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2020-2021学年高中物理 第五章 交变电流 1 交变电流教案 新人教版选修3-2

2020-2021学年高中物理 第五章 交变电流 1 交变电流教案 新人教版选修3-2

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交变电流复习
目标
1. 知道交变电流，能用函数表达式和图像描述交变电流。
2. 理解交变电流的有效值及区分峰值、有效值、平均值。
3. 了解实验，探究变压器电压与匝数的关系。
4. 了解从变压站到住宅的输电过程，知道远距离输电时应用高压的原理。
命题趋向 :
在高考中对本章内容的要求相对较低，主要以选择题或填空题的形式出现，主要考查以下几个方面：
1．对交流电的规律及描述交流电的有关物理量的考查．包括交流电的产生，瞬时值表达式及e－t图线、i－t图线、u－t图线，交流电的最大值、有效值、平均值以及它们之间的关系等．
2．对单相变压器的有关问题的考查．主要考查变压器的输入、输出电压与原、副线圈匝数的关系，电流与匝数的关系，输入与输出功率之间的关系，输入和输出电压、电流、功率之间的动态关系。
3．对远距离输电的考查．主要从输电损失的角度考查，体现输电损失与输电功率、输电电压、输电电流、输电线电阻之间的关系。
应试策略 :
针对近几年高考的特点，对本章的学习要重视基础，抓住几个核心问题，注意该部分知识与实际生活的结合，要在广度上拓宽，不必挖得很深．重点掌握好以下几个方面的知识
1．用电磁感应理论分析清楚交流电的产生过程，弄清线圈平面在中性面和垂直中性面以及一般位置的磁通量和磁通量变化率的特点，弄清产生的电动势和电流的大小、方向变化规律，找出磁通量、磁通量的变化率和电动势的瞬时值之间的关系．
2．掌握交流电的瞬时值、有效值、最大值、平均值，注意它们之间的区别与联系．理解有效值的定义特点，会计算正弦交流电的有效值和一些常见非正弦交流电的有效值.
教学过程:
一、交变电流的产生
1、产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就有交流电产生
线圈平面与磁感线垂直位置开始计时
e=Emsinωt Em=NBSω
i=Imsinωt u=Umsinωt
2、中性面：与磁场方向垂直的平面
特点：①线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零；
②线圈平面每次转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，线圈转动一周两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次

二、描述正弦交流电的几个物理量（周期，频率，峰值，有效值，平均值）
1、交流电的周期和频率：
作一次周期性变化所需的时间。 单位：秒
在1秒内完成周期性变化的次数。 单位：赫兹
2、交流电的峰值和瞬时值公式：
e=Emsinωt 电动势峰值Em=NBLV=NBSω
i=Imsinωt 电流峰值Im=Em/R
u=Umsinωt 路端电压峰值Um=ImR
3、交流电的有效值概念
有效值概念：让交流电流和直流电流通过相同的电阻，在相等时间内产生的热量Q相等，就把这个直流电流的数值I（或电压U）叫做这一交流电的有效值。
正弦交流电的有效值公式：

①通常所说的交流电的电压、电流的数值都是指交流电的有效值。
②交流电压表、电流表测量的电压、电流的数值也都是交流电的有效值。
③如果不是正弦（或余弦）交流电，不能按照这样计算，只能按照热等效定义计算（常取1个周期发热量计算）
说明1、
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。保险丝的熔断值为有效值，电容器的击穿电压为峰值。对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。
说明2、
在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。 求电量用平均值。
说明3、
交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由电表内部元件把交流电变成了等效的直流，所以读出的就是交流的有效值，并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。
4、平均值

⑴不能用算术平均法即：E=（E1+E2）/2来计算
⑵在计算感应电荷时必须要用平均值
⑶平均值不等于有效值

三. 变压器原理和远距离输电
1. 变压器原理
（1）. 变压器的构造: 变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的．一个线圈跟电源连接，叫原线圈（也叫初级线圈）；另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（也叫次级线圈）．两个线圈都是用绝缘导线绕制成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成．
（2）.变压器的变压比:
U1／U2 =n 1／n2
（3）. 变压器的变流比:
想变压器的输入的电功率I1U1等于输出的电功率I2U2，即 I1U1=I2U2．
I1／ I2 = n2／n1
注意:上式只对仅有一个副线圈时适用.
2. 远距离输电:
减少输电中的功率损失可以有两种方法: P损=I2 R
一种方法是: 减小电阻. 在电线长度L一定的情况下，应当选用电阻率小、横截面积大的导线．
另一种方法是提高输电的电压U，减小电流I．减 小输电导线中的电流．
远程高压输电电路图：
P1=P2=P P4=P3 P3=P-P损 P损=I22R

总结:理解交变电流的产生及特点，理解变压器工作原理及电压电流的规律，并应用于远程输电。
作业:三维设计P206页
板书: