本节课从手摇发电机的实验现象引入新课,通过二极管交替发光反映电流方向的变化,通过DIS演示显示电动势大小的变化,引出交变电流的概念,从手摇发电机中提炼出物理模型——矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,对交变电流进行深入探究。
探究过程共分两步:
1.电流方向:分析不同过程电流的方向,总结出中性面的特点。
2.电动势大小:从导体棒切割磁感线的角度推导磁通量、电动势大小随时间的变化规律。
再将课堂内容适度拔高:线圈不围绕中轴线转动、线圈不是矩形线圈结果又该如何?接下来是一个开放性问题——同学们还能想到什么方法也能产生正弦交流电,让同学们发散思维。同学们一定会给出“线圈不动,旋转磁场”的答案,借此机会给大家普及实际的大型发电机都是旋转磁极发电机,相对于旋转线圈的发电机的优势在哪里。同时鼓励同学们大胆想象,不怕犯错,自己感觉没有用的想法很可能会给工程人员提供很大的帮助,日后做科研也要开拓思路。
最后学以致用,让同学们练习电动势瞬时值、平均值、电荷量的求解,同时提出问题如何求解焦耳热,为下节课埋下伏笔。