第一篇:高二物理選修3.2_第五章交變電流知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
第五章 交變電流 5.1 交 變 電 流
一、直流電(DC)電流方向不隨時(shí)間而改變
交變電流(AC)
大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流 交流發(fā)電機(jī)模型的原理簡(jiǎn)圖
二、交變電流的產(chǎn)生 中性面 線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面
(1)線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量最大,但磁通量的變化率為零,線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零
(2)線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí),電流將改變方向,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周,兩次經(jīng)過(guò)中性面,電流方向改變兩次
三、交變電流的變化規(guī)律
以線圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí),在時(shí)刻t線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(ab和cd邊切割磁感線)
e為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)刻t的瞬時(shí)值,Em為電動(dòng)勢(shì)的最大值(峰值).
四、交流電的圖像
五、交變電流的種類
課堂練習(xí)
5.2《描述交變電流的物理量》
復(fù)習(xí)回顧
(一)交變電流:大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流;簡(jiǎn)稱交流。
其中按正弦規(guī)律變化的交流電叫正弦交流電。
(二)正弦交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律
1、產(chǎn)生:線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生正弦交流電。
2、中性面:跟磁場(chǎng)方向垂直的平面叫做中性面。
這一位置穿過(guò)線圈的磁通量最大,磁通量變化率為零,線圈中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
3、規(guī)律:
瞬時(shí)值表達(dá)式:從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)
一、周期和頻率
物理意義:表示交流電變化的快慢
1、周期:交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間。
2、頻率:交變電流一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。
角頻率:線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度
二、峰值和有效值
3.有效值 定義:E、U、I 根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)規(guī)定,讓交流與直流分別通過(guò)相同的電阻,如果在交流的一個(gè)周期內(nèi) 3 它們產(chǎn)生的熱量相等,就把這個(gè)直流的數(shù)值叫做這個(gè)交流的有效值。4.正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系:
mm
說(shuō)明:
A、以上關(guān)系式只適用于正弦或余弦交流電;
B、交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值; C、交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值 D、對(duì)于交流電若沒(méi)有特殊說(shuō)明的均指有效值 注意:峰值(最大值)、有效值、平均值在應(yīng)用上的區(qū)別。
1、在求交流電的功、功率或電熱時(shí)必須用交流電的有效值。
2、求通過(guò)某導(dǎo)體截面的電量一定要用平均值。E?E2I?I2
小結(jié)
1、周期:交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間。
2、頻率:一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。
3、最大值(峰值): Em
Um Im
4、瞬時(shí)值: u
i
e
5、有效值:
E
U
I
(1)定義:根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)規(guī)定,讓交流電和直流通過(guò)相同阻值的電阻,如果他們?cè)谝粋€(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等,就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。
E(2)正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系: E?m2注意:A.對(duì)于交流電若沒(méi)有特殊說(shuō)明的均指有效值
B.在求交流電的功、功率或電熱時(shí)必須用交流電的有效值。
C.求通過(guò)某導(dǎo)體截面的電量一定要用平均值。
§2.3電感和電容對(duì)交變電流的影響
在直流電路中,影響電流和電壓關(guān)系的只有電阻,而在交流電路中影響電流和電壓關(guān)系的除了電阻,還有電感和電容.通過(guò)電感和電容對(duì)交變電流影響的分析討論,我們可以進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到交流與直流的區(qū)別.
一、交變電流能夠通過(guò)電容器
? 實(shí)驗(yàn)電路如圖所示,將雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S分別接到電壓相等的直流電源和交流電源上,觀察燈泡的亮暗.
S接直流電源時(shí),燈泡不亮;S接交流電源時(shí),燈泡發(fā)光 1.實(shí)驗(yàn)表明直流不能通過(guò)電容器,而交流能夠“通過(guò)”電容器. 2.對(duì)電容器“隔直流、通交流”的理解
電容器的兩極板間用絕緣介質(zhì)隔開(kāi),因此直流不能通過(guò).
電容器接上交流電源時(shí),自由電荷并未通過(guò)極板間的絕緣介質(zhì),只是在交變電壓的作用下,電容器交替地進(jìn)行充、放電,電路中有了電流,表現(xiàn)為交流“通過(guò)”了電容器.
二、電容器對(duì)交變電流的阻礙作用
1.電容器對(duì)交流有阻礙作用.
2.容抗:電容對(duì)交變電流阻礙作用的大小叫做容抗,用XC表示.
3.影響容抗的因素:電容器的電容和交變電流的頻率.電容越大,頻率越高,容抗越?。?/p>
4.實(shí)際應(yīng)用P49
隔直電容器——通交流、隔直流.
旁路電容器——通高頻、阻低頻.
三、電感對(duì)交變電流的阻礙作用
1.電感對(duì)交變電流有阻礙作用.
2.感抗:電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小叫做感抗,用XL表示.
3.成因:由于交變電流是不斷變化的,所以在電感上產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),自感電動(dòng)勢(shì)是阻礙電流變化的.
4.影響感抗的因素:線圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率,電感越大,頻率越高,感抗越大. 5.實(shí)際應(yīng)用:
低頻扼流圈——通直流、阻交流.
高頻扼流圈——通低頻、阻高頻.
5.4 變壓器
一、變壓器的構(gòu)造
問(wèn)題:變壓器副線圈和原線圈電路是否相通?
變壓器原副線圈不相通,那么在給原線圈接交變電壓U1后,副線圈電壓U2是怎樣產(chǎn)生的?
理想變壓器
如果在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中能量損失很小,能夠略去原、副線圈的電阻,以及各種電磁能量損失,這樣的變壓器我們稱之為理想變壓器。這是物理學(xué)中又一種理想化模型。
無(wú)銅損、鐵損、磁損
變壓器輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系
六、有多個(gè)副線圈的理想變壓器的問(wèn)題
一個(gè)原線圈多個(gè)副線圈的理想變壓器,原線圈匝數(shù)為n1,兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為n2和n3,相應(yīng)的電壓分別為U1、U2和U3,相應(yīng)的電流分別為I1、I2和I3,根據(jù)變壓器的工作原理可得:
課堂練習(xí)
一臺(tái)理想變壓器原線圈匝數(shù)n1=1100匝,兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別是n2=60匝,n3=1200匝.若通過(guò)兩個(gè)副線圈中的電流分別為I2=10A,I3=5A,求原線圈中的電流.(6 A)如圖所示:理想變壓器的交流輸入電壓U1=220V,有兩組副線圈,其中n2=36匝,標(biāo)有“6V,9W”、“12V,12W”的燈泡分別接在兩副線圈上均正常發(fā)光,求:(1)原線圈的匝數(shù)為n1和另一副線圈的匝數(shù)n3.(2)原線圈的電流I1。
第五章 第五節(jié)電能的輸送
一、輸電線上的功率損失
21.設(shè)輸電電流為I,輸電線電阻為R,則輸電線上的功率損失為:
2.減少輸電線上功率損失的方法
(1)減小輸電線的電阻R
①減小輸電線長(zhǎng)度L:由于輸電距離一定,所以在實(shí)際中不可能用減小L來(lái)減小R.
②減小電阻率?:目前一般用電阻率較小的銅或鋁作導(dǎo)線材料.
③增大導(dǎo)線的橫截面積S,這要多消耗金屬材料,增加成本,同時(shí)給輸電線的架設(shè)帶來(lái)很大的困難.
(2)減小輸電電流 I
?P?IR
②提高輸電電壓U :
在輸送功率P 一定,輸電線電阻R一定的條件下,輸電電壓提高到原來(lái)的n倍,輸電線上的功率損失降為原來(lái)的1/n2倍.
采用高壓輸電是減小輸電線上功率損失的最有效、最經(jīng)濟(jì)的措施.
功率關(guān)系
二、輸電線路上的電壓損失
1.電壓損失:輸電線路始端電壓U跟末端電壓U’的差值,稱為輸電線路上的電壓損失,?U = U -U’,如圖所示:
2.造成電壓損失的因素
(1)輸電線電阻造成電壓損失
?U=IR.
(2)輸電線感抗和容抗造成電壓損失. 3.減小輸電線路上電壓損失的方法
(1)減小輸電線電阻R
對(duì)高壓輸電線路效果不佳.
(2)減小輸電電流I
在輸送電功率不變的前提下,提高輸電電壓是有效的措施.
●
目前我國(guó)遠(yuǎn)距離送電采用的電壓有110kV、220kV 和330kV, 在少數(shù)地區(qū)已開(kāi)始采用500kV的超高壓送電。
●
目前世界上正在試驗(yàn)的最高輸電電壓是1150kV。
●
大型發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓,等級(jí)有 10.5kV、13.8kV、15.75kV、18.0kV。
例:發(fā)電機(jī)輸出電壓220V,輸出功率44kW,每條輸電線電阻0.2Ω,求用戶得到的電壓和電功率各是多少?如果發(fā)電站先用變壓比為1:10的升壓變壓器將電壓升高,經(jīng)同樣輸電線路,后經(jīng)10:1的降壓變壓器降壓后供給用戶,則用戶得到的電壓和電功率各是多少? 140V, 28KW
219.2V, 43.84KW 思考:有一臺(tái)內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機(jī),供給一所學(xué)校照明電路,如圖,升壓變壓器的匝數(shù)比為1:4,降壓變壓器的匝數(shù)比為4:1,輸電線總阻為R=4Ω,全校共22個(gè)班,每班有“220V,40w” 的燈6盞,若要保證全部電燈正常發(fā)光,討論:1)發(fā)電機(jī)的輸出功率多大?
2)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大?3)輸電效率是多少?4)若使用燈數(shù)減半并正常發(fā)光,發(fā)電機(jī)的輸出功率是否減半?
小結(jié):
輸電導(dǎo)線上功率損失?P=I2R,電壓損失?U=IR.提高輸電電壓是減小功率損失和電壓損失的有效途徑.
電網(wǎng)輸電
第二篇:2018高二物理寒假交變電流復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)
2018高二物理寒假交變電流復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)
物理在絕大多數(shù)的省份既是會(huì)考科目又是高考科目,在高中的學(xué)習(xí)中占有重要地位。小編準(zhǔn)備了高二物理寒假交變電流復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn),希望你喜歡。
1.交變電流
大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流,叫做交變電流。按正弦規(guī)律變化的電動(dòng)勢(shì)、電流稱為正弦交流電。
2.正弦交流電
(1)函數(shù)式:e=Emsint(其中Em=NBS)
(2)線圈平面與中性面重合時(shí),磁通量最大,電動(dòng)勢(shì)為零,磁通量的變化率為零,線圈平面與中心面垂直時(shí),磁通量為零,電動(dòng)勢(shì)最大,磁通量的變化率最大。
(3)若從線圈平面和磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),交變電流的變化規(guī)律為i=Imcost。(4)圖像:正弦交流電的電動(dòng)勢(shì)e、電流i、和電壓u,其變化規(guī)律可用函數(shù)圖像描述。
3.表征交變電流的物理量
(1)瞬時(shí)值:交流電某一時(shí)刻的值,常用e、u、i表示。
(2)最大值:Em=NBS,最大值Em(Um,Im)與線圈的形狀,以及轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于線圈平面內(nèi)哪個(gè)位置無(wú)關(guān)。在考慮電容器的耐壓值時(shí),則應(yīng)根據(jù)交流電的最大值。
(3)有效值:交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)規(guī)定的。即在同一時(shí)間內(nèi),跟某一交流電能使同一電阻產(chǎn)生相等熱量的直流電的數(shù)值,叫做該交流電的有效值。
①求電功、電功率以及確定保險(xiǎn)絲的熔斷電流等物理量時(shí),要用有效值計(jì)算,有效值與最大值之間的關(guān)系
E=Em/,U=Um/,I=Im/只適用于正弦交流電,其他交變電流的有效值只能根據(jù)有效值的定義來(lái)計(jì)算,切不可亂套公式。②在正弦交流電中,各種交流電器設(shè)備上標(biāo)示值及交流電表上的測(cè)量值都指有效值。
(4)周期和頻率----周期T:交流電完成一次周期性變化所需的時(shí)間。在一個(gè)周期內(nèi),交流電的方向變化兩次。
頻率f:交流電在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。角頻率:=2f。
4.電感、電容對(duì)交變電流的影響
(1)電感:通直流、阻交流;通低頻、阻高頻。
(2)電容:通交流、隔直流;通高頻、阻低頻。
5.變壓器
(1)理想變壓器:工作時(shí)無(wú)功率損失(即無(wú)銅損、鐵損),因此,理想變壓器原副線圈電阻均不計(jì)。
(2)理想變壓器的關(guān)系式:
①電壓關(guān)系:U1/U2=n1/n2(變壓比),即電壓與匝數(shù)成正比。
②功率關(guān)系:P入=P出,即I1U1=I2U2+I3U3+
③電流關(guān)系:I1/I2=n2/n1(變流比),即對(duì)只有一個(gè)副線圈的變壓器電流跟匝數(shù)成反比。
(3)變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過(guò)的電流小,可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制,低壓線圈匝數(shù)少而通過(guò)的電流大,應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線繞制。
6.電能的輸送
(1)關(guān)鍵:減少輸電線上電能的損失:P耗=I2R線
(2)方法:①減小輸電導(dǎo)線的電阻,如采用電阻率小的材料;加大導(dǎo)線的橫截面積。②提高輸電電壓,減小輸電電流。前一方法的作用十分有限,代價(jià)較高,一般采用后一種方法。
(3)遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程:輸電導(dǎo)線損耗的電功率:P損=(P/U)2R線,因此,當(dāng)輸送的電能一定時(shí),輸電電壓增大到原來(lái)的n倍,輸電導(dǎo)線上損耗的功率就減少到原來(lái)的1/n2。
(4)解有關(guān)遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題時(shí),公式P損=U線I線或P損=U線2R線不常用,其原因是在一般情況下,U線不易求出,且易把U線和U總相混淆而造成錯(cuò)誤。
高二物理寒假交變電流復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)就為大家介紹到這里,希望對(duì)你有所幫助。
第三篇:高二物理三相交變電流知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
高二物理三相交變電流知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
三相交變電流在高中的物理考試中考察得并不多,但是對(duì)于物理三相交變電流知識(shí)點(diǎn)大家千萬(wàn)不要放棄,希望大家可以取得優(yōu)異的成績(jī)。
1、三相交變電流的產(chǎn)生:互成120°角的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),三組線圈各自產(chǎn)生交變電流.2、三相交變電流的特點(diǎn):最大值和周期是相同的.三組線圈到達(dá)最大值(或零值)的時(shí)間依次落后1/3周期.3、電工學(xué)中分別用黃、綠、紅三種顏色的線為相線(火線),黑色線為中性線(零線)。三組線圈產(chǎn)生三相交變電流可對(duì)三組負(fù)載供電,那么三組線圈和三個(gè)負(fù)載是怎樣連接的呢?
4、端線、火線和中性線、零線.從每個(gè)線圈始端引出的導(dǎo)線叫端線,也叫相線,在照明電路里俗稱火線.從公共點(diǎn)引出的導(dǎo)線叫中性線,照明電路中,中性線是接地的叫做零線.5、相電壓和線電壓.端線和中性線之間的電壓叫做相電壓(U相)(即每一個(gè)線圈兩端電壓).兩條端線之間的電壓叫做線電壓(U線)(即2個(gè)線圈首端電壓).我國(guó)日常電路中,相電壓是220V、線電壓是380V.6、三相AC的有關(guān)計(jì)算(其中w為線圈旋轉(zhuǎn)角速度,Em為交壓最大值)。
e1=Em*sin(wt)
e2=Em*sin(wt+2π/3)
e3=Em*sin(wt-2π/3)
高二物理三相交變電流知識(shí)點(diǎn)總結(jié)的全部?jī)?nèi)容不多,大家都掌握了嗎?更多相關(guān)內(nèi)容請(qǐng)關(guān)注查字典物理網(wǎng)。
第四篇:高二物理第四章《描述交變電流的物理量》的教案
教材分析
與恒定電流不同,由于交變電流的電壓、電流等大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化,需要用一些特殊的物理量來(lái)描述它在變化中不同方面的特性,本節(jié)主要介紹這樣一些物理量。
一、學(xué)習(xí)要求
1.知道交變電流的周期和頻率,知道我國(guó)供電線路交變電流的周期頻率.2.知道交變電流和電壓的峰值,有效值及其關(guān)系.3、會(huì)用圖象和函數(shù)表達(dá)式描述正弦交變電流。
二、教材重點(diǎn)
交變電流的有效值
三、教材難點(diǎn)
一般電流有效值的求解
四、教學(xué)資源
通過(guò)思考討論,使學(xué)生明白,從電流熱效應(yīng)上看,交流電產(chǎn)生的效果可以與某地恒定電流相等,由此引入有效值的概念.1.定義:讓交流與恒定電流通過(guò)相同的電阻,如果它們?cè)谝恢芷趦?nèi)產(chǎn)生的熱量相等,就把這個(gè)恒定電流的值(I或U)叫做這個(gè)交流的有效值.課本第一次明確地用一個(gè)周期T來(lái)定義有效值,使得有效值的概念更加準(zhǔn)確.2.正弦交變電流的有效值與峰值的關(guān)系
這一關(guān)系只對(duì)正弦式電流成立,對(duì)其它波形的交變電流一般不成立.其它波形的交變電流的有效值就根據(jù)有效值的定義去求解。
3.幾點(diǎn)說(shuō)明:
①各種使用交變電流的電器設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓、額定電流均指有效值;
② 交流電壓表和交流電流表所測(cè)量的數(shù)值也都是有效值;
③將電容器接入交流電路中,其耐壓值應(yīng)不小于交變電流的最大值,但熔絲的選擇應(yīng)據(jù)有效值來(lái)確定其熔斷電流;
④一般情況下所說(shuō)的交變電流的數(shù)值,若無(wú)特別說(shuō)明,均指有效值。
4.有效值與平均值的區(qū)別:交變電流的有效值是按照電流的熱效應(yīng)來(lái)規(guī)定的,對(duì)一個(gè)確定的交變電流,其有效值是一定的,而平均值是由 來(lái)確定的,其數(shù)值大小與時(shí)間間隔有關(guān)。在計(jì)算交變電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量、熱功率時(shí),只能用有效值,而不能用平均值;在計(jì)算通過(guò)導(dǎo)體截面的電量時(shí),只能用交變電流的平均值,即q = t。
典型例題
例:如圖邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝正方形線框,處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框電阻為R,當(dāng)線框繞ab邊從圖示位置以角速度勻速轉(zhuǎn)過(guò) 的過(guò)程中,求
(1)外力所做的功;
(2)流過(guò)線框?qū)Ь€截面的電量
[析] 外力所做的功,即線框中產(chǎn)生的熱量。應(yīng)據(jù)線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的有效值求熱量。一般是先求最大值,再求有效值。
線框轉(zhuǎn)過(guò) 的過(guò)程中,線圈內(nèi)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為:
電動(dòng)勢(shì)的有效值為 線圈轉(zhuǎn)過(guò) 所用的時(shí)間為.線圈內(nèi)產(chǎn)生的熱量.[典型錯(cuò)解] E=
第五篇:(精品)高二物理選修3-2第五章第2節(jié)描述交變電流的物理量教案
學(xué)校:臨清實(shí)高
學(xué)科:物理
編寫人:鄭立敬
審稿人:侯智斌
選修3-2第五章第2節(jié)《描述交變電流的物理量》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教材分析
本節(jié)教學(xué)要讓學(xué)生知道,上節(jié)用圖像對(duì)交變電流的描述是全面的、細(xì)致的。由于交變電流的電壓、電流等的大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化,就需要一些特殊的物理量來(lái)描述它在變化中的不同方面的特征。這就是本節(jié)要提到的描述交變電流的物理量。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)目標(biāo):
(1)理解交變電流的周期、頻率含義,掌握它們相互間關(guān)系,知道我國(guó)生產(chǎn)和生活用電的周期(頻率)的大?。?/p>
(2)理解交變電流的最大值和有效值的意義,知道它們之間的關(guān)系,會(huì)應(yīng)用正弦式交變電流有效值公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.
(3)能利用有效值定義計(jì)算某些交變電流的有效值 2.能力目標(biāo):
(1)培養(yǎng)學(xué)生閱讀、理解及自學(xué)能力.
(2)使學(xué)生理解如何建立新的物理概念而培養(yǎng)學(xué)生處理解決新問(wèn)題能力.(3)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具處理解決物理問(wèn)題的能力.
3.情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo):
(1)由用電器銘牌,可介紹我國(guó)近幾年的經(jīng)濟(jì)騰飛,激發(fā)學(xué)生愛(ài)國(guó)精神和為建設(shè)祖國(guó)發(fā)奮學(xué)習(xí)的精神.
(2)讓學(xué)生體會(huì)對(duì)稱美.
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):交流電的有效值、最大值、頻率、周期的理解
難點(diǎn):
1、交變電流有效值概念既是重點(diǎn)又是難點(diǎn),通過(guò)計(jì)算特殊形式的交變電流的有效值來(lái)體會(huì)和掌握它的定義。
2、交變電流瞬時(shí)值確定使學(xué)生感到困難,通過(guò)例題分析使學(xué)生學(xué)會(huì)借助數(shù)學(xué)工具處理解決物理問(wèn)題的能力。
四、學(xué)情分析
學(xué)生是教學(xué)過(guò)程中的主體,這個(gè)時(shí)候的學(xué)生已經(jīng)知道了交變電流的一些特點(diǎn)和一些描述物理量,但是大多數(shù)學(xué)生的抽象思維和空間想象能力還比較低,對(duì)物理現(xiàn)象和知識(shí)的理解、判斷、分析、和推理常常表現(xiàn)出一定的主觀性、片面性、和表面性,這就要求在教學(xué)過(guò)程中合理安排、指導(dǎo)和引導(dǎo)學(xué)生突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn),提高學(xué)生分析、歸納、及抽象思維能力。
五、教學(xué)方法
1、啟發(fā)式綜合教學(xué)法
2、學(xué)案導(dǎo)學(xué):見(jiàn)后面的學(xué)案
六、課前準(zhǔn)備
1.學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備:結(jié)合學(xué)案預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。
2.教師的教學(xué)準(zhǔn)備:教具的準(zhǔn)備(投影儀、交流發(fā)電機(jī)模型、演示電流表),學(xué)案的準(zhǔn)備
七、課時(shí)安排:1課時(shí)
八、教學(xué)過(guò)程
1、預(yù)習(xí)檢查
檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對(duì)性。
2、情景導(dǎo)入,展示目標(biāo)
教師提出問(wèn)題:下面各個(gè)圖的不同。
大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流叫做交變電流,簡(jiǎn)稱交流電.如圖所示(b)、(c)、(e)所示電流都屬于交流,其中按正弦規(guī)律變化的交流叫正弦交流.如圖(b)所示.而(a)、(d)為直流,其中(a)為恒定電流.
通過(guò)看圖,要想知道不同類型電流不同方面的特點(diǎn),需要知道描述交流電的物理量,從而引入本節(jié)內(nèi)容。
3、合作探究,精講點(diǎn)撥
探究一:表征交變電流大小物理量
指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材,通過(guò)小組討論明確該問(wèn)題。
①瞬時(shí)值:對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻的交流的值,用小寫字母表示,e,i,u. ②峰值:即最大的瞬時(shí)值用大寫字母表示,Em,Im,Um.
EmREm?NSB?,Im?.
注意:線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),所產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為Em?NSB?,即僅由匝數(shù)N,線圈面積S,磁感強(qiáng)度B和角速度?四個(gè)量決定.與軸的具體位置,線圈的形狀及線圈是否閉合都是無(wú)關(guān)的. ③有效值:
ⅰ、意義:描述交流電做功或熱效應(yīng)的物理量
ⅱ、定義:跟交流熱效應(yīng)相等的恒定電流的值叫做交流的有效值. ⅲ、正弦交流的有效值與峰值之間的關(guān)系是U?Um2;I?Im2.注意:正弦交流的有效值和峰值之間具有U?Um2;I?Im2的關(guān)系,非正弦(或余弦)交流無(wú)此關(guān)系,但可按有效值的定義進(jìn)行推導(dǎo),如對(duì)于正負(fù)半周最大值相等的方波電流,其熱效應(yīng)和與其最大值相等的恒定電流是相同的,因而其有效值即等于其最大值.即I?Im. ⅳ、交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值;交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值.對(duì)于交流電若沒(méi)有特殊說(shuō)明的均指有效值. ⅴ、在求交流電的功、功率或電熱時(shí)必須用交流電的有效值.
交流電的有效值計(jì)算Q1?Q2
④峰值、有效值、平均值在應(yīng)用上的區(qū)別.
峰值是交流變化中的某一瞬時(shí)值,對(duì)純電阻電路來(lái)說(shuō),沒(méi)有什么應(yīng)用意義.若對(duì)含電容電路,在判斷電容器是否會(huì)被擊穿時(shí),則需考慮交流的峰值是否超過(guò)電容器的耐壓值.
交流的有效值是按熱效應(yīng)來(lái)定義的,對(duì)于一個(gè)確定的交流來(lái)說(shuō),其有效值是一定的.而平均值是由公式E?n???t確定的,其值大小由某段時(shí)間磁通量的變化量來(lái)決定,在不同的時(shí)間段里是不相同的.如對(duì)正弦交流,其正半周或負(fù)半周的平均電動(dòng)勢(shì)大小為:
E?n?2BsT2?2nBs??,而一周期內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)卻為零.在計(jì)算交流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱功率時(shí),只能用有效值,而不能用平均值.在計(jì)算通過(guò)導(dǎo)體的電量時(shí),只能用平均值,而不能用有效值.
在實(shí)際應(yīng)用中,交流電器銘牌上標(biāo)明的額定電壓或額定電流都是指有效值,交流電流表和交流電壓表指示的電流、電壓也是有效值,解題中,若題示不加特別說(shuō)明,提到的電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)都是指有效值.
探究二:表征交變電流變化快慢的物理量
①周期T:電流完成一次周期性變化所用的時(shí)間.單位:s.②頻率f:一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù).單位:HZ.③角頻率?:就是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.單位:rad/s.2?④、角速度、頻率和周期的關(guān)系:??2?f?
T探究三:疑難辨析
交流電的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值和穿過(guò)線圈面積的磁通量的變化率成正比.當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈磁通量也是按正弦(或余弦)規(guī)律變化的,若從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí),t?0時(shí),磁通量最大,?應(yīng)為余弦函數(shù),此刻變化率為零(切線斜率為零),t?T4時(shí),磁通量為零,此刻變化率最大(切線斜率最大),因此從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式是正弦函數(shù),如上圖(a)(b)所示分別是???mcos?t和e?Emsin?t.
4、反思總結(jié),當(dāng)堂檢測(cè)
教師組織學(xué)生反思本節(jié)課的內(nèi)容,并總結(jié)學(xué)到的知識(shí)。利用學(xué)案進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè),引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)框架并反饋學(xué)習(xí)情況。
5、發(fā)導(dǎo)學(xué)案,布置預(yù)習(xí)
九、板書(shū)設(shè)計(jì)
描述交變電流的物理量
一、表征大小的物理量
1、瞬時(shí)值
2、峰值
3、有效值
二、表征變化快慢的物理量
1、周期
2、頻率
3、角頻率
三、疑難解析
峰值、有效值、平均值在應(yīng)用上的區(qū)別
十、教學(xué)反思
本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了新課程理念,以培養(yǎng)和發(fā)展能力為著眼點(diǎn),以掌握物理研究方法和物理思維方法為依據(jù)。
本課的設(shè)計(jì)采用了課前下發(fā)預(yù)習(xí)學(xué)案,學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容,找出自己迷惑的地方。在課堂處理中,有效值作為本節(jié)課的重點(diǎn)與難點(diǎn),不僅僅要在課堂上詳細(xì)講解,還要督促學(xué)生在課下多思考,利用練習(xí)題加以鞏固。以達(dá)到對(duì)概念的深刻理解。