高中物理选修3-2第五章交流电

1、高中物理选矿3-2第5章交流电力，青岛十七中高二物理集合组2007.9.26，教材分析和教育建议，第5章交流电力交流电流2描述交流电流的物理量电感和容量对交流电流的影响变压器电力的传输，在2007试验中，1交变电流.交变电流的图像2正弦交流电流的函数式， 峰值和有效值3理想变压器4远距离输电，1教育的想法，1教育难点2教育的重点3试验的热点，有效值的概念，关于远距离输电过程的计算，交流电流的变化规律及其应用，理想变压器的应用，交流电流的变化规律及其应用教育的调度，第一单元5.1交变电流(1学5.2交变电流的物理量(1学时)练习课题课(1学时)第2单元5.3电感和电容器对交变电流的影响(1学时)

2、第3单元5.4变压器(2学时) 5.5电能的输送(1学时)，2，教育设计构想和教育建议，1，交变电流2，2 电感和电流对交变电流的影响，4，变压器，5，电能的输送，教育目标(1)知识和技能1使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性方面。 掌握2交变电流的变化规律和表示方法。 了解3交变电流的瞬时值和最大值和中性面的正确意义。 (2)过程和方法1掌握描述物理量的3个基本方法(文字法、公式法、图像法)。 2培养学生的观察能力、空间想象能力和将立体图转换成平面图的能力。 3培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。 (3)通过实验观察感情、态度和价值观，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，运用数学知

3、识解决物理问题的关键：体会用交变电流分析物理过程。 难点：交变电流的变化规律和应用。 第一节，交变电流，5.1交变电流，1 .交变电流的产生过程，教材不直接给线圈在各位置时的电流方向，用问题的方法引导学生自身进行分析。 1 .理论探索，建议把一个周期内的4个位置和4个过程的电流大小、方向从中性面开始依次以问题的形式表现出来，使学生对交变电流的产生过程有了全面的认识。 (1)在图5.1-3中，甲图所示的时刻线圈的电流是多少？ 线圈从甲向乙转移的过程中，AB的电向哪个方向流动？ 大小是怎么变化的？ 到乙图所示的时刻为止，线圈中电流的大小有什么特征？(2)线圈从乙转移到丙的过程中，AB的电向哪个方向

4、流动？ 大小是怎么变化的？ 到丙图所示的时刻为止，线圈中电流的大小有什么特征？(3)线圈从丙转移到丁的过程中AB的电向哪个方向流动？ 大小是怎么变化的？ 到丁图所示的时刻为止，线圈上电流的大小有什么特征？ (4)线圈从丁向甲移动的过程中，AB的电向哪个方向流动？ 大小是怎么变化的？ 2 .实验验证、(1)、(2)、2 .交变电流的变化规律、教材中没有理论导出交变电流的瞬时值公式，提出了在实际教育中导出交变电流的瞬时值公式。 给出了交流电力和直流电力的概念。 强调方向的不同，在课后的问题和练习中定义Em=NBS，(:和与引导线垂直的平面。 (:线圈位于中性面位置时，通过线圈最大，但强调I=0。

5、线圈超过中性面时，线圈感应电流的方向发生变化。 线圈旋转一圈，感应电流的方向变化两次。 1 .中性面、2交变电流的变化规律，(1)线圈有n匝时，完全相同的电源串联连接n个，e=NBL1L2sint、Em=NBL1L2=NBS=Nm，感应电动势的峰值，e被称为感应电动势的瞬时值。 (2)根据闭合电路欧姆定律，电流的最大Im=Em/(r R )，电压的瞬时值i=Imsint (3)根据部分电路欧姆定律，电压的最大值Um=ImR，电压的瞬时值U=Umsint。、电动势、电流和电压的瞬时值和时间关系图像，3 .交流的图像，在此可与t图进行比较，记述3种常见的交流变电站波形，第2节.交流电流的物理量，(

6、1)理解知识和技能1交流电流的峰值和有效值，了解它们的关系。 2理解交变电流的周期、频率及其关系。 知道我国生产和生活电力周期(频率)的大小。 (二)过程和方法可以应用数学工具来描述和分析处理物理问题。 (3)情绪、态度和价值观使学生理解多种电器产品的铭牌，介绍现代科技的飞跃进步，激发学生学习热情的重点：交流电流有效值的概念。 难点：交变电流有效值的概念和计算。1周期和频率：2交变电流的峰值(Em、Im、Um )、交变电流的峰值是交变电流在1个周期内能实现的最大数值，可以表示交变电流的电流或电压变化幅度。 电容器的耐压值是指在其两端可施加的最大电压，电源电压的最大值超过耐压值时，电容器可能会损

7、坏。 但是，交变电流的最大值并不表示交变电流的效果，实际上一般表示交变电流的大小。 转速和频率的理解、问题方案、3 .有效值(e、I、u )、定义：使交流电流和直流电流通过相同的电阻，在相同的时间发热量相等的情况下，把直流电流的值称为交流电流的有效值。 有效值通常用大写的u、I和e表示。 强调。 ()上的三式仅适用于正弦(或馀弦)交流。 ()使用交变电流的电气设备所示的值为有效值。 ()用交变电流计(电压表或电流计)测量的值为有效值。 ()计算交变电流的功、功率、热等的有效值。 ()只有热效应等效，在所有方面都不等效，2正弦交流的有效值和最大值的关系、交流的“4值”、最大值、有效值、平均值、瞬

8、时值、第3节.注意电感和电容器对交流电流的影响. (1)知识和技能1为什么电感对交流电流产生阻碍作用2用电感表示交变电流的阻碍作用的大小，知道电感与什么样的因素有关。 3我知道交流电流可以通过电容器。 我知道电容器为什么会妨碍交流电流。 我们知道4电容用电容阻抗表示对交变电流的阻碍作用的大小。 你知道电容阻抗和什么样的要素有关。 (2)过程和方法1培养学生独立思考的思考习惯。 2培养学生用学到的知识理解和分析新问题的习惯。 (3)情感、态度、价值观培养学生，旨在把学到的物理知识应用于实际的学习习惯中。 重点1电感、电容器对交变电流的阻碍作用。 2感应电阻、电容电阻的物理意义。 难点1影响感应电

9、阻的概念和感应电阻大小的因素。 2影响耐受性概念和耐受性大小的因素。 电感对交流电流的阻碍作用显示电阻、电感对交流、直流的影响。 实验电路如下图a、b所示，在感应线圈中流过交变电流时，会产生自感应电动势，有阻碍电流变化、阻碍交变电流的作用。 感应用感应阻抗表示阻碍交变电流作用的大小。 线圈的自感应系数越大，交变电流的频率越高，感应阻抗越大，感应阻抗的利用(1)低频扼流圈的自感应系数越大。 对低频交变电流有很大的阻碍作用。 所谓“通过直流，切断交流”。 (2)高频扼流圈的自感小。 对低频交变电流的故障小，对高频交变电流的故障大。 即“低频、高频电阻、线圈的作用：线圈具有“直流电阻、交流电阻”或“

10、低频电阻、高频电阻”的特征，电感：对交流电阻的电感的阻碍作用的大小、影响电感的因素：自感、交流频率。 线圈的自感越大，交变电流的频率越高，电感越大。 二、交流电流通过电容器可以显示电容对交流、直流的影响。实验电路如图所示：当电容器交替充电和放电时，电路中流过电流，表现出交流通过了电容器。 电容器的作用：电容器具有“通过交流，隔开直流”、“通过高频，阻止低频”的特征，电容：对电容器的交流的阻碍作用的大小，影响电容阻抗的因素：电容器，交流频率。 电容器的容量越大，交变电流的频率越高，电容阻抗越小，三.对于电容器对交变电流的阻碍作用，该节的内容不怎么进行应用训练，电容越大，以相同的电压在电容器中收容

11、的电荷越多，充放电的电流越大4、变压器，(1)了解知识和技能1了解变压器的结构，了解变压器的工作原理。 2了解理想的变压器原、次级绕组的电压与匝数的关系和电流与匝数的关系，并应用它来解决问题。 (二)过程和方法在探索变压比、电流比和卷数比的关系中，培养学生使用物理模型分析问题、解决问题的能力。 (3)情绪、态度和价值观1使学生认识到能量守恒定律普遍适用。 2培养符合学生事实的科学态度。 要点：探索变压比和卷数比的关系。 难点：探索变压比与卷数比的关系。 1、变压器的原理、构造：变压器由闭合铁心和缠绕在铁心上的两个线圈组成。 一个线圈连接到电源，称为初级线圈(初级线圈)，另一个线圈连接到负载，称

12、为次级线圈(次级线圈)。 两个线圈都是由绝缘导线缠绕而成的。 铁芯是由涂了绝缘涂料的硅钢板重叠而成的。 描绘了变压器结构的示意图和符号，如下图所示：变压器结构，变压器原理：互感现象时变压器工作的基础。 由于互感现象，电源的能量从一个线圈传递到另一个线圈。 二、利用电压和匝数的关系，可拆卸的变压器，学生电源，许多电力计，导线，探讨变压器线圈两端的电压和匝数的关系，注意事项： (1)接通电路后，组学生分别检查，老师确认，电路准确接通。 (2)注意人身安全。 仅在低压交流电源上使用电源电压V (3)在万用表交流电压范围内测量电压时，请首先在最大行程进行测量，然后在适当的范围内进行测量。 取、U16V

13、、2电压和匝数的关系，让学生对数据进行实验分析，总结结论，理想变压器：无能量损失的变压器称为理想变压器。 仅适用于理想的变压器。 实际上变压器的工作效率高，所以可以作为理想的变压器来处理。 三、理想变压器初级线圈的输入功率和副线圈的输出功率相等： p输出=P输入，四，电流和匝数的关系理想变压器只有一个副线圈，原来的副线圈中的电流I1和I2，根据p输出=U2I2，p输入=U1I1和p输出=P输入，学生在教师的指导下理论上升压变压器，I2I1。 请考虑一下。 升压变压器原来的副绕组缠绕时，副绕组的导线比一次绕组的导线粗还是细呢？降压变压器呢？ 因为升压变压器、I2I1，所以副线圈导线比原级线圈导线

14、粗。 自学中，知道变压器和变流器的作用和原理，五应用，第五节.电能的输送，(一)知识和技能1“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。 知道减少2输电损失的两种方法，知道进行远距离输电计算的3电网供电的优点和意义。 (二)过程和方法通过思考、讨论、阅读，培养学生的读书、分析、综合和应用能力；(三)培养应认真、全面分析学生情绪、态度和价值观1学生面临的问题的科学态度。 2介绍中国远距离输电的概况，激发学生投身于祖国建设的热情。重点：找到影响远程输电损失的因素，使学生理解高压输电可以减少电力和电压损失。 难点：理解高压输电的原理，区分导线上的输电电压u和损耗电压u。 另一方面，两条路线降低输电

15、损耗，一.降低输电线的电阻，根据电阻规律r=，降低输电线的电阻r，降低材料的电阻率。 银的电阻率最小，但价格高，现在选择电阻率小的铜或铝作为输电线。 不能减小输电线的长度l。 为了确保输电距离，增加导线的截面积。 近距离输电适当地增大截面积。 远距离输电时，如果增加导线的横截面积，不仅不经济，而且架线也很难。 2 .减小输电电流是在输电功率一定的条件下，从P=UI开始，为了减小输电线的电流I，必须提高输电电压u，这是采用高压输电的理由。 从电力损失公式P=I2r可以看出，要减少输电线上的电力损失，有降低输电线路电阻的方法和降低输电线路电阻的方法，其二是减少输电电流。 输电电流一定时，线路电阻变为一半，线路损失的电力变为原来。 线路电阻一定时，电压加倍，线路中的电流减半，损耗的功率变为原来的功率。比较两条路径