高三物理教案：《交變電流》優(yōu)秀教學(xué)設計

　　一、教學(xué)目的：復習本章的基礎知識，讓學(xué)生對本章知識有系統的了解。

　　二、教學(xué)重點(diǎn)：基礎知識

　　三、教學(xué)難點(diǎn)：應用所學(xué)知識解決實(shí)際問(wèn)題

　　四、教學(xué)方法：討論+引導

　　五、教學(xué)用具：投影儀、投影片

　　六、教學(xué)過(guò)程：

　�。ㄒ唬�復習基礎知識：

　　這一章學(xué)習了交變電流的知識。電網(wǎng)中供應的就是交變電流，所以這章的知識具有廣泛的應用。

　　討論、思考并回答（投影）：

　　1．什么是正弦式交變電流？

　　2．什么是交變電流的最大值？什么是交變電流的有效值？正弦式電流的最大值和有效值有什么關(guān)系？

　　寫(xiě)出交變電流的一般表達式。

　　3．交變電流的周期和頻率有什么關(guān)系？

　　4．電感對交流有什么作用？為什么會(huì )有這種作用？

　　5．交變電流為什么能通過(guò)電容器？

　　6．變壓器的原線(xiàn)圈和副線(xiàn)圈之間并沒(méi)有導線(xiàn)相連，電能為什么能從原線(xiàn)圈到達副線(xiàn)圈？

　　什么是理想變壓器？理想變壓器原副線(xiàn)圈兩端電壓、線(xiàn)圈中電流與匝數之間有何關(guān)系？

　�。ㄈ�）重點(diǎn)和難點(diǎn)分析

　　1.交變電流的產(chǎn)生及其變化規律

　　實(shí)驗

　　如圖1所示，發(fā)電機原理演示器．激磁線(xiàn)圈接6V直流電，兩個(gè)電刷分別與兩個(gè)完整的集流環(huán)接觸，通過(guò)導線(xiàn)連接到演示電表的G擋．手握搖柄轉動(dòng)轉子線(xiàn)圈，使線(xiàn)圈由中性面開(kāi)始稍慢些連續轉動(dòng)，就可以觀(guān)察到電表指針在零點(diǎn)左右擺動(dòng)，同時(shí)還可觀(guān)察線(xiàn)圈在轉動(dòng)一周過(guò)程中感應電流方向改變規律．

　　3．中性面

　　當線(xiàn)圈轉動(dòng)至線(xiàn)圈平面垂直于磁感線(xiàn)位置時(shí)，各邊都不切割磁感線(xiàn)，線(xiàn)圈中沒(méi)有感應電流，這個(gè)特定位置叫做中性面．應注意：①中性面在垂直于磁場(chǎng)位置．②線(xiàn)圈通過(guò)中性面時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大．③線(xiàn)圈平面通過(guò)中性面時(shí)感應電動(dòng)勢為零．④線(xiàn)圈平面每轉過(guò)中性面時(shí)，線(xiàn)圈中感應電流方向改變一次，轉動(dòng)一周線(xiàn)圈兩次通過(guò)中性面，故一周里線(xiàn)圈中電流方向改變兩次．

　　4．正弦交流電的圖象

　　矩形線(xiàn)圈在勻強磁場(chǎng)中，繞垂直于磁感線(xiàn)的軸做勻角速轉動(dòng)，線(xiàn)圈里產(chǎn)生正弦交流電．當線(xiàn)圈從中性面開(kāi)始轉動(dòng)，在一個(gè)周期中：在t（0，T/4）時(shí)間內，線(xiàn)圈中感應電動(dòng)勢從0達到最大值Em．在t （T/4，T/2）時(shí)間內，線(xiàn)圈中感應電動(dòng)勢從最大值Em減小到0．在t （T/2，3T/4）時(shí)間內，線(xiàn)圈中感應電動(dòng)勢從0增加到負的最大值-Em．在t （3T/4，T）時(shí)間內，線(xiàn)圈中感應電動(dòng)勢的值從負的最大值-Em減小到0．

　　電路中的感應電流、路端電壓與感應電動(dòng)勢的變化規律相同，如圖5所示．

　�。ㄋ模╈柟叹毩暎ㄍ队埃�：

　　1、思考鉗形電流表的工作原理？（課本P234  B組第（1）題）

　　2、課本P234第（6）題

　　3、課本P234  A組第（4）題

　　說(shuō)明：

　　一、關(guān)于交變電流的幾個(gè)基本問(wèn)題

　　1．產(chǎn)生交變電流的基本原理

　　交變電流的產(chǎn)生，一般都是借助于電磁感應現象得以實(shí)現的．所以說(shuō)產(chǎn)生交變電流的基本原理就是電磁感應現象所遵循的法拉第電磁感應定律．

　　2．產(chǎn)生交變電流的基本方式

　　產(chǎn)生交變電流的基本方式是線(xiàn)圈在勻強磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)的勻速轉動(dòng)

　　3．交變電流的基本規律

　　當線(xiàn)圈匝數為N，面積為S，以角速度ω在磁感應強度為B的勻強磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸做勻速度轉動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的交變感應電動(dòng)勢為：e=Emsin（ωt+）

　　當線(xiàn)圈轉到線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，交變感應電動(dòng)勢取得最大值：

　　而稱(chēng)為初相，實(shí)質(zhì)上是初始時(shí)刻線(xiàn)圈平面與中性面之間的夾角．

　　當線(xiàn)圈閉合時(shí)，電路中的交變感應電流的規律相應地表示為：

　　4．交變電流的有效值

　�。�1）有效值是根據電流的熱效應來(lái)規定的．在周期的整數倍時(shí)間內（一般交變電流周期較短，如市電周期僅為0.02 s，因而對于我們所考察的較長(cháng)時(shí)間來(lái)說(shuō)，基本上均可以視為周期的整數倍），如果在相等交變電流與某恒定電流分別流過(guò)相同的電阻時(shí)所發(fā)熱量相同，則將該恒定電流的數值叫做該交變電流的有效值．

　�。�2）一般交變電流表直接測出來(lái)的是交變電流的有效值；一般用電器銘牌上直接標出來(lái)的是交變電流的有效值；一般不做任何說(shuō)明而指出的交變電流的數值都是指電流的有效值．

　�。�3）交變電流的有效值ε、U、I與其相應的最大值εm、Um、Im間的關(guān)系為：

　　上面關(guān)系式只適用于線(xiàn)圈在勻強磁場(chǎng)中做勻速轉動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的正弦交變電流，對于用其它方式產(chǎn)生的其他交變電流，其有效值與最大值間的關(guān)系一般與此不同，應根據有效值的定義具體分析．

　　二、關(guān)于理想變壓器的幾個(gè)基本問(wèn)題

　　1．理想變壓器的構造、作用、原理及特征

　　構造：兩組線(xiàn)圈（原、副線(xiàn)圈）繞在同一個(gè)閉合鐵芯上構成變壓器．

　　作用：在輸送電能的過(guò)程中改變電壓．

　　原理：其工作原理是利用了電磁感應現象．

　　特征：正因為是利用電磁感應現象來(lái)工作的，所以變壓器只能在輸送交變電流的電能過(guò)程中改變交變電壓．

　　2．理想變壓器的理想化條件及其規律．

　　由此可見(jiàn)：

　�。�1）理想變壓器的理想化條件一般指的是：忽略原、副線(xiàn)圈內阻上的分壓，忽略原、副線(xiàn)圈磁通量的差別，忽略變壓器自身的能量損耗（實(shí)際上還忽略了變壓器原、副線(xiàn)圈電路的功率因數的差別．）

　�。�2）理想變壓器的規律實(shí)質(zhì)上就是法拉第電磁感應定律和能的轉化與守恒定律在上述理想條件下的新的表現形式．

　�。ㄈ�）針對訓練題：

　�。�、矩形線(xiàn)圈在勻強磁場(chǎng)中繞著(zhù)垂直磁感線(xiàn)方向的軸勻速轉動(dòng)，當線(xiàn)圈通過(guò)中性面時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（　　　�。�

　�。�、穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，線(xiàn)圈中的感應電動(dòng)勢最大．

　�。�、穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量等于零，線(xiàn)圈中的感應電動(dòng)勢最大．

　�。�、穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，線(xiàn)圈中的感應電動(dòng)勢等于零．

　�。�、穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量等于零，線(xiàn)圈中的感應電動(dòng)勢等于零．

　�。�、某電子元件兩極間允許加的最大直流電壓是100V，能否給它接上100V的交流電壓？為什么？

　　答：不能。因為接100V的交流電壓，其峰值將達到141V。

　　3．用一個(gè)強磁鐵可以判斷燈泡中的電流是交流還是直流，請說(shuō)明你的做法并講清理由．

　　答：燈泡通電后，讓強磁鐵靠近燈絲，若燈絲清淅，則為直流電，若模糊，則為交流電。

　�。矗�一個(gè)變壓器有兩個(gè)線(xiàn)圈，若你手邊有交流電源，導線(xiàn)，交流電壓表，你怎樣確定這兩個(gè)線(xiàn)圈的匝數？