交流電的產(chǎn)生和變化規(guī)律
教學用具：交流發(fā)電機模型、演示電流表
教學過程：
一、知識回顧
教師：如何產(chǎn)生感應電流？
請運用電磁感應的知識，設計一個發(fā)電機模型.
學生設計：讓矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動.
二、新課教學：
1、交變電流的產(chǎn)生
演示1：出示手搖發(fā)電機模型，并連接演示電流表.
當線圈在磁場中轉動時，電流表的指針隨著線圈的轉動而擺動，線圈每轉動一周指針左右擺動一次.
表明電流強度的大小和方向都做周期性的變化，這種電流叫交流電.
2、交變電流的變化規(guī)律
投影顯示：矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動的四個過程.
分析：線圈bc、da始終在平行磁感線方向轉動，因而不產(chǎn)生感應電動勢，只起導線作用.
（1）線圈平面垂直于磁感線（甲圖），ab、cd邊此時速度方向與磁感線平行，線圈中沒有感應電動勢，沒有感應電流.
教師強調指出：這時線圈平面所處的位置叫中性面.
中性面的特點：線圈平面與磁感線垂直，磁通量最大，感應電動勢最小為零，感應電流為零.
（2）當線圈平面逆時針轉過
時（乙圖），即線圈平面與磁感線平行時，ab、cd邊的線速度方向都跟磁感線垂直，即兩邊都垂直切割磁感線，這時感應電動勢最大，線圈中的感應電流也最大.（3）再轉過 時（丙圖），線圈又處于中性面位置，線圈中沒有感應電動勢.
（4）當線圈再轉過 時，處于圖（丁）位置，ab、cd邊的瞬時速度方向，跟線圈經(jīng)過圖（乙）位置時的速度方向相反，產(chǎn)生的感應電動勢方向也跟在（圖乙）位置相反.
（5）再轉過 線圈處于起始位置（戊圖），與（甲）圖位置相同，線圈中沒有感應電動勢.
在場強為 的勻強磁場中，矩形線圈邊長為 ，逆時針繞中軸勻速轉動，角速度為 ，從中性面開始計時，經(jīng)過時間
.線圈中的感應電動勢的大小如何變化呢？線圈轉動的線速度為 ，轉過的角度為 ，此時ab邊線速度 以磁感線的夾角也等于 ，這時ab邊中的感應電動勢為：
同理，cd邊切割磁感線的感應電動勢為：
就整個線圈來看，因ab、cd邊產(chǎn)生的感應電勢方向相同，是串聯(lián)，所以當線圈平面跟磁感線平行時，即 ，這時感應電動勢最大值 ；
.
感應電動勢的瞬時表達式為：
可見在勻強磁場中，勻速轉動的線圈中產(chǎn)生的感應電動勢是按正弦規(guī)律變化的.即感應電動勢的大小和方向是以一定的時間間隔做周期性變化.
當線圈跟外電路組成閉合回路時，設整個回路的電阻為 ，則電路的感應電流的瞬時值為表達式 .
感應電流瞬時值表達式為 ，這種按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式電流.
3、交流電的圖像
交流電的變化規(guī)律還可以用圖像來表示，在直角坐標系中，橫軸表示線圈平面跟中性面的夾角（或者表示線圈轉動經(jīng)過的時間 ），縱坐標表示感應電動勢 （感應電流 ）.
4、交流發(fā)電機
（1）發(fā)電機的基本組成
①用來產(chǎn)生感應電動勢的線圈（叫電樞）.
②用來產(chǎn)生磁場的磁極.
（2）發(fā)電機的基本種類
①旋轉電樞式發(fā)電機（電樞動磁極不動）.
②旋轉磁極式發(fā)電機（磁極動電樞不動）.
無論哪種發(fā)電機，轉動的部分叫轉子，不動的部分叫定子.
三、小結：
1、交流電的產(chǎn)生