高中物理选修第五章 交变电流

第五章交变电流教学目标：1．了解交变电流的产生过程；2．定性了解交流的变化规律及其图象表示和主要特征物理量；3．知道交流能通过电容器的原因，了解交流这一特性在电子技术中的应用。4．初步了解发电机、交变电流的确发明和利用对促进人类社会进步的作用，进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。教学重、难点：交流有效值的概念。教学过程：引入新课：19世纪初，蒸汽机改变了自古以来依靠人力、畜力的生产形态。蒸汽动力推动着火车和船队，加快了不同国家、不同民族的物质流通和交流。法拉第电磁感应定律的发现，激励着一批科学家和工程师进机械能转变为电能的探索。他们设想厂房中巨型发电机发出的电也许会比蒸汽动力新课进行：1．交流发电机（1）发电机的构造：由定子和转子组成。在发电机内固定不动的部分叫定子，能够连续转动的部分叫转子。（2）原理：线圈相对于磁场绕垂直于磁场的轴转动产生电流。如图所示。磁体转动（磁体是转子），而线圈不动（线圈是定子）的发电机叫旋转磁极式发电机。线圈转动（线圈是转子），而磁体不动（磁体是定子）的发电机叫旋转电枢式发电机。演示实验：手摇交流发电机转动摇把，可以看到灯泡被点亮，在转动中，灯泡的亮度有什么变化？电流表的示数有什么变化？（3）交变电流：大小、方向随时间做周期性的变化的电流叫交变电流（alternationcurrent），简称交流电(AC)。只沿一个方向流动的电流叫直流电（directcurrent，DC）。2．交流电的变化规律演示实验：用示波器观察交流电变化的规律。（1）电网中交流电变化的规律：电流、电压随时间按正弦函数的规律变化，叫正弦式电流（sinusoidalcurrent）.正弦式电流在某一时刻的电流、电压可以表示为：i=Imsinωt，u=Umsinωt（2）用函数图象表示:（2）描述交变电流的物理量：①峰值(peakvalue)：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈与磁感线平行时，电压达到最大值。②交变电流的周期和频率i)交变电流的周期(period)：交流电完成一次周期性变化所需要的时间为交流电的周期，代表符号是T，单位：秒s；ii)交变电流的频率(frequency：单位时间内完成的周期性变化的次数为交流电的频率，代表符号是f，单位:赫兹，简称赫Hz；iii)交流电的角频率(角速度)：产生交流电的线圈在单位时间内转过的角度为角频率，代表符号是ω，单位：弧度/秒rad/s；它们之间的关系是：f=1/T，ω=2πf=2π/T交流电的周期和频率都由线圈转动的周期和频率决定。线圈转一周，交流电完成一次周期性变化。我国市电周期为0.02s，频率为50Hz。交流电的周期和频率都是描述交流电变化快慢的物理量.③有效值(effectivevalue)：i)根据电流的热效应规定的，把交流和直流分别通过相同的电阻，如果在相等的时间时它们产生的热量相等，我们就把这个直流电压、直流的数值叫做交流电压、电流的有效值。ii)正弦式交变电流的有效值与峰值间的关系：，iii)在各种使用交变电流的电器设备上，所标注的额定电压、额定电流值，都是交流的有效值。“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测得的读数是有效值．保险丝的熔断电流指交流电的有效值。对于交变电流，若没有特殊说明的均指有效值．”3．交变电流能够通过电容器：交变电流能够通过电容器的实质是电容器的充、放电的过程。电容对交变电流的作用：“通交流、隔直流；通高频、阻低频”例题1在电子技术中，从某一装置输出电流常常既有交流成分，又有直流成分。如果只需要把交流成分输送到下一级装置，只要在两级电路之间拉入一个电容器就可以了。电容器应并联还是串联接入电路？下图所示的接法对吗？为什么？这里的电容器叫做隔直电容器例题2在电子技术中，从某一装置输出电流常常既有高频成分，又有低频成分。如果只需要把低频成分输送到下一级装置，只要在下一级电路的输入端并联一个电容器就可以达到目的。请说明它的工作原理。具有这种用途的电容器叫做高频旁路电容器问题：收音机中的音量控制电路部分如图所示，调节滑动变阻器的滑臂P，可控制扬声器的音量。但收音机直接接收到的信号，既有高频信号，又有低频信号，而扬声器所需的音频信号是低频信号。为此，需要用电容器C1、C2滤去直流和高频部分。根据电容器容抗的性质，试确定C1、C2应分别用电容较大的，还是较小的。

答案：C1用大电容，C2用小电容。教后记一、课堂教学内容反思表教学内容及行为反思记录1、掌握了什么概念？滲透了什么科学哲学思想？运用了什么科学思维