高中物理人教版2第五章交变电流 人教版高中物理2第五章交变电流教案

专题：交变电流【教材分析】这一章是《高中物理选修3-2》第五章，讲述的是交变电流知识，它是第四章“电磁感应”知识的具体应用。本章也是《高中物理选修3-1》第二章“恒定电流”内容的进一步扩展。通过这一章的学习使学生了解到，不仅有恒定电流，还有大小和方向都发生变化的交变电流。交变电流与恒定电流有相似的地方，也有自己特殊的规律。【学情分析】根据学生认知规律，高中学生的认知特点：对相似知识点的理解不很清楚，容易混淆。对于多变量，多过程，动态变化的问题，学生一时很难统筹全局，在处理此类问题的时候，往往出现顾此失彼的现象。为了帮助学生克服以上困难，本节复习课从学生角度出发，设计很多帮助学生理解知识的解题技巧，提高学生学习效率。【教学目标】1、通过引导学生，逐步唤醒学生对交变电流的基本知识的回忆；2、通过复习，进一步解决学生在新授课时出现的问题：（1）图像题求解的技巧和方法；（2）区别交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的使用方法；（3）变压器的动态变化分析和电能输送中的能量守恒。【重点难点】1、区别交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的使用方法；2、变压器的动态变化分析和电能输送中的能量守恒【教学进程】一、交变电流的描述1、交变电流的特点学生总结：交流电的图像分布在t轴两侧，直流电的图像分布在t轴的同侧。【课堂预设】此知识点的形象性很强，学生掌握起来比较容易。通过填写导学案，学生自主回顾这部分知识点即可。2、交变电流的产生学生总结：从中性面位置开始，，其中：Em==。在中性面位置：磁通量最大，感应电动势0，磁通量的变化率0；在垂直中性面位置：磁通量0，感应电动势最大，磁通量的变化率最大。周期T=，频率f=4Hz，角速度ω=8πrad/s，磁通量的最大值Фm=5/2πwb。（单匝）【课堂预设】两个重要位置：中性面位置和与中性面垂直的位置。这两个位置都有什么样的重要特征？学生对这些知识点可能有些混淆。尤其是处理图像题缺乏章法。通过填写导学案，教师设计巧妙的问题，以课堂提问的方式引导学生思考。{难点突破}处理图像题：首先要从图像中找到尽量多的信息，如极值、周期T、图像的斜率、图像与坐标轴的交点等。根据这些信息，再利用上一些基本关系式，如T=f-1、ω=2πf等，就能够解决未知问题。课堂巩固见【能力提升】第2题。3、交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值【课堂预设】这四个值在应用起来非常容易混淆，学生不知道该用哪个值进行解决问题。通过课堂讲授的方式，对学生理解知识起到拨云见日的效果。{难点突破}问题的关键在于学生对这四个值的概念的理解还不够深入，加强对物理概念的讲解。另外，要探讨一下这四个值的联系和区别。例如：（1）瞬时值交变电流在某一时刻的电流、电压值。如，t=t1时刻，正弦交流电（2）峰值交变电流的最大值。例如，电容器的耐压值一定要小于交流电的峰值。注意：用电器上标注的电压都是交变电流的有效值，但电容器除外。（3）有效值本质上就是一个恒定电流。替代作用，要求：例如：如图所示是一交变电流的i－t图象，则该交变电流的有效值为()A．4AB．2eq\r(2)A\f(8,3)A\f(2\r(30),3)A解析：设此交变电流的有效值为I，由有效值的定义可得解之得：﹟注意：交变电流的有效值是专门用来计算电热、电功和电功率的。（4）平均值电动势，电流，注意：求解通过线圈某一横截面的电量，必须用电流的平均值知识点巩固做【能力提升】第3题。二、变压器的特点与规律1、变压器的特点学生总结：n1、n2线圈的磁通量、磁通量的变化率相同，每匝线圈产生的感应电动势相同。2、变压器的规律：（1）一对一：学生总结：电压规律U1：U2=n1：n2，电流规律I1：I2=n2：n1，能量守恒P1=P2。（2）一对多：学生总结：电压规律U1：U2：U3=n1：n2：n3，电流规律n1I1=n2I2+n3I3，能量守恒P1=P2+P3。【课堂预设】变压器的特点和规律容易理解，学生掌握起来比较容易。变压器的动态分析，学生往往在这个地方丢分。教师应该为学生提供解题技巧并亲身示范，使技巧深入学生的心中。{难点突破}需要分析的因素较多，学生一时难以纵观全局。我们可以让学生这样来做，认真分析“谁变了，谁没变，导致了什么如何变化了”。根据物理规律来判断其他物理量如何变化，具体做法参考下面的例题。例如：如图所示，电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流．下列说法正确的是()A．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大D．保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小解析：A选项，R、U1不变；n2增大。由电压关系，U2要增大，所以R上消耗的功率增大。学生：B、C、D选项由学生解答…………教师引导学生完成《专题：交变电流》的导学案变压器这一部分。三、电能的输送学生总结：1、线上损失（1）电压损失ΔU=I2R；（2）功率损失ΔP=。2、电能输送中的重要规律（1）电压规律U1：U2=n1：n2；U3：U4=n3：n4；U2=ΔU+U3。（2）电流规律I1：I2=n2：n1；I2=I3；I3：I4=n4：n3。（3）能量守恒P1=P2；P3=P4；P2=ΔP+P3或P1=ΔP+P4。（4）高压输电的效率η=。【课堂预设】电能输送的电路图中，共有两个变压器，三个闭合回路。电路复杂，电路中的关系式比较多而杂。学生掌握起来有些困难。教师带领学生仔细观察这个复杂电路的特点，总结其中的规律。详细情况见导学案。{难点突破}帮助学生理清电路中的关系式，关键是引导学生搞清楚高压输电的电路结构图。关系整理清楚了，运用起来会更轻松、更准确。例如：某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100kW，输出电压为500V，输电导线的总电阻为10Ω，导线上损耗的电功率为4kW，该村的用电电压是220V.(1)输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；(2)如果该村某工厂用电功率为60kW，则该村还可以装“220V40W”的电灯多少盏？解析：(1)因为P损＝Ieq\o\al(2,2)R线所以I2＝eq\r(\f(P损,R线))＝eq\r(\f(4×103,10))A＝20AI1＝eq\f(P,U1)＝eq\f(100×103,500)A＝200A则eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(20,200)＝eq\f(1,10)U3＝U2－I2R线＝(500×10－20×10)V＝4800V则eq\f(n3,n4)＝eq\f(U3