:
1、知道磁场对电流存在力的作用,知道通电导体在磁场中受力方向与电流方向,以及磁感线方向有关系。改变电流方向,或改变磁感线方向,导体的受力方向随着改变。能说明通电线圈在磁场中转动的道理。
2、知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能。
3、培养、训练学生观察能力和从实验事实中,归纳、概括物理概念与规律的能力。
教学过程
一、引人新课
首先做直流电动机通电转动的演示实验,接着提出问题:
电动机为什么会转动?
要回答这个问题,还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现——电流周围存在着磁场,并通过磁场对磁体发生作用,即电流对磁体有力的作用,再让我们逆向思索,磁体对电流有无力的作用呢?即磁体通过其磁场对电流有无力的作用呢?
现在就让我们共同沿着这一逆向思索所形成的猜想,设计实验,进行探索性的研究。
板书:四、研究磁场对电流的作用
二、演示实验
板书:
1、实验研究:
1、介绍实验装置的同时说明为什么选择这些实验器材,渗透实验的设计思想。
2、用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格,如下:
3、按照实验过程,把课本1、2两个实验,用边演示,边指导观察,边提出问题的方式,连续完成。要求学生完成观察演示实验的记录和思考回答表中的问题:
“通电铜棒在磁场中,运动的原因是什么?”
这样做,一是引导学生发现磁场对电流也存在力的作用,二是进一步巩固、深化力的概念。
4、对学生通过观察,归纳概括出的结果,要做小结:(板书小结如下)
通电导体在磁场中受到力的作用,力的方向与电流方向、磁感线方向是相互垂直的、不论是改变电流方向,还是改变磁场方向,都会改变力的.方向
三、应用
板书:
2、实验结论的应用:
1、出示线圈在磁场中的演示实验装置,并提出问题让学生思考:
应用上面实验研究的结论,分析判断通电的线圈在磁场中会发生什么现象?
2、出示方框线圈在磁场中的直观模型,并用小黑板或幻灯片把模型的平面图展示出来,以助学生思考。
3、在学生作出判断的基础上,演示通电线圈在磁场中所发生的现象,来证验学生的分析,判断是否正确。(关于这个实验装置见前面的“实验”)
4、在实验验证的基础上过渡到教材中的“想想议议”上来,无论学生解释得完整,或者不完整都没有关系,可以留下来课后讨论,为下一节课继续分析埋下伏笔、
四、讨论
板书:问题讨论
怎样旧能的转比与守恒的观点,来说明通电导体和通电线圈在磁场中发生运动的现象?启发讨论的子问题:l、通电导体和通电线圈发生运动时,消耗了什么能?得到了什么能?2、你所说的消耗的能和你所说的得到的能守恒吗?为什么?
五、小结
板书:课堂小结
学生小结,或师生共同小结,本节课学到了什么?
板书设计
四、研究磁场对电流的作用
1、实验研究2、实验结论的应用3、问题讨论
结论:____________问题:_____________①____________
________________________________②______________
____________想想议议________4、课堂小结
______________________________________________
______________________________________________
电流的教案4
【设计理念】
构建“人文·物理·社会”三维课堂,在引导学生探究物理知识的同时,渗透以人为本的培养理念,沪科版九年级16.1《电流的磁场》公开课教案。让“研究性学习”走进课堂,走入学科教学,切实增强课堂教学的开放性、 民主性、生成性。以“随堂探究卷”为桥,架师生互动平台,提供一种切实可行的质性评价手段。
【三维目标】
1.知识目标:了解磁体、磁极以及磁极间的相互作用;感知磁体周围存在磁场并会用磁感线表示磁场的方向和强弱;初步了解地磁场。
2、技能目标:培养学生用磁感线形象描述磁场这一抽象概念的思维能力,物理教案《沪科版九年级16.1《电流的磁场》公开课教案》。
3、情感态度价值观:通过了解我国古代的磁文明,激发学习热情;通过介绍我国近代“磁文明的`衰落” 提升学生的人文素养,渗透“爱国主义教育”。
【教学重难点】感知磁场,并会用磁感线描述磁场。
【教学器材】条形、U形磁体、小磁针;多媒体课件及相应图片;探究卷等。
电流的教案5
一、 预习目标
1、 知道描述交变电流的相关物理量
2、 知道物理量之间的关系
二、 预习内容
表征交变电流的物理量
1、瞬时值:正弦交流电瞬时值的表达式为:
电压瞬时值:( ) 电流瞬时值:( )
2、最大值:交流电的最大值反映的是交流电大小的变化范围,当线圈平面与磁力线平行时,交流电动势最大值:(Em=NBSω),
瞬时值与最大值的关系是:(-Em≤e≤Em)
3、有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。即在同一时间内,跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值,叫做该交流电的有效值,正弦交流电的有效值与最大值之间的关系是:
(E=Em/ U=Um/ I=Im/ )
各种交流电电气设备上所标的、交流电表上所测得的以及在叙述中没有特别加以说明的交流电的最大值,都是指( )
4、平均值:交流电的平均值是交流电图像中波形与横轴所围的面积跟时间的比值,用(e=nΔΦ/Δt)计算
5、表征交变电流变化快慢的物理量
①周期T:电流完成一次周期性变化所用的时间。单位:s .
②频率f:一秒内完成周期性变化的次数。单位:HZ.
③角频率ω:就是线圈在匀强磁场中转动的角速度。单位:rad/s.
④角速度、频率、周期的关系(ω=2πf=2π/T)
课内探究学案
一、学习目标
l、掌握表征交变电流大小物理量.
2、理解有效值的定义并会用它解决相关问题.
3、掌握表征交变电流变化快慢的物理量.
学习重难点:表征物理量及物理量间的关系,并能熟练解决相关问题
二、学习过程
1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式?
2、峰值、有效值和平均值有什么区别?
3、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是: ,是不是对一切交变电流都是如此?
3、在我们经常遇到的问题中,那些地方应用有效值?那些地方应用最大值?那些地方应用平均值?
三、反思总结
本节课学习的是描述交变电流的物理量。如:周期和频率表示交变电流周期性变化快慢的`物理量;最大值表明交变电流在变化过程中所能达到的最大数值,反映了交变电流的变化范围;而有效值反映的是交流电的热效应在时间上的平均效果。交变电流的有效值是教学的重点也是难点。
四、当堂检测
1、电阻R1、R2与交流电源按照图1方式连接,R1=10Ω,R2 =20Ω。合上开关S后,通过电阻R1的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。则 ( )
A.通过R1的电流有效值是1.2A
B.R1两端的电压有效值是6V
C.通过R2的电流最大值是1.2 A
D.R2两端的电压最大值是6 V
答案:BD
2、如图2所示,表示一交流电的电流随时间的变化图象,其中电流正值为正弦曲线的正半周,则该交流电的有效值为多少?
答案:
课后练习与提高
1、图5-2-1表示一交变电流随时间变化的图象。此交变电流的有效值是:( )
A.5 安 B.5安 C.3.5 安 D. 3.5安
答案:B
2、如图5-2-2所示,在匀强磁场中有一个“冂”形导线框可绕AB轴转动,已知匀强磁场的磁感强度B=5 /πT,线框的CD边长为20cm.CE、DF长均为10cm,转速为50r/s,若从图示位置开始计时,
(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)若线框电阻r=3,再将AB两端接“6V,12W”灯泡,小灯泡能否正常发光?若不能,小灯泡实际功率多大?
解析:(1)注意到图示位置磁感线与线圈平面平行,瞬时值表达式应为余弦函数,先出最大值和角频率:
ω=2πn=100πrad/s
Em=BSω=5 /π×0.2×0.1×100π=10 (V)
所以电动势瞬时表达式应为:e=10 cos100πt(V)。
(2)小灯泡的电阻为R=U额2/P额=62/12=3Ω,
先求出交变电流电动势有效值 E=Em/ =10(V)
此后电路可看成恒定电流电路,由于R=r, U=Em/2=5V,小于额定电压,故小灯泡不能正常发光。其实际功率是p=U2/R=52/3=25/3=8.3(W)
3、将电阻为r的直导线abcd沿矩形框架边缘加以弯曲,折成“п”形,其中ab=cd=L1,bc=L2。在线端a、d间接电阻R和电流表A,且以a、d端连线为轴,以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动,如图5-2-3所示,求:
(1)交流电流表A的示数;
(2)从图示位置转过90°角的过程中,电阻R上产生的热量;
(3)写出弯曲导线转动过程中,从图示位置开始计时的电动势的表达式。
解析:(1)弯曲导线转到图示位置时有感应电动势的峰值为Em=BL2ωL1= BωL1L2
产生电流的峰值为Im=Em/(R+r)= BωL1L2/(R+r)
电流表A的示数I=Im/ = BωL1L2/2(R+r)
(2)由图示位置转过90°角所用时间t=T/4=π/2ω
电阻R上产生的热量为QR=I2Rt=πωR B2L12L22/4(R+r)2
(3)电动势为e=Emcosωt= BωL1L2cosωt
电流的教案6
教学目标
知识目标
1、知道正弦交流电是矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生的.知道中性面的概念.
2、掌握交变电流的变化规律及表示方法,理解描述正弦交流电的物理量的物理含义.
3、理解正弦交流电的图像,能从图像中读出所需要的物理量.
4、理解交变电流的瞬时值和最大值,能正确表达出正弦交流电的最大值、有效值、瞬时值.
5、理解交流电的有效值的概念,能用有效值做有关交流电功率的计算.
能力目标
1、掌握描述物理规律的基本方法——文字法、公式法、图像法.
2、培养学生观察能力、空间想象能力、立体图转化为平面图进行处理问题的能力.
3、培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力.
情感目标
培养学生爱国主义精神及为富民强国认真学习的精神.
教学建议
教材分析以及相应的教法建议
1、交流与直流有许多相似之处,也有许多不同之处.学习中我们特别要注意的是交流与直流的不同之处,即交流电的特殊之处.这既是学习、了解交流电的关键,也是学习、研究新知识的重要方法.在与已知的知识做对比中学习和掌握新知识特点的方法,是物理课学习中很有效和很常用的方法.
在学习交变电流之前,应帮助学生理解直流电和交流电的区别.其区别的关键是电流方向是否随时间变化.同时给出了恒定电流的定义——大小和方向均不随时间变化.
2、对于交变电流的产生,课本采取由感性到理性,由定性到定量,逐步深入的讲述方法.为了有利于学生理解和掌握,教学中要尽可能用示波器或模型配合讲解.教学中应注意让学生观察教材中的线圈通过4个特殊位置时电表指针的变化情况,分析电动势和电流方向的变化,使学生对线圈转动一周中电动势和电流的变化有比较清楚的了解.有条件的,还可以要求学生运用已学过的知识,自己进行分析和判断.
3、用图像表示交变电流的变化规律,是一种重要方法,它形象、直观、学生易于接受.要注意在学生已有的图像知识的基础上,较好地掌握这种表述方法.更要让学生知道,交变电流有许多种,正弦电流只是其中简单的一种.课本中用图示的方法介绍了常见的几种,以开阔学生思路,但不要求引伸.
4、在这一节中学生要第一次接受许多新名词,如交变电流、正弦电流、中性面、瞬时回值、最大值(以及下一节的有效值)等等.要让学生明白这些名词的准确含义.特别是对中性面的理解,要让学生明确,中性面是指与磁场方向垂直的平面.当线圈位于中性面时,线圈中感应电动势为零,线圈转动过程中通过中性面时,其中感应电动势方向要改变.
5、课本上介绍的交变电流的产生,实际上是正弦交流电的产生.以矩形线框在匀强磁场中匀速转动为模型,以线框通过中性面为计时起点,得到电动势随时间满足正弦变化的交变电流.这里可以明确指出,电动势的最大值由线框的匝数、线框面积、转动角速度和磁感应强度共同决定.
6、课本将线框的位置与产生的电动势的对应起来,意图是帮助学生建立起鲜明的形象,把物理过程和描述它的物理规律对应起来.教师可以通过一些问题的提问,帮助学生理解有关内容,例如,如果在线框转到线框平面与磁感线平行时开始计时,它产生的电动势随时间变化的图像应是什么样的?
7、交流电的有效值、周期等概念的学习重在理解.
交流电的有效值概念是本章的重点,也是难点.课本中的交流电有效值定义特别强调是从使电阻产生热量等效这一方面来定义交流电的有效值的.教材中直接给出了正弦交流电流的有效值与最大值的关系式,但不要求证明,为了让学生更好地理解和熟悉有效值,课本上已经指出,交流电压表和电流表的示数都是有效值,家用电器上的标称也是有效值.
交流电的周期描述交流电的变化快慢.在一个周期时间内,交流电完成一次完全变化.在实际生活中,经常能见到的是交流电的频率.我国民用交流电的频率是50HZ.在一些欧美国家,交流电的频率是60HZ.
8、交流电的最大值、有效值、周期和频率都是描述交流电某一方面的特性,而交流电的图像却可以全面反映某一交流电的情况.所以,要求学生能够从交流电的图像中得到描述交流电的各个物理量.
教学重点、难点分析以及解决办法
1、重点:交变电流产生的物理过程的分析及中性面的特点.
2、难点:交变电流产生的物理过程的分析.
3、疑点:当线圈处于中性面时磁通量最大,而感应电动势为零.当线圈处于平行磁感线时,通过线圈的磁通量为零,而感应电动势最大.即,有最大值;,的理解.
4、解决办法:
通过对矩形线圈在匀强磁场中匀速转动一周的实物演示,立体图结合侧视图的分析、特殊位置结合任一位置分析使学生了解交变电流的大小和方向是如何变化的.
通过侧视图分析线圈运动方向与磁场方向之间关系,利用导体切割磁场线方法来处理,使问题容易理解.
教学设计方案
交流电的产生和变化规律
教学用具:交流发电机模型、演示电流表
教学过程:
一、知识回顾
教师:如何产生感应电流?
请运用电磁感应的知识,设计一个发电机模型.
学生设计:让矩形线圈在匀强磁场中匀速转动.
二、新课教学:
1、交变电流的产生
演示1:出示手摇发电机模型,并连接演示电流表.
当线圈在磁场中转动时,电流表的指针随着线圈的转动而摆动,线圈每转动一周指针左右摆动一次.
表明电流强度的大小和方向都做周期性的变化,这种电流叫交流电.
2、交变电流的变化规律
投影显示:矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的'四个过程.
分析:线圈bc、da始终在平行磁感线方向转动,因而不产生感应电动势,只起导线作用.
(1)线圈平面垂直于磁感线(甲图),ab、cd边此时速度方向与磁感线平行,线圈中没有感应电动势,没有感应电流.
教师强调指出:这时线圈平面所处的位置叫中性面.
中性面的特点:线圈平面与磁感线垂直,磁通量最大,感应电动势最小为零,感应电流为零.
(2)当线圈平面逆时针转过时(乙图),即线圈平面与磁感线平行时,ab、cd边的线速度方向都跟磁感线垂直,即两边都垂直切割磁感线,这时感应电动势最大,线圈中的感应电流也最大.
(3)再转过时(丙图),线圈又处于中性面位置,线圈中没有感应电动势.
(4)当线圈再转过时,处于图(丁)位置,ab、cd边的瞬时速度方向,跟线圈经过图(乙)位置时的速度方向相反,产生的感应电动势方向也跟在(图乙)位置相反.
(5)再转过线圈处于起始位置(戊图),与(甲)图位置相同,线圈中没有感应电动势.
在场强为的匀强磁场中,矩形线圈边长为,逆时针绕中轴匀速转动,角速度为,从中性面开始计时,经过时间.线圈中的感应电动势的大小如何变化呢?
线圈转动的线速度为,转过的角度为,此时ab边线速度以磁感线的夹角也等于,这时ab边中的感应电动势为:
同理,cd边切割磁感线的感应电动势为:
就整个线圈来看,因ab、cd边产生的感应电势方向相同,是串联,所以当线圈平面跟磁感线平行时,即,这时感应电动势最大值;
.
感应电动势的瞬时表达式为:
可见在匀强磁场中,匀速转动的线圈中产生的感应电动势是按正弦规律变化的.即感应电动势的大小和方向是以一定的时间间隔做周期性变化.
当线圈跟外电路组成闭合回路时,设整个回路的电阻为,则电路的感应电流的瞬时值为表达式.
感应电流瞬时值表达式为,这种按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流.
3、交流电的图像
交流电的变化规律还可以用图像来表示,在直角坐标系中,横轴表示线圈平面跟中性面的夹角(或者表示线圈转动经过的时间),纵坐标表示感应电动势(感应电流).
4、交流发电机
(1)发电机的基本组成
①用来产生感应电动势的线圈(叫电枢).
②用来产生磁场的磁极.
(2)发电机的基本种类
①旋转电枢式发电机(电枢动磁极不动).
②旋转磁极式发电机(磁极动电枢不动).
无论哪种发电机,转动的部分叫转子,不动的部分叫定子.
三、小结:
1、交流电的产生
强度和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.
2、交流电的变化规律
感应电动势的瞬时表达式为:.
感应电流瞬时值表达式:.
电流的教案7
教学目的:
l、掌握表征交变电流大小物理量,物理教案-表征交变电流的物理量。
2、理解有效值的定义并会用它解决相关问题。
3、掌握表征交变电流变化快慢的物理量。
教学重点:
掌握表征交变电流大小物理量。理解有效值的定义并会用它解决相关问题
教学难点:
有效值的理解
教学准备:
幻灯片、交流发电机模型、演示电流表、
教学过程:
一、知识回顾
(一)、交变电流:
大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流。如图15-1所示(b)、(c)、(e)所示电流都属于交流,其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。如图(b)所示。而(a)、(d)为直流其中(a)为恒定电流。
(二)、正弦交流的产生及变化规律。
1、产生:当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。
规律 图象表示
二、新课教学:
1、表征交变电流大小物理量
①瞬时值:对应某一时刻的交流的值
用小写字母x 表示,e i u
②峰值:即最大的瞬时值
③有效值:
ⅰ、意义:描述交流电做功或热效应的物理量
ⅱ、定义:跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值,物理教案《物理教案-表征交变电流的物理量》。
ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= I= U= 。
注意:正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= ,U= 的关系,非正弦(或余弦)交流无此关系,但可按有效值的定义进行推导,如对于正负半周最大值相等的方波电流,其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的,因而其有效值即等于其最大值。即I=I 。
ⅳ、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值;交流电流表和交流电压表的读数是有效值。对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。
ⅴ、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
④、峰值、有效值应用上的区别。
峰值是交流变化中的`某一瞬时值,对纯电阻电路来说,没有什么应用意义。若对含电容电路,在判断电容器是否会被击穿时,则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值。
交流的有效值是按热效应来定义的,对于一个确定的交流来说,其有效值是一定的。
在实际应用中,交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值,交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值,解题中,若题目不加特别说明,提到的电流、电压、电动势时,都是指有效值。
2、表征交变电流变化快慢的物理量
①、周期T:电流完成一次周期性变化所用的时间。单位:s .
②、频率f:一秒内完成周期性变化的次数。单位:HZ.
ω=
三、巩固练习
1、正弦交流电压的峰值为10V,周期为0.2S,将此电压接在10 的电阻上,在0.05s内电阻上产生的热量( )
A、可能为零
B、一定为0 .25J
C、不可能大于0.25J
D、可能小于是0.25J
2、某交流电压随时间的变化规律如图15-14所示,则此交流电的频率是_______Hz。若将该电压加在10uf的电容器上,则电容器的耐压值不应小于_________V;交流电压的有效值等于________V
电流的教案8
教学目标
[知识与技能]
1、练习使用电流表
2、探究并联电路中电流的特点
[过程与方法]
通过对科学探究过程的切身体验,使学生领会科学探究的方法,培养概括能力和语言表达能力。
[情感态度和价值观]
通过实验培养学生学会科学态度与协作
教学重、难点
重点:电流表的使用和并联电路电流的规律
难点:用电流表测电流
教学方法
讲授法、实验法
教学用具
电流组、小灯泡、开关、电流表、导线
教学过程
一、复习与引入
[幻灯片]
1、电流表的使用应注意哪些问题?
电流表的'使用说明:
(1)要把电流表串联在电路中
(2)要使用电流从正接线柱流进,从负接线柱流出
(3)要使被测电流不超过量程
(4)不准把电流表的两接线柱直接连接到电源两极上
2、串联电路中各处的电流有什么关系?
串联电路中各处电流都相等,即Ⅰ=Ⅰ1=Ⅰ2=……Ⅰn
在并联电路中,电流有多条路径,并有干路和支路之分,那么,并联电路中干路电流与支路电流之间有什么关系?这一节,我们用科学探究的方法来研究这个问题,并联电路中的干路和支路电流间有什么关系?
二、进行新课
1、提出问题
并联电路中干路电流与支路支流有什么关系?
2、猜想与假设
(先提问后归纳出有用的猜想,提醒学生尽量使用猜想与假设有根有据)
(1)并联电路中,干路电流大于支路电流
(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和
(3)……
3、制订计划与设计实验
(1)实验电路图
(2)实验表格
电流表位置L1支路电流I1L2支路电流I2干路电流I
电流表示数
4、进行实验与收集证据
[幻灯片]
注意事项
(1)连接电路时开关断开
(2)导线沿顺时针方向缠绕在接线柱上
(3)先接并联电路,试触通电无误后,再接入电流表
(4)不能不经过用电器而把电流表接在电源两极上
(5)电流表接法要正确,量程适当
(6)每次改搠电流表,都要断开开关
(7)每次读数,必须保证灯都发光
(8)读取电流表示数,要实事求是
[幻灯片]
实验步骤
(1)按电路图连接电路
(2)用电流表分别测量L1支路,L2支路和干路电流并把读数记入表格
学生进行实验,教师巡回指导,及时发现新的问题,要求学生边实验,边记录数据
5、分析论证:
(先提问,后归纳)
[幻灯片]
实验结果说明:(1)干路电流大于支路电流
(2)干路电流等于各支路电流之和
结论:
并联电路中,干路中的电流等于各支路中的电流之和,即:Ⅰ=Ⅰ1+Ⅰ2+……+Ⅰn
6、交流与合作
各小组和实验数据与结论与其他小组进行比较,有没有异常现象发生,若相差较大,共同研究其原因。
7、评估
练习
[幻灯片]
如图所示,合上开关后,电流表A1示数为1.4A,电流表A2的示数为0.5A,则通过灯L1的电流为____A
三、
本节课通过科学探究过程,练习了电流表的使用,得出并联电路中干路电流与支路电流的关系,为以后的学习打下了基础。
电流的教案9
教材分析
与恒定电流不同,由于交变电流的电压、电流等大小和方向都随时间做周期性变化,需要用一些特殊的物理量来描述它在变化中不同方面的特性,本节主要介绍这样一些物理量。
一、学习要求
1. 知道交变电流的周期和频率,知道我国供电线路交变电流的周期频率.
2. 知道交变电流和电压的峰值,有效值及其关系.
3、 会用图象和函数表达式描述正弦交变电流。
二、教材重点
交变电流的有效值
三、教材难点
一般电流有效值的求解
四、教学资源
通过思考讨论,使学生明白,从电流热效应上看,交流电产生的效果可以与某地恒定电流相等,由此引入有效值的概念.
1.定义:让交流与恒定电流通过相同的电阻,如果它们在一周期内产生的热量相等,就把这个恒定电流的值(I或U)叫做这个交流的有效值.
课本第一次明确地用一个周期T来定义有效值,使得有效值的概念更加准确.
2. 正弦交变电流的有效值与峰值的关系
这一关系只对正弦式电流成立,对其它波形的交变电流一般不成立. 其它波形的交变电流的有效值就根据有效值的定义去求解。
3. 几点说明:
①各种使用交变电流的电器设备上所标的额定电压、额定电流均指有效值;
② 交流电压表和交流电流表所测量的数值也都是有效值;
③将电容器接入交流电路中,其耐压值应不小于交变电流的最大值,但熔丝的选择应据有效值来确定其熔断电流;
④一般情况下所说的交变电流的数值,若无特别说明,均指有效值。
4.有效值与平均值的`区别:交变电流的有效值是按照电流的热效应来规定的,对一个确定的交变电流,其有效值是一定的,而平均值是由 来确定的,其数值大小与时间间隔有关。在计算交变电流通过导体产生的热量、热功率时,只能用有效值,而不能用平均值;在计算通过导体截面的电量时,只能用交变电流的平均值,即q = t 。
典型例题
例:如图边长为L的单匝正方形线框,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,线框电阻为R,当线框绕ab边从图示位置以角速度匀速转过 的过程中,求
(1)外力所做的功;
(2)流过线框导线截面的电量
[析] 外力所做的功,即线框中产生的热量。应据线圈产生电动势的有效值求热量。一般是先求最大值,再求有效值。
线框转过 的过程中,线圈内产生的电动势最大值为:
电动势的有效值为 线圈转过 所用的时间为 .
线圈内产生的热量 .
[典型错解] E=
电流的教案10
教学目标:
1、用实验探究电流通过导体时,电能转化为导体的内能与哪些因素有关,重点通过实验研究方法研究导体通电时发热与导体的电子之间的关系。
2、了解电流热效应跟哪些因素有关,理解并能够用焦耳定律解决一些实际问题。
3、了解生活中应用焦耳定律的例子,了解节约电能的一些方法。
教学过程:
一、电阻和电流的热效应
问:①白炽灯通电以后,一会儿热得烫手②电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭③电流通过导体时能使导体的温度升高在这些过程中能量转化情况如何?(电能变成内能)
说明:电流能够将电能转化为内能这就是电流的热效应
说明:导体通电时发热的多少与哪些因素有关呢?请看下面的演示实验
演示实验:
实验器材:①阻值不同的电阻丝A 、B②两烧瓶质量完全相等的煤油③两支温度计④电源⑤导线
实验过程:
1、阻值不同的电阻丝A 、B分别浸在质量完全相等的煤油里,两者串联起来,通过变阻器和开关接到电源上
2 、测量 两烧瓶煤油的初始温度并做记录
3 、闭合开关,过几分仲后再测煤油的温度并做记录,同时记下这次通电的时间,比较两烧瓶煤油的温度
实验结果:金属丝产生的热量跟金属丝的阻值成正比
问:除此以外,电流的'热效应跟哪些因素有关呢?(①电流②时间)
说明:英国物理学家焦耳通过一系列实验发现电流发热具有下述规律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比这个规律叫做焦耳定律
问:如果用Q 表示热量,用I 表示电流,R 表示导体的电阻,t 表示通电的时间,如何表示焦耳定律?(Q = I2Rt )
说明:我们把电热器在单位时间消耗的电能叫做热功率
问:热功率的公式是什么?(P=Q/t=I2R)
问:国际单位制中热功率的单位是什么?(瓦特,简称瓦,符号是W)
问:电动机的能量转化情况如何呢?(电能转化成机械能和内能,这时电功率大于热功率)
电流通过白炽灯泡时能量转化情况如何呢?(电能几乎全部转化成内能,这时电功率等于热功率)
板书设计
一、电阻和电流的热效应
1、焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比 Q = I2Rt
2、热功率:单位时间消耗的电能
P=Q/t=I2R
单位:瓦特,简称瓦,符号是w
电流的教案11
一、电流的磁效应
说明:人类很早就留意到了电流的磁效应。例如:①一名英国商人发现,雷电过后,他的一箱新刀竟然带上了磁性②富兰克林也在实验中发现,在莱顿瓶放电后,附近的缝衣针被磁化了
说明:那么电流和磁场之间有什么关系吗?19 世纪,随着对摩擦生热等现象认识的深人,人们逐步相信自然界各种运动之间存在着广泛联系。除了表面上的一些相似性之外,电和磁之间是否还存在着更深刻的联系?一些科学家相信.答案是肯定的,在实验中寻找这种联系,就成为他们的探索目标。后来,丹麦物理学家奥斯特首先获得成功。1820 年,奥斯特发现:把一根导线平行地放在磁针的上方,给导线通电时,磁针发生了偏转,就好像磁针受到磁铁的作用一样。这说明不仅磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,这个现象称为电流的磁效应
问:既然电流能够产生磁场,那么电流的方向和磁场的方向之间是否存在什么关系呢?
演示实验
实验仪器:直导线、硬纸板、细铁屑、直流电源
实验过程:①使直导线穿过一块硬纸板
②给导线通电
③在硬纸板上均匀地撒一层细铁屑
④轻敲硬纸板
⑤观察细铁屑的排列情况,以得到电流的方向和磁场的方向之间的关系
说明:以安培为代表的法国科学家经过长期实验,总结了直线电流和磁场方向之间的关系,得出了安培定则,具体内容是:右手握住导线,伸直的拇指的方向代表电流的方向,那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向
问:直线电流的磁场可以用什么图形表示?(一系列的同心圆)
问:这些同心圆有何特征?(内紧外松)
演示实验
实验仪器:环形导线、硬纸板、直流电源、细铁屑
实验过程:①把环形导线穿过硬纸板
②给导线通电
③在硬纸板上均匀地撒一层细铁屑
④轻敲硬纸板
⑤观察细铁屑的排列情况,以得到电流的方向和磁场的方向之间的`关系
说明:以安培为代表的法国科学家经过长期实验,总结了环形电流和磁场方向之间的关系,右手握住环形导线.弯曲的四指所指的方向代表电流的方向,拇指所指的方向就是圆环中心周线上的磁感线的方向
问:螺线管可以看成由多个环形导线组成,那通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间有怎样的关系呢?(右手握住螺线管.弯曲的四指所指的方向代表电流的方向,拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向
说明:通电螺线管外部的磁场与条形磁体十分相似,如果把它看做一个条形磁体,那如何判断螺线管的N极?(拇指的指向是条形磁体的N 极)
电流的教案12
【设计理念】
以新课改理念为依据,创设一种类似科学探究过程的新的教学模式,开展学习活动。让学生经历科学探究的历程,从中学习科学的学习方法,培养学生的科学态度、合作的精神以及创新与实践能力。
【教学目标】
知识与技能
1、通过实验使学生知道“电阻一定时,电流跟电压成正比,电压一定时,电流跟电阻成反比”。
2、使学生初步熟悉如何用电流表测同一只电阻的电流及其两端电压,会用与待测电阻串联的滑动变阻器调节待测电阻两端的电压。
过程与方法
1、使学生初步领会用控制变量法研究物理规律的思路。
2、进一步培养学生电路连接和有关电路的电学实验操作能力及根据实验结果分析、概括实验结论的能力。
情感态度与价值观
1、培养学生学习物理的兴趣和愿望。
2、培养学生实事求是的科学态度和刻苦钻研的精神。
【教学重点】
能通过实验使学生知道导体中电流跟电压电阻的关系。
【教学难点】
如何用实验的方法研究导体中电流跟电压电阻的关系。
【教具】
电源、电流表、电压表、定值电阻、开关、导线若干、滑动变阻器。
【教学过程】
一、创设情景,激发兴趣
通过前面的学习和实验,同学们已经隐约感觉到电流、电压、电阻之间存在着一定的关系,那么这三者之间到底存在着怎样的关系呢?我这里有三个研究它们之间关系的课题,请同学们分组讨论一下哪个课题有研究的必要,为什么?
1、电流跟电压、电阻的关系;
2、电压跟电流、电阻的关系;
3、电阻跟电流、电压的关系。
说明:通过该情景的创设达到三个目的,一是创设物理情景,激发学生的学习兴趣;二是培养学生科学选择研究课题的能力;三是回顾前面所学知识(①电压是形成电流的原因;②电阻是导体本身的一种属性,跟导体两端的电压及导体中的电流无关)。
二、引导学生猜想与假设
结合前面所学的知识,电压是形成电流的原因,而导体的电阻是导体本身阻碍电流的一种性质,采用谈话──讨论式的方法,引导学生猜测“电流跟电压、电阻的关系”。
导体两端的电压越大,导体中的电流越大;导体的电阻越大,导体中的电流越小。
说明:通过此环节,一是让学生明确猜想是经常用到的物理研究方法之一;二是让学生知道猜想是建立在大量的科学事实基础之上的,不是胡乱猜想,是有科学依据的。
三、学生制定计划与设计实验
1、探究方法
由猜想知道导体中的电流跟导体两端的电压、导体的电阻有关,那么如何研究电流跟电压、电阻的定量关系呢?让学生分组讨论下面两个问题:
①前面学过的哪些实验课题与该实验课题类似?举例说明
②你所列举的实验中用到的物理研究方法是什么?
说明:这样做的`目的有两个:一是通过分组讨论与交流培养学生合作学习的意识;二是由学生回顾前面所学的实验,讨论得出研究该实验的方法──控制变量法。
2、研究电流跟电压的关系
在此让学生明确“研究电流跟电压的关系时,应保持电阻不变”的思想,那么,设计实验电路的时候应考虑:①怎样测量定值电阻两端的电压u和定值电阻中的电流i呢?②怎样保持导体的电阻r不变呢?③通过什么方法改变定值电阻两端的电压u呢?
(1)学生分别独立设计电路,学生以小组为单位进行组内讨论,拟定一个达成共识的设计方案。
说明:这样做既充分发挥了个体的主观能动性,又集思广益,培养学生的发扬团结合作精神,共同克服困难,探索解决办法。
(2)小组代表发言,展示设计方案。
说明:通过小组的发言,交流设计的思路和具体操作,采用谈话的方式,让学生在原有的知识与能力的基础上互相学习,取长补短。
(3)师生共同讨论,对各组的设计方案的优缺点进行评估,教师点拨、整合思维,帮助学生形成科学的思想,以确定出实验的最佳方案。从而引导学生设计出课本上的电路图。
利用串联电路中的滑动变阻器来改变导体两端的电压u,从而改变电路中的电流i。
3、研究电流跟电阻的关系
在此让学生明确“研究电流跟电阻的关系时,应保持电压不变”的思想。那么实验探究时应考虑:①怎样改变导体电阻r的大小?②怎样保持导体两端的电压u不变呢?
让学生讨论交流,使学生认识到;当定值电阻的大小发生变化时,可通过滑动变阻器来控制其两端的电压u保持不变。
四、学生分组实验与收集数据
(1)教师可演示电路的连接或板画电路的连接,补充说明实验的注意事项,有针对性地进行辅导;并且明确观察目标,知道在哪一个研究对象上收集信息,明确收集信息的内容。
(2)学生分组、合作完成实验,正确记录实验数据。
1、研究电流跟电压的关系
按电路图连接实物电路,利用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,并记录所对应的电流值,填入表一中:
表一:
r=10ω
电压u(v)
1
1、5
2
电流i(a)
2、更换定值电阻,利用滑动变阻器保持定值电阻两端的电压不变,记录对应的电流值,填入表二中:
表二:
u=3v
电阻r(ω)
5
10
15
电流i(a)
五、分析与论证
实验数据是客观事实的反映,不等于实验结论;实验结论是在数据基础上进行科学分析的结果。教师选择两组实验数据展示在黑板上,以供分析与论证。引导学生进行因果推理,认识因果推理关系,在控制物理条件下,关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系,寻找数据之间的相互关系的特征,培养学生分析简单的因果关系能力。
1、电流与电压的关系
学生讨论回答下列问题,逐层概括:
(1)电流与电压两个物理量,是谁随谁变化?
(2)分析表一,可得出什么结论?
(3)怎样分析得出上述的结论?
(4)我们这个结论前提是保持哪个物理量不变?
(5)有人说,这个结论可叙述为“在电阻不变时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比。”对吗?
说明:设计这五个问题的目的一是通过实验数据的分析培养学生的概括能力;二是回扣课前提出的研究课题,前后对应。
2、电流与电阻的关系
在分析表一的基础上,学生可独立完成分析表二,归纳出此规律。
学生讨论回答下列问题,逐层概括:
(1)电流与电阻两个物理量,是谁随谁变化?
(2)分析表二,可得出什么结论?
(3)怎样分析得出上述的结论?
(4)我们这个结论前提是保持哪个物理量不变?
(5)有人说,这个结论可叙述为“在电压不变时,导体的电阻与通过导体的电流成反比。”对吗?
六、评估
探究假设是探究结果的预期,探究结果是探究假设的验证。关注它们的差异是发现问题和提出问题的前奏,是创造思维的表现。
回顾在本节课中,学生小组反馈的实验数据,是否严格符合我们总结的规律?不符合的原因是什么?采用什么方法处理此问题能使此影响降为最小?
学生交流后教师引导点拨,使之明确:实验用学生电压表和学生电流表测量存在误差;而且导线的电阻不可忽视;另外在探究过程中,保持不变的物理量是否在操作中真正做到保持不变呢?但是从实验数据整体上来说可以得出实验结果。
评估是对探究反思的过程,有利于发展学生的批判思维,有利于培养学生严谨的科学态度。在教师必要的点拨下,形成对评估的正确认识,并使学生从这些具体的评估活动中获得体验,合作的精神得到加强,极大地提高了学生的综合素质与能力。
七、交流与合作
1、学生小结,本节课学习到了哪些知识?
2、从本节课探究过程中,你还有哪些收获?
3、除本节的探究电路图以外,你能否再设计一个电路图来研究今天的问题。
4、写出本节的实验报告。
电流的教案13
一、教学目标
【知识与技能】
知道交变电流和电压的峰值及用途,并知道有效值的概念及计算。
【过程与方法】
用等效的方法求出交变电流的有效值。
【情感态度与价值观】
通过学习交变电流的有效值及峰值,明白其在生活中的具体应用,体会物理的生活性,增强学习物理的兴趣。
二、教学重难点
【重点】
交变电流的峰值及有效值的概念及计算。
【难点】
明白交变电流有效值的概念及计算。
三、教学过程
环节一:新课导入
复习上节课交变电流的产生来导入新课。
问题1:交变电流的产生原理是什么?它的表达式的意义及各个物理量的含义?
学生的回答之后引导其思考,在交变电流及电压中,除了最大值和角速度,还可以有哪些物理量来描述交流电?
学生回答:知道了线圈的转速,那么线圈在其中转动一圈的时间是多少?
教师点评:不错这个我们叫做周期,大家知道我们在实验室用学生电源做实验时,用电流表或者电压表测出来的电流和电压的示数表示什么意思嘛?
学生回答:表示电流和电压的大小。
教师点评:其实呢,大家答的有一定的道理,但在我们电学中,电流表和电压表的示数有一个专门含义叫做有效值,今天就来学习它。
引出课题——交变电流的峰值及有效值(板书)。
环节二:新课探究
(一)峰值
教师引导学生利用前面交流电的产生原理及表达式来理解交流电的峰值。
教师:我们前面学习交流电的产生,是因为线圈在磁场中以一定的角速度做周期性的转动,线圈转动一圈的时间就是线圈周期及交流电的周期T,周期的倒数就是线圈的频率1/T=f。根据交流电的'数值表达式,我们知道交流电的电压是在不断变化,那么它的最值是多少?
学生回答:交流电的最大值就是Im和Em,最小值是为零。因为电压虽然有正负之分,但只是表示大小。
教师点评:同学分析的非常仔细,交流电的最大值Im和Em就是峰值,可以用来表示电流的强弱和电压的高低。
教师:大家知道电容器的所能承受的最大电压是有什么要求吗?对正常的家用电器来说是其铭牌上标记的220v吗?接下来学习解决这个问题?
(二)有效值
教师出示一道例题:
说明:以上三个球有效值的公式仅适用于正弦和余弦交变电,交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的。
环节三:巩固练习
教师提问:电容的击穿电压是电压峰值还是有效值?保险丝的熔断电流是交变电的峰值还是有效值?
学生回答:电容的击穿电压和保险丝的熔断电流都是其能承受的最大值,即其需大于正常使用的交变电的电压及电流的峰值。
教师总结:交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值;交流电压表和交流电流表的示数是有效值;交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值。
环节四:小结作业
总结概括本节课的主要知识点:交流电的峰值及有效值的概念和意义。
并让学生课下思考:对于半周期或四分之一的周期的正余弦的有效值有交变的计算方法吗?
电流的教案14
教学目标
1.知道电流的形成,明确电流方向的规定.
2.知道电路中形成持续电流的条件,引出电源的概念.
3.知道电源是把其它形式的能量转化为电能的装置;知道在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极.
4.通过观察实验,培养学生分析推理的能力.
教学建议
教材分析 本节的教学内容有:电流的形成、电流方向的规定、短暂电流和持续电流、电源的概念.其中关于电流的初步概念,包括电流的形成和电流方向的规定,既是电学中最基本的概念之一,也是本章的教学重点之一.
教法建议 电流概念要从演示实验引出,可以参考课本图4-5的实验,让学生通过观察到的现象,自己推知电荷是从哪个验电器移动到哪个验电器的,进而说明电荷发生了定向移动,而电荷的定向移动形成电流.还可以让学生通过观察到的现象,得知这里形成的电流是短暂电流. 结合课本图4-6的实验,向学生说明:小灯泡持续发光,表示有持续电流通过小灯泡,并且这个持续电流是由干电池提供的,引出电源的概念.并让学生知道电源是把其它形式的能量转化为电能的装置. 强调电流的方向就是正电荷定向移动的方向,并按照这个规定,引导学生标出课本图4-8所示的电路中电流的方向,得出在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极
教学设计方案
教学过程应突出以下几个方面:一是在复习上一节知识的基础上通过演示引入新课.二是充分利用电教手段,帮助学生建立电荷定向移动的微观图景,从而建立电流的概念.也可以用水流和电流做类比,建立电流的概念.三是理论联系实际,使学生的学习过程与日常生活中用电相联系.
1.复习上一节知识 提问1:用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触验电器的金属球,金属球带什么电?金属箔片带什么电? 提问2:验电器是通过什么方法带上电的?
2.引入新课 演示本节课本上的图4-5实验,这个实验表明在金属棒中发生了电荷的移动.
3.进行新课. (l)电流的概念:电荷的`定向移动形成电流. 用水流和电流做类比:水在水管中沿着一定的方向流动,水管中就有了水流.电荷在电路中沿着一定的方向移动,电路中就有了电流.提问:在刚才的实验里,金属棒中的电荷是怎样移动的?是从A到B,还是从B到A?(在这里还可以充分利用电教手段,通过自制的动画课件,帮助学生建立电荷定向移动的微观图景,从而建立电流的概念.) 重做实验,继续观察验电器A、B金属箔片张角的变化.可看到B的金属箔片张开到一定角度就不再增大了,A的金属箔片的张角也不再减小.实验表明电荷不再通过金属棒往验电器B上移动了,金属棒中不再有电流了.这种瞬间电流在实际当中没有多大用处.
(2)维持持续电流的条件 演示课本图4-6的实验(挂板实验):把电池、灯座、开关依次用导线连接好.合上开关,小灯泡持续发光;打开开关,小灯泡熄灭.将干电池取走,合上开关,小灯泡也不发光. 引导同学思考:小灯泡持续发光,表示有持续电流通过小灯泡的灯丝.你能否通过上述实验找到维持小灯泡中有持续电流的条件?(①有电池.②合上开关.)
(3)电源 使学生知道能够持续提供电流的装置叫电源.大量用电器的电源,是发电厂里的发电机;发电机是将机械能转化为电能的装置.日常生活中和实验室里常用的电源,可以是干电池和蓄电池;干电池、蓄电池是将化学能转变成电能的装置. 干电池、蓄电池上有正极和负极,干电池的正极是碳棒,从外表看,即为带铜帽的一端;负极是锌筒(展示干电池剖面实物).蓄电池的正、负极通常用十一号标在电池的上部. 演示实验:用蓄电池(其中一组)、小灯泡、开关、导线连接电路,合上开关,观察小灯泡发光情况. 联系实际启发:你在日常生活中都在哪些情况下使用过干电池?在哪些地方见过使用蓄电池?
(4)电流的方向 电荷有两种,电路中有电流时,发生定向移动的电荷可能是正电荷,也可能是负电荷.还有可能是正负电荷同时向相反方向发生定向移动. 规定:正电荷定向移动的方向为电流方向. 介绍这个规定是在19世纪初,在物理学家刚刚开始研究电流时,并不清楚在不同的情况下究竟什么电荷在移动时做出的,而在后来的研究中发现,这样的规定并不影响研究电流的有关问题,并且在酸、碱、盐的溶液中就有正电荷的定向移动,因此这个规定一直沿用至今. 按照这个规定,在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极.
探究活动
小实验:自制一个水果电池.
找一根5厘米长的铜片或粗铜丝,再从废干电池上剪下一条2毫米宽的锌皮,刮净,把铜片和锌皮插入苹果或番茄、柠檬等水果里,就做成了一个水果电池.取两根导线,把它们的一端分别接在水果电池的两极上,另一端和舌头断续接触,注意两根导线不要碰着.这时舌头上有什么感觉?
电流的教案15
知识目标
1、理解为什么电感对交变电流有阻碍作用.
2、知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小,知道感抗与哪些因素有关.
3、知道交变电流能通过电容器.知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用.
4、知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小,知道容抗与哪些因素有关.
能力目标
使学生理解如何建立新的物理模型而培养学生处理解决新问题能力.
情感目标
1、通过电感和电容对交流电的阻碍作用体会事物的相对性与可变性.
2、让学生充分体会通路与断路之间的辩证统一性.
3、培养学生尊重事实,实事求是的科学精神和科学态度.
教学建议
教材分析
本节着重说明交流与直流的区别,有利于加深学生对交变电流特点的认识.教学重点突出交流与直流的区别,不要求深人讨论感抗和容抗的问题.可结合学校的实际情况,尽可能多用实验说明问题,不必在理论上进行讨论.
教法建议
1、根据电磁感应的知识,学生不难理解感抗的概念和影响感抗大小的因素.教学中要注意适当复习或回忆已学过的有关知识,让学生自然地得出结论.这样既有利于理解新知识,又可以培养学生的能力,使学生学会如何把知识联系起来,形成知识结构,进而独立地获取新知识.
2、对交变电流可以通过电容器的道理,课本用了一个形象的模拟图,结合电容器充、放电的过程加以说明,使学生有所了解即可.对于容抗的概念和影响容抗大小的因素,课本是直接给出的,让学生知道就可以了,不要作更深的讨论.
3、本节最后,结合实际说明了电容的广泛存在,可以适当加以扩展和引伸,以开阔学生思路和引导学生在学习中注意联系实际问题.
教学设计方案
电感和电容对交变电流作用
教学目的:
1、了解电感对电流的作用特点.
2、了解电容对电流的作用特点.
教学重点:电感和电容对交变电流的作用特点.
教学难点:电感和电容对交变电流的作用特点.
教学方法:启发式综合教学法
教学用具:小灯泡、线圈(有铁芯)、电容器、交流电源、直流电源.
教学过程:
一、引入:
在直流电流电路中,电压 U、电流I和电阻R 的关系遵从欧姆定律,在交流电路中,如果电路中只有电阻,例如白炽灯、电炉等,实验和理论分析都表明,欧姆定律仍适用.但是如果电路中包括电感、电容,情况就要复杂了.
二、讲授新课:
1、电感对交变电流的作用:
实验:把一线圈与小灯泡串联后先后接到直流电源和交流电源上,观察现象:
现象:接直流的亮些,接交流的.暗些.
引导学生得出结论:接交流的电路中电流小,间接表明电感对交流有阻碍作用.
为什么电感对交流有阻碍作用?
引导学生解释原因:交流通过线圈时,电流时刻在改变.由于线圈的自感作用,必然要产生感应电动势,阻碍电流的变化,这样就形成了对电流的阻碍作用.
实验和理论分析都表明:线圈的自感系数越大、交流的频率越高,线圈对交流的阻碍作用就越大.
应用:日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈,自感系数很大.日光灯起动后灯管两端所需的电压低于220V,灯管和镇流器串联起来接到电源上,得用镇流器对交流的阻碍作用,就能保护灯管不致因电压过高而损坏.
2、交变电流能够通过电容
实验:把白炽灯和电容器串联起来分别接在交流和直流电路里.
现象:接通直流电源,灯泡不亮,接通交流电源,灯泡能够发光.
结论:直流不能通过电容器.交流能通过交流电.
引导学生分析原因:直流不能通过电容器是容易理解的,因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了.电容器接到交流电源时,实际上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质,只是由于两极板间的电压在变化,当电压升高时,电荷向电容器的极板上聚集,形成充电电流;当电压降低时,电荷离开极板,形成放电电流.电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,表现为交流通过了电容器.
学生思考:
使用220V交流电源的电气设备和电子仪器,金属外壳和电源之间都有良好的绝缘,但是有时候用手触摸外壳仍会感到麻手,用试电笔测试时,氖管发光,这是什么?
原因:与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板,电源中的交变电流能够通过这个电容器.虽然这一点漏电一般不会造成人身危险,只是为了在机身和外壳间真的发生漏电时确保安全,电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地.
3、电容不仅存在于成形的电容器中,也存在于电路的导线、无件、机壳间.有时候这种电容的影响是很大的,当交变电流的频率很高时更是这样.同样,感也不仅存在于线圈中,长距离输电线的电感和电容都很大,它们造成的电压损失常常比电阻造成的还要大.
总结:
电容:通高频,阻低频.
电感:通低频,阻高频.
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