高三物理教案：《交變電流》優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計

　　一、教學(xué)目的：復(fù)習(xí)本章的基礎(chǔ)知識，讓學(xué)生對本章知識有系統(tǒng)的了解。

　　二、教學(xué)重點：基礎(chǔ)知識

　　三、教學(xué)難點：應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題

　　四、教學(xué)方法：討論+引導(dǎo)

　　五、教學(xué)用具：投影儀、投影片

　　六、教學(xué)過程：

　�。ㄒ唬�復(fù)習(xí)基礎(chǔ)知識：

　　這一章學(xué)習(xí)了交變電流的知識。電網(wǎng)中供應(yīng)的就是交變電流，所以這章的知識具有廣泛的應(yīng)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？為什么會有這種作用？

　　5．交變電流為什么能通過電容器？

　　6．變壓器的原線圈和副線圈之間并沒有導(dǎo)線相連，電能為什么能從原線圈到達副線圈？

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

　�。ㄈ�）重點和難點分析

　　1.交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律

　　實驗

　　如圖1所示，發(fā)電機原理演示器．激磁線圈接6V直流電，兩個電刷分別與兩個完整的集流環(huán)接觸，通過導(dǎo)線連接到演示電表的G擋．手握搖柄轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子線圈，使線圈由中性面開始稍慢些連續(xù)轉(zhuǎn)動，就可以觀察到電表指針在零點左右擺動，同時還可觀察線圈在轉(zhuǎn)動一周過程中感應(yīng)電流方向改變規(guī)律．

　　3．中性面

　　當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動至線圈平面垂直于磁感線位置時，各邊都不切割磁感線，線圈中沒有感應(yīng)電流，這個特定位置叫做中性面．應(yīng)注意：①中性面在垂直于磁場位置．②線圈通過中性面時，穿過線圈的磁通量最大．③線圈平面通過中性面時感應(yīng)電動勢為零．④線圈平面每轉(zhuǎn)過中性面時，線圈中感應(yīng)電流方向改變一次，轉(zhuǎn)動一周線圈兩次通過中性面，故一周里線圈中電流方向改變兩次．

　　4．正弦交流電的圖象

　　矩形線圈在勻強磁場中，繞垂直于磁感線的軸做勻角速轉(zhuǎn)動，線圈里產(chǎn)生正弦交流電．當(dāng)線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，在一個周期中：在t（0，T/4）時間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動勢從0達到最大值Em．在t （T/4，T/2）時間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動勢從最大值Em減小到0．在t （T/2，3T/4）時間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動勢從0增加到負的最大值-Em．在t （3T/4，T）時間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動勢的值從負的最大值-Em減小到0．

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

　　（四）鞏固練習(xí)（投影）：

　　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

　　說明：

　　一、關(guān)于交變電流的幾個基本問題

　　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(yīng)現(xiàn)象得以實現(xiàn)的．所以說產(chǎn)生交變電流的基本原理就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象所遵循的法拉第電磁感應(yīng)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圈在勻強磁場中做切割磁感線的勻速轉(zhuǎn)動

　　3．交變電流的基本規(guī)律

　　當(dāng)線圈匝數(shù)為N，面積為S，以角速度ω在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸做勻速度轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的交變感應(yīng)電動勢為：e=Emsin（ωt+）

　　當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場方向平行時，交變感應(yīng)電動勢取得最大值：

　　而稱為初相，實質(zhì)上是初始時刻線圈平面與中性面之間的夾角．

　　當(dāng)線圈閉合時，電路中的交變感應(yīng)電流的規(guī)律相應(yīng)地表示為：

　　4．交變電流的有效值

　　（1）有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的．在周期的整數(shù)倍時間內(nèi)（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時間來說，基本上均可以視為周期的整數(shù)倍），如果在相等交變電流與某恒定電流分別流過相同的電阻時所發(fā)熱量相同，則將該恒定電流的數(shù)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的是交變電流的有效值；一般用電器銘牌上直接標出來的是交變電流的有效值；一般不做任何說明而指出的交變電流的數(shù)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(yīng)的最大值εm、Um、Im間的關(guān)系為：

　　上面關(guān)系式只適用于線圈在勻強磁場中做勻速轉(zhuǎn)動時產(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(yīng)根據(jù)有效值的定義具體分析．

　　二、關(guān)于理想變壓器的幾個基本問題

　　1．理想變壓器的構(gòu)造、作用、原理及特征

　　構(gòu)造：兩組線圈（原、副線圈）繞在同一個閉合鐵芯上構(gòu)成變壓器．

　　作用：在輸送電能的過程中改變電壓．

　　原理：其工作原理是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象．

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

　　2．理想變壓器的理想化條件及其規(guī)律．

　　由此可見：

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

　　（2）理想變壓器的規(guī)律實質(zhì)上就是法拉第電磁感應(yīng)定律和能的轉(zhuǎn)化與守恒定律在上述理想條件下的新的表現(xiàn)形式．

　�。ㄈ�）針對訓(xùn)練題：

　�。�、矩形線圈在勻強磁場中繞著垂直磁感線方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈通過中性面時，下列說法中正確的是（　　　�。�

　�。�、穿過線圈的磁通量最大，線圈中的感應(yīng)電動勢最大．

　�。�、穿過線圈的磁通量等于零，線圈中的感應(yīng)電動勢最大．

　�。谩⒋┻^線圈的磁通量最大，線圈中的感應(yīng)電動勢等于零．

　�。摹⒋┻^線圈的磁通量等于零，線圈中的感應(yīng)電動勢等于零．

　�。�、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．用一個強磁鐵可以判斷燈泡中的電流是交流還是直流，請說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�一個變壓器有兩個線圈，若你手邊有交流電源，導(dǎo)線，交流電壓表，你怎樣確定這兩個線圈的匝數(shù)？