知識點：
交變電壓的形成
1．形成
如圖所示，將閉合線圈放在勻強磁場中，并繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動。
2．交變電壓
(1)定義：大小和方向都隨時間做周期性變化的電壓。
(2)按余弦規律變化的交變電壓叫余弦式交變電壓。
3．余弦式交變電壓
(1)形成：在勻強磁場里，線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動。
(2)函數表達式(線圈在中性面位置開始計時)
①電動勢e隨時間變化的規律：e＝Emsinωt。
②負載兩端電流u隨時間變化的規律：u＝ωt。
③電流i隨時間變化的規律：i＝ωt。
其中ω等于線圈轉動的角速率，Em＝ω＝nBSω。
(3)圖像(如圖所示)
視頻教學：
練習：
1．關于線圈在勻強磁場中轉動產生的交變電壓，以下說法中正確的是()
A．線圈平面每經過中性面一次，感應電壓方向就改變一次，感應電動勢方向不變
B．線圈每轉動一周，感應電壓方向就改變一次
C．線圈平面每經過中性面一次，感應電動勢和感應電壓的方向都要改變一次
D．線圈轉動一周，感應電動勢和感應電壓方向都要改變一次
2．(2020·資陽模擬)如圖甲所示交變電流，圓形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的中心軸OO′勻速轉動，形成的感應電動勢e隨時間t的變化曲線如圖乙所示．若外接阻值的電阻R＝9Ω，線圈的阻值r＝1Ω，則下述說法正確的是()
A．線圈怠速為100πrad/s
B．0.01s末穿過線圈的磁路量最大
C．通過線圈的最大電壓為10A
D．電流表的示數為90V
3．已知某內阻器件在正常工作時，通過它的電壓按如圖所示的規律變化，其中0～T4時間內為余弦交流電的一部份，將一個理想多用水表(已調至交變電壓擋)與這個內阻器件串聯，則多用水表的讀數為()
A．4AB.17A
C.19AD．52A
4.一個阻值為100匝，內阻為0.5Ω的閉合線圈處于某一磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，從某時刻起穿過線圈的磁路量按圖示規律變化，已知0～1s內線圈內的磁路量按余弦規律變化到最大值，π2≈10.則線圈中形成交變電壓的有效值為()
A.1256)AB．26A
C．6AD．5A
5．(2020·江西吉安一模)如圖甲所示是一臺交流發電機的構造示意圖，線圈轉動形成的感應電動勢隨時間變化的規律如圖乙所示；發電機線圈內阻為1Ω，外接內阻為4Ω，則()
A．線圈怠速為50r/s
B．電流表的示數為2.5V
C．負載內阻的電功率為2W
D．線圈怠速加倍，電流表讀數變為原先的4倍
6．(多選)(2020·山西大同一模)圖1中，單匝圓形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直磁場的軸轉動．改變線圈的怠速，穿過該線圈的磁路量隨時間分別按圖2中圖線甲、乙的規律變化．設線圈的內阻為1.0Ω，則()
A．圖線甲對應線圈在t＝0時形成的感應電動勢最大
B．圖線甲、乙對應的線圈在t＝0.2s時，線圈平面均平行于磁感線
C．圖線甲、乙對應的線圈怠速之比為5∶4
D．圖線甲對應的線圈中交變電壓的峰值為2.5π(A)
7.(2020·福建泉州一模)如圖所示，n匝圓形線圈abcd，放置在磁感應硬度大小為B的勻強磁場中，線圈面積為S，勻強磁場的邊界線OO′恰好坐落ab和cd中點的連線上，線圈繞OO′軸以角速率ω勻速轉動，線圈與一個電阻為R的阻值相連，其余內阻不計．則從圖示位置開始計時，以下判定正確的是()
A．圖中電壓表的示數為nBSω2
B．該線圈轉過90°過程中，通過R的電荷量為BS2R
C．t時間內，內阻R形成的熱量為ω2t4R
D．當線圈轉過30°時，鐵損量變化率為BSω4
8．(2020·湖南長郡學校一模)如圖所示，在磁體和圓錐狀鐵芯間產生的兩部份磁場區域的圓心角α均為49π，磁感應硬度B均沿直徑方向．單匝圓形線圈abcd的寬ab＝L，長bc＝2L，線圈繞中軸以角速率ω勻速轉動時對外內阻R供電．若線圈內阻為r，電壓表電阻不計，則下述說法正確的是()
A．線圈轉動時將形成余弦式交流電
B．從圖示位置開始轉過90°角時，電壓方向將發生改變
C．線圈轉動過程中穿過線圈的磁路量的變化率不變
D．電壓表的示數為4BL2ω3?R＋r?
9．(2020·四川教考聯盟三模)甲圖所示的余弦交流電通過乙圖所示的數字觸發器后會輸出丙圖所示的數字訊號，丙圖中數字訊號對應兩種電流狀態，分別為0和2.0V，觸發器的轉換規則是：交流電流數值大于Um2時輸出為0，交流電流數值小于Um2時輸出為2.0V．以下說法正確的是()
A．丙圖中的電流有效值為2.0V
B．丙圖中的電流有效值約為1.6V
C．丙圖中的電流有效值約為1.4V
D．丙圖中的電流有效值約為1.3V
講義：
學案：
一、教材剖析
交變電壓知識對生產和生活關系密切，有廣泛的應用，考慮到中學階段只對交流電的形成、描述方式、基本規律作簡略的介紹，這種知識是已學過的電磁感應的引伸，所以在教學過程中對寬闊中學生思路、提高能力是很有用處的。
為了適應中學生的接受能力，教材采取從感性到理智、從定性到定量逐步深入的方式述說這個問題.教材先用教具演示圓形線圈在勻強磁場中勻速轉動時形成交流電，以展示交流電是如何形成的.并指出讓中學生觀察教材圖所示線圈通過甲、乙、丙、丁四個特殊位置時，電壓表表針變化的情況，剖析電動勢和電壓方向的變化，這樣中學生都會對電動勢和電壓的變化情況有個大致的了解.之后讓中學生用左手定則獨立剖析線圈中電動勢和電壓的方向.這樣能充分調動中學生的積極性,培養中學生的觀察和剖析能力.
關于交變電壓的變化規律,教材借助上章學過的法拉第電磁感應定理引導中學生進行推論,得出感應電動勢的瞬時值和最大值的表達式,從而依照閉合電路歐姆定理和部份電路歐姆定理推出電壓與電流瞬時值與最大值的表達式.
二、教學目標
1、知識目標
（1）曉得哪些是交變流電。并理解交變電壓的形成原理，曉得哪些是中性面.
（2）把握交變電壓的變化規律，及表示方式.
（3）理解交變電壓的瞬時值和最大值及中性面的確切涵義.
（4）曉得幾種常見的交變電壓。如余弦式交變電壓、鋸齒形交變電壓、矩形脈沖電壓。
2、能力目標
（1）把握描述化學量的三種基本技巧（文字法、公式法、圖象法）.
（2）培養中學生觀察能力，空間想像能力以及將立體圖轉化為平面圖形的能力.
（3）培養中學生運用物理知識解決處理數學問題的能力.
3、情感、態度和價值觀目標
結合實際情況培養中學生理論聯系實際的思想.
三、教學重點難點
重點：1、交變電壓形成的化學過程的剖析.
2、交變電壓的變化規律的圖像描述。
難點：１、交變電壓的變化規律及應用.
２、圖象與實際缸體轉動時的一一對應關系的理解。
四、學情剖析
中學生早已學習了電磁感應，理解了導體切割磁場會形成電動勢。在此基礎上學習交變電壓，對于理解還是很符合中學生的認知規律的。但這是新的概念，鑒于中學生接受能力的不同，講解時還需詳盡，強化引導。更是采用多媒體教學的手段，便于更直觀更立體的讓中學生接受。
五、教學方式
演示+剖析+歸納
1.通過圓形線圈在勻強磁場中勻速轉一周的實物演示，立體圖結合側視圖剖析，特殊位置結合任一位置剖析，使中學生理解交變電壓形成原理及變化規律.
2.借助導體切割磁場線形成I感技巧，剖析得交流電的變化規律.
六、課前打算
1．中學生的學習打算：通過預習，初步了解一些知識
2．班主任的教學打算：多媒體講義制做，課前預習教案，教具
七、課時安排：1課時
八、教學過程
(一)預習檢測、總結疑問
檢測落實了中學生的預習情況并了解了中學生的疑慮，使教學具有了針對性。
（二）情境導出、展示目標。
借助多媒體講義展示目標
出示三相交流發電機，引導中學生首先觀察它的主要構造.
［演示］老師手搖發電機模型.第一次發電機接小燈泡.當線框平緩轉動時，小燈泡不亮；當線框快速轉動時，小燈泡一閃一閃的.
第二次發電機接上示教電壓計，當線框平緩轉動（或快速擺動），電壓計表針左右擺動.
思索問題：線圈中形成的是哪些樣的電壓？
（引導中學生回答：這些電壓就是我們家里電路是的電壓，它的大小和方向都隨時間做周期性的變化，這樣的電壓叫交變電壓。假如方向不隨時間變化的電壓稱為直流電。交流電和直流電之間可以相轉換。）
注：老師手搖發電機的速率有所改變，一次快一次慢。
觀察實驗現象，思索為何會有這樣的現象形成。因而引入交變電壓。
（三）合作探究、精講點撥。
為何圓形線框在勻強磁場中勻速轉動，線框里能形成交變電壓？
多媒體講義打出右圖.
［師問］abcd線框在磁場中繞OO′軸轉動時，什么邊切割磁感線？
［生答］ab與cd邊.
［師問］線框轉入哪些位置，形成感應電動勢最大？
［生答］線圈平面與磁感線平行時，ab邊與cd邊線速率方向都跟磁感線方向垂直，即兩側都垂直切割磁感線.此時形成感應電動勢最大.
［師問］線框轉動到哪些位置時，感應電動勢最?。?span style="display:none">5AD物理好資源網(原物理ok網)
［生答］當線框平面跟磁感線垂直時，ab與cd邊的速率方向跟磁力線平行，即兩側不切割磁力線，此時感應電動勢為0.
借助多媒體講義，屏幕上打出中性面概念：
1.中性面——線框平面與磁力線垂直位置.
2.線圈處于中性面位置時，穿過線圈Φ最大，但=0.
3.線圈跨過中性面，線圈中I感方向要改變.線圈轉一周，感應電壓I感方向改變兩次.
倘若從中性面開始計時，逆秒針方向勻速轉動，角速率ω，經時間t，線圈轉入圖示位置，ab邊與cd邊的速率方向與磁場方向傾角為ωt，屏幕上打出線圈水平投影圖，如圖所示.
［師問］設ab=cd=l1磁感應硬度B，bc=ad=l2
這時ab邊E感多大？
［生答］eab=Bl1l2ωsinωt
［師］cd邊中E感跟ab邊中感應電動勢大小相同，又是串聯在一起，此時整個線框中感應電動勢多大？
［生答］e=eab+ecd=Bl1l2ωsinωt
屏幕上打出：
1.在勻強磁場中，勻速轉動線圈形成感應電動勢及感應電壓是按余弦規律變化的.
瞬時表達式：e=Bl1l2ωsinωt=BSωsinωt
N匝線圈時，相當于N個完全相同的電源來個串聯，e=NBSωsinωt.
其中最大值Em=NBSω
線框和用家電構成回路i=
sinωt
最大值Im=
2.屏幕上使線圈轉動，如轉ωt=60°,150°,210°,300°時，請中學生分別估算感應電動勢的大小和方向？
最后將中學生估算推論總結：e=Emsinωt,既能表示電動勢大小，又能表示電動勢方向.
因為前面介紹的發電機的電動勢按余弦規律變化，所以當負載為電燈等用家電時，負載兩端的電流u、和流過的電壓i，也按余弦規律變化，即
U=Umsinωt,
i=Imsinωt
這些按余弦規律變化的交變電壓稱作余弦式交變電壓簡稱余弦式電壓。
思索問題：結合物理知識，能夠在直角座標系中畫出余弦式電壓的圖象？（如右圖）
［演示］用示波器顯示照明電路的電流波形.剖析波形曲線特性，如圖所示.
曉得還有其它方式的交流電。如鋸齒波、脈沖波等。
（四）反省總結，隨堂檢查。
班主任組織中學生反省總結本節課的主要內容，并進行隨堂檢查。
（五）發導教案、布置預習。
布置下節課的預習作業，并對本節課鞏固增強。
九、板書設計
十、教學反省
1、交流與直流有許多相像之處，也有許多不同之處．學習中我們非常要注意的是交流與直流的不同之處，即交流電的特殊之處．這既是學習、了解交流電的關鍵，也是學習、研究新知識的重要方式．在與已知的知識做對比小學習和把握新知識特性的方式，是數學課學習中很有效和很常用的技巧．
在學習交變電壓之前，應幫助學生理解直流電和交流電的區別．其區別的關鍵是電壓方向是否隨時間變化．同時給出了恒定電壓的定義——大小和方向均不隨時間變化．
2、對于交變電壓的形成，課本采取由感性到理智，由定性到定量，逐漸深入的述說技巧．為了有利于中學生理解和把握，教學中要盡可能用示波器或模型配合講解．教學中應注意讓中學生觀察教材中的線圈通過4個特殊位置時水表表針的變化情況，剖析電動勢和電壓方向的變化交變電流，使中學生對線圈轉動一周中電動勢和電壓的變化有比較清楚的了解．有條件的，還可以要求中學生運用已學過的知識，自己進行剖析和判定．
3、用圖象表示交變電壓的變化規律，是一種重要方式，它形象、直觀、學生便于接受．要注意在中學生已有的圖象知識的基礎上，較好地把握這些敘述方式．更要讓中學生曉得，交變電壓有許多種，余弦電壓只是其中簡單的一種．課本中用圖示的方式介紹了常見的幾種，以寬廣中學生思路，但不要求引伸．
4、在這一節學生要第一次接受許多新名詞，如交變電壓、正弦電壓、中性面、瞬時值、最大值（以及下一節的有效值）等等．要讓中學生明白這種名詞的確切涵義．非常是對中性面的理解，要讓中學生明晰，中性面是指與磁場方向垂直的平面．當線圈坐落中性面時，線圈中感應電動勢為零，線圈轉動過程中通過中性面時，其中感應電動勢方向要改變．
5、課本上介紹的交變電壓的形成，實際上是余弦交流電的形成．以圓形線框在勻強磁場中勻速轉動為模型，以線框通過中性面為計時起點，得到電動勢隨時間滿足余弦變化的交變電壓．這兒可以明晰強調，電動勢的最大值由線框的阻值、線框面積、轉動角速率和磁感應硬度共同決定．