高中物理人教版2第五章交變電流 人教版高中物理2第五章交變電流教案

專題：交變電流【教材分析】這一章是《高中物理選修3-2》第五章，講述的是交變電流知識(shí)，它是第四章“電磁感應(yīng)”知識(shí)的具體應(yīng)用。本章也是《高中物理選修3-1》第二章“恒定電流”內(nèi)容的進(jìn)一步擴(kuò)展。通過這一章的學(xué)習(xí)使學(xué)生了解到，不僅有恒定電流，還有大小和方向都發(fā)生變化的交變電流。交變電流與恒定電流有相似的地方，也有自己特殊的規(guī)律?！緦W(xué)情分析】根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，高中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)：對(duì)相似知識(shí)點(diǎn)的理解不很清楚，容易混淆。對(duì)于多變量，多過程，動(dòng)態(tài)變化的問題，學(xué)生一時(shí)很難統(tǒng)籌全局，在處理此類問題的時(shí)候，往往出現(xiàn)顧此失彼的現(xiàn)象。為了幫助學(xué)生克服以上困難，本節(jié)復(fù)習(xí)課從學(xué)生角度出發(fā)，設(shè)計(jì)很多幫助學(xué)生理解知識(shí)的解題技巧，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1、通過引導(dǎo)學(xué)生，逐步喚醒學(xué)生對(duì)交變電流的基本知識(shí)的回憶；2、通過復(fù)習(xí)，進(jìn)一步解決學(xué)生在新授課時(shí)出現(xiàn)的問題：（1）圖像題求解的技巧和方法；（2）區(qū)別交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的使用方法；（3）變壓器的動(dòng)態(tài)變化分析和電能輸送中的能量守恒。【重點(diǎn)難點(diǎn)】1、區(qū)別交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的使用方法；2、變壓器的動(dòng)態(tài)變化分析和電能輸送中的能量守恒【教學(xué)進(jìn)程】一、交變電流的描述1、交變電流的特點(diǎn)學(xué)生總結(jié)：交流電的圖像分布在t軸兩側(cè)，直流電的圖像分布在t軸的同側(cè)?！菊n堂預(yù)設(shè)】此知識(shí)點(diǎn)的形象性很強(qiáng)，學(xué)生掌握起來比較容易。通過填寫導(dǎo)學(xué)案，學(xué)生自主回顧這部分知識(shí)點(diǎn)即可。2、交變電流的產(chǎn)生學(xué)生總結(jié)：從中性面位置開始，，其中：Em==。在中性面位置：磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)0，磁通量的變化率0；在垂直中性面位置：磁通量0，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，磁通量的變化率最大。周期T=，頻率f=4Hz，角速度ω=8πrad/s，磁通量的最大值Фm=5/2πwb。（單匝）【課堂預(yù)設(shè)】?jī)蓚€(gè)重要位置：中性面位置和與中性面垂直的位置。這兩個(gè)位置都有什么樣的重要特征？學(xué)生對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)可能有些混淆。尤其是處理圖像題缺乏章法。通過填寫導(dǎo)學(xué)案，教師設(shè)計(jì)巧妙的問題，以課堂提問的方式引導(dǎo)學(xué)生思考。{難點(diǎn)突破}處理圖像題：首先要從圖像中找到盡量多的信息，如極值、周期T、圖像的斜率、圖像與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)等。根據(jù)這些信息，再利用上一些基本關(guān)系式，如T=f-1、ω=2πf等，就能夠解決未知問題。課堂鞏固見【能力提升】第2題。3、交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值【課堂預(yù)設(shè)】這四個(gè)值在應(yīng)用起來非常容易混淆，學(xué)生不知道該用哪個(gè)值進(jìn)行解決問題。通過課堂講授的方式，對(duì)學(xué)生理解知識(shí)起到撥云見日的效果。{難點(diǎn)突破}問題的關(guān)鍵在于學(xué)生對(duì)這四個(gè)值的概念的理解還不夠深入，加強(qiáng)對(duì)物理概念的講解。另外，要探討一下這四個(gè)值的聯(lián)系和區(qū)別。例如：（1）瞬時(shí)值交變電流在某一時(shí)刻的電流、電壓值。如，t=t1時(shí)刻，正弦交流電（2）峰值交變電流的最大值。例如，電容器的耐壓值一定要小于交流電的峰值。注意：用電器上標(biāo)注的電壓都是交變電流的有效值，但電容器除外。（3）有效值本質(zhì)上就是一個(gè)恒定電流。替代作用，要求：例如：如圖所示是一交變電流的i－t圖象，則該交變電流的有效值為()A．4AB．2eq\r(2)A\f(8,3)A\f(2\r(30),3)A解析：設(shè)此交變電流的有效值為I，由有效值的定義可得解之得：﹟注意：交變電流的有效值是專門用來計(jì)算電熱、電功和電功率的。（4）平均值電動(dòng)勢(shì)，電流，注意：求解通過線圈某一橫截面的電量，必須用電流的平均值知識(shí)點(diǎn)鞏固做【能力提升】第3題。二、變壓器的特點(diǎn)與規(guī)律1、變壓器的特點(diǎn)學(xué)生總結(jié)：n1、n2線圈的磁通量、磁通量的變化率相同，每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同。2、變壓器的規(guī)律：（1）一對(duì)一：學(xué)生總結(jié)：電壓規(guī)律U1：U2=n1：n2，電流規(guī)律I1：I2=n2：n1，能量守恒P1=P2。（2）一對(duì)多：學(xué)生總結(jié)：電壓規(guī)律U1：U2：U3=n1：n2：n3，電流規(guī)律n1I1=n2I2+n3I3，能量守恒P1=P2+P3。【課堂預(yù)設(shè)】變壓器的特點(diǎn)和規(guī)律容易理解，學(xué)生掌握起來比較容易。變壓器的動(dòng)態(tài)分析，學(xué)生往往在這個(gè)地方丟分。教師應(yīng)該為學(xué)生提供解題技巧并親身示范，使技巧深入學(xué)生的心中。{難點(diǎn)突破}需要分析的因素較多，學(xué)生一時(shí)難以縱觀全局。我們可以讓學(xué)生這樣來做，認(rèn)真分析“誰變了，誰沒變，導(dǎo)致了什么如何變化了”。根據(jù)物理規(guī)律來判斷其他物理量如何變化，具體做法參考下面的例題。例如：如圖所示，電路中的變壓器為理想變壓器，S為單刀雙擲開關(guān)，P是滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的交變電壓，I1、I2分別為原線圈和副線圈中的電流．下列說法正確的是()A．保持P的位置及U1不變，S由b切換到a，則R上消耗的功率減小B．保持P的位置及U1不變，S由a切換到b，則I2減小C．保持P的位置及U1不變，S由b切換到a，則I1增大D．保持U1不變，S接在b端，將P向上滑動(dòng)，則I1減小解析：A選項(xiàng)，R、U1不變；n2增大。由電壓關(guān)系，U2要增大，所以R上消耗的功率增大。學(xué)生：B、C、D選項(xiàng)由學(xué)生解答…………教師引導(dǎo)學(xué)生完成《專題：交變電流》的導(dǎo)學(xué)案變壓器這一部分。三、電能的輸送學(xué)生總結(jié)：1、線上損失（1）電壓損失ΔU=I2R；（2）功率損失ΔP=。2、電能輸送中的重要規(guī)律（1）電壓規(guī)律U1：U2=n1：n2；U3：U4=n3：n4；U2=ΔU+U3。（2）電流規(guī)律I1：I2=n2：n1；I2=I3；I3：I4=n4：n3。（3）能量守恒P1=P2；P3=P4；P2=ΔP+P3或P1=ΔP+P4。（4）高壓輸電的效率η=?！菊n堂預(yù)設(shè)】電能輸送的電路圖中，共有兩個(gè)變壓器，三個(gè)閉合回路。電路復(fù)雜，電路中的關(guān)系式比較多而雜。學(xué)生掌握起來有些困難。教師帶領(lǐng)學(xué)生仔細(xì)觀察這個(gè)復(fù)雜電路的特點(diǎn)，總結(jié)其中的規(guī)律。詳細(xì)情況見導(dǎo)學(xué)案。{難點(diǎn)突破}幫助學(xué)生理清電路中的關(guān)系式，關(guān)鍵是引導(dǎo)學(xué)生搞清楚高壓輸電的電路結(jié)構(gòu)圖。關(guān)系整理清楚了，運(yùn)用起來會(huì)更輕松、更準(zhǔn)確。例如：某村在較遠(yuǎn)的地方建立了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)的輸出功率為100kW，輸出電壓為500V，輸電導(dǎo)線的總電阻為10Ω，導(dǎo)線上損耗的電功率為4kW，該村的用電電壓是220V.(1)輸電電路如圖所示，求升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比；(2)如果該村某工廠用電功率為60kW，則該村還可以裝“220V40W”的電燈多少盞？解析：(1)因?yàn)镻損＝Ieq\o\al(2,2)R線所以I2＝eq\r(\f(P損,R線))＝eq\r(\f(4×103,10))A＝20AI1＝eq\f(P,U1)＝eq\f(100×103,500)A＝200A則eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(20,200)＝eq\f(1,10)U3＝U2－I2R線＝(500×10－20×10)V＝4800V則eq\f(n3,n4)＝eq\f(U3