集体备课 高中物理选修3-2第五章交流电
高中物理选修3-2第五章《交流电》
2 2f
T
注意对转速与频率的理解
二．交变电流的峰值（Em，Im，Um）
交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的 最大数值，可以用来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能够加在它两端的最大电压，若 电源电压的最大值超过耐压值，电容器可能被击穿。 但是交变电流的最大值不适于表示交变电流产生的效 果，在实际中通常用有效值表示交变电流的大小。
第一节、交变电流
1、需要落实的知识与方法 知识 （1）交变电流的产生原理； （2）交变电流的变化规律及表示方法； （3）交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。 方法 （1）掌握描述交流电的两种基本方法（公式法、图象法）。 （2）如何将立体图转化为平面图形的方法。
重点：交变电流产生的物理过程的分析。
建议:将一个周期内的四个位置和四个过程的电流大小、方 向从中性面起依次以问题的形式展现,让学生对交变电流的 产生过程有一个完整的认识
（1）图5.1-3中，甲图所示时刻线圈中电流为多大？在线圈 由甲转到乙的过程中，AB中电流向哪个方向流动？大小如何 变化？到乙图所示时刻，线圈中电流大小有何特点？
（2）在线圈由乙转到丙的过程中，AB中电流向哪个方向流 动？大小如何变化？到丙图所示时刻，线圈中电流大小有何 特点？
交流讨论
交流电 的产生过程
3、对教材的处理建议 （1）有条件的建议做一节示波器使用的学生实验
（2）关于交流电的概念的建议用人教版的说法
（3）交变电流规律建议推导——见教参 （4）作为拓展，可以讲一讲“整流”，也为第三节的电 感电容对交流电的作用做一铺垫
4、实验的处理建议 （1）建议用示波器显示交流电的波形 （2）演示实验——用高亮度发光二极管效果更好， 需要串联300~500Ω的保护电阻
最新人教版选修3-2高中物理第5章5-2描述交流电的物理量教学设计
第二节 描述交变电流的物理量●本节教材分析教材把交流电与直流电对比说明，描述交流电的特性需要一些新的物理量交流电的电动势、电压、电流是随时间变化的，教材介绍了用公式法和图象描述交流电如何随时间变化的方法，我们可向生说明，这种描述是详细、全面的，但应用时常常不方便实用中经常需要知道交流电某一方面的特性，因此需要引入反映交流电某一方面特性的物理量如：最大值说明交流电在变化过程中所能达到的最大数值，反映了交流电变化的范围；交流电是周期性变化的，周期、频率说明交流电变化的快慢；有效值说明交流电产生的平均效果教中的难点是交流电有效值的概念，这也是教重点为了引入有效值，可以提出：交流电随时间变化，产生的效果也随时间变化但实用上常常只要知道交流电的平均效果就可以了，怎样衡量交流电的平均效果呢？可以配合做一个演示实验：用两个相同的小电珠A 、B ，一个接在直流电上，一个接在交流电上，让两个小电珠发光情况相同同通过观察和思考了解：B 灯通过的是交流电流，大小、方向随时间变化，但在相同时间内交流电流与直流电流产生的热量相同，所以B 灯发光与A 灯相同我们引导生得出：通过A 灯的直流电流I 与通过B 灯的交流电流产生的效果相同，可以把直流电流的大小I 作为衡量交流电流产生的平均效果在此基础上给出有效值比较准确的定义，并让生进一步体会有效值的物理意义是什么？有效值与最大值的关系教材是直接给出的，教材不要求证明2的关系，但我们要使生了解I ＜I 和I ≠20mI 有效值的物理意义、有效值与最大值的关系非常重要，要让生很好地了解和熟悉有必要强调说明交流电的有效值用得很多，因此，如果不加特别的说明，提到交流电的电流、电压、电动势时，指的都是有效值交流电表测得的电流、电压也是有效值还可考虑分别用直流电流表、交流电流表和直流电压表、交流电压表测量刚才的A 、B 灯的电流、电压，让生看到两者的数值相同，并让生说出交流电的最大值我们可考虑让生对交流电的描述作小结，使生明确：全面、详细描述交流电的是公式和图象；最大值、有效值、周期、频率等物理量是描述交流电某一方面的特性的根据交流电的图象、公式可知最大值、周期，从而可知有效值、频率●教目标一、知识目标1理解什么是交变电流的最大值和有效值，知道它们之间的关系2理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小二、能力目标能应用数工具描述和分析处理物理问题三、德育目标让生了解多种电器铭牌，介绍现代技的突飞猛进，激发生的习热情●教重点交变电流有效值概念●教难点交流电有效值概念及计算●教方法在教师指导下的启发式教●教用具电、电容器、灯泡“6 V 03 A”、幻灯片、手摇发电机●课时安排1课时●教过程一、引入新课［师］上节课讲了矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，在线圈中产生了正弦交流电如何描述交流电的变化规律呢？［生1］可以用公式法描述从中性面开始计时，得出瞬时电动势：=Eω瞬时电流：=Iω瞬时电压：=Uω其中E=NB Sω［生2］可以用图象法描述如图所示：［师］交流电的大小和方向都随时间做周期性变化，只用电压、电流描述不全面这节课我们习表征正弦交流电的物理量二、新课教1交变电流的最大值（E,I,U）［师］交变电流的最大值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用表示交变电流的电流或电压变化幅度［演示］电容器的耐压值将电容器（8 V，500 μF）接在生电上充电，接8 V电压时电容器正常工作，接16 V电压时，几分钟后闻到烧臭味，后听到爆炸声［师］从这个实验中可以发现：电容器的耐压值是指能够加在它两端的最大电压，若电电压的最大值超过耐压值,电容器可能被击穿但是交流电的最大值不适于表示交流电产生的效果，在实际中通常用有效值表示交流电流的大小2有效值（E、I、U）［演示］如下图所示，将两只“6 V、03 A”的小电珠A、B，一个接在6 V的直流电上，一个接在有效值为6 V的交流电上，观察灯的亮度［生］两灯的亮度相同［师］让交流电和直流电通过同样的电阻，如果它们在相同时间内产生热量相等，把直流电的值叫做交流电的有效值通常用大写字母U、I、E表示有效值3正弦交流电的有效值与最大值的关系［师］计算表明，正弦交流电的最大值与有效值有以下关系：I =2m I =0707I U =2m U =0707U［强调］（1）各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值 （2）交流电表（电压表或电流表）所测值为有效值 （3）计算交变电流的功、功率、热量等用有效值 4周期和频率［师］请同们阅读教材，回答下列问题： （1）什么叫交流电的周期？ （2）什么叫交流电的频率？ （3）它们之间的关系是什么？（4）我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？［生1］交变电流完成一次周期性的变化所用的时间，叫做交变电流的周期，用T 表示［生2］交变电流在1 内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率，用f 表示［生3］T =f1［生4］我国使用的交流电频率f =50 Hz,周期T =002 ［师］有个别欧美国家使用交流电的频率为60 Hz 5例题分析 ［投影］［例1］表示交变电流随时间变化图象如图所示，则交变电流有效值为A52A B5 A 352 AD35 A解析：设交变电流的有效值为I ，据有效值的定义，得I 2R T =（42）2R 2T +（32）2R 2T解得I =5 A综上所述应选择B ［投影］［例2］ 交流发电机矩形线圈边长b =cd =04 ，bc =d =02 ，共50匝，线圈电阻r=1 Ω，线圈在B =02 T 的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO ′以π100r/转速匀速转动，外接电阻9 Ω，如图所示求：（1）电压表读数； （2）电阻R 上电功率解析：（1）线圈在磁场中产生：E =NB S ω=50×02×04×02×π100×2π V=160 VI =102160)(⨯=+r E R 2m A=82 AU =I R=722 V 1015 V（2）P =UI =722×82 W=1152 W 三、小结本节课主要习了以下几个问题：1表征交变电流的几个物理量：最大值、有效值、周期、频率 2正弦式交流电最大值与有效值的关系：I =2m I ,U =2m U3交流电的周期与频率的关系：T =f1 四、作业（略） 五、板书设计六、本节优化训练设计1把220 V 的正弦式电流接在440 Ω电阻两端，则该电阻的电流峰值 A05 AB052 A22 AD 2 A2电路如图所示，交变电流电的电压是6 V ，它跟电阻R 1、R 2及电容、电压表一起连成如图电路忽略电内阻，为保证电容器不击穿，电容器耐压值U 2和电压表示数U 1分别为A U 1=62 VB U 2=6 V U 1=6 VD U 2≥62V3两个相同电阻分别通以下图两种电流，则在一个周期内产生的热量Q A ∶Q B =_______4关于正弦式电流的有效值，下列说法中正确的是 A 有效值就是交流电在一周期内的平均值 B 交流电的有效值是根据电流的热效应定义的在交流电路中，交流电流表和交流电压表的示数表示的都是有效值 D 对于正弦式电流 ，最大值的平方等于有效值平方的2倍 参考答案：1B 2D 31∶2 4BD ●备课资料1如何计算几种典型交变电流的有效值？答：交流电的有效值是根据电流的热效应规定的让交变电流和直流电通过同样的电阻，如果它们在同一时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值解析：通常求交变电流的有效值的类型有如下几种： （1）正弦式交流电的有效值 此类交流电满足公式=E ω ,=I ω 它的电压有效值为E =2m E ，电流有效值I =2m I对于其他类型的交流电要求其有效值，应紧紧把握有效值的概念下面介绍几种典型交流电有效值的求法（2）正弦半波交流电的有效值若将右图所示的交流电加在电阻R 上，那么经一周期产生的热量应等于它为全波交流电时的1/2，即U 半2T /R=21（R T U 2全），而U 全=2m U ，因而得U 半=21U ，同理得I 半=21I （3）正弦单向脉动电流有效值因为电流热效应与电流方向无关，所以左下图所示正弦单向脉动电流与正弦交流电通入电阻时所产生的热效应完全相同，即U =2m U ，I =2m I（4）矩形脉动电流的有效值如右上图所示电流实质是一种脉冲直流电，当它通入电阻后一个周期内产生的热量相当于直流电产生热量的T t，这里是一个周期内脉动时间由I 矩2R T =（Tt ）I 2RT 或（RU 2矩）T =T t （R u 2m ）T ,得I 矩=T t I ，U 矩=T t U 当T t=1/2时，I 矩=21I ，U 矩=21U （5）非对称性交流电有效值假设让一直流电压U 和如图所示的交流电压分别加在同一电阻上，交变电流在一个周期内产生的热量为Q 1=222221TR U T R U ⋅+⋅，直流电在相等时间内产生的热量Q 2=R U 2T ，根据它们的热量相等有RU T R U 2212=⋅T 得 U =)(212221U U +，同理有I =)(212221I I + 2一电压U 0=10 V 的直流电通过电阻R 在时间内产生的热量与一交变电流通过R/2时在同一时间内产生的热量相同，则该交流电的有效值为多少？解：根据时间内直流电压U 0在电阻R 上产生的热量与同一时间内交流电压的有效值U 在电阻R /2上产生的热量相同，则V 252,)2/(022===U U t R U t R U o 所以 3在图示电路中，已知交流电电压=20010π V ，电阻R=10 Ω，则电流表和电压表读数分别为A141 A,200 V B141 A,141 V 2 A,200 VD2 A,141 V分析：在交流电路中电流表和电压表测量的是交流电的有效值，所以电压表示数为=2200 V=141 V ，电流值=R U =102200⨯ A=141 A 答案：B。
选修3-2第五章第2节描述交变电流物理量学案
选修3-2第五章第2节描述交变电流的物理量导学案课前预习学案一、预习目标1、知道描述交变电流的相关物理量2、知道物理量之间的关系二、预习内容表征交变电流的物理量1、瞬时值：正弦交流电瞬时值的表达式为：电压瞬时值：（）电流瞬时值：（）2、最大值：交流电的最大值反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面与磁力线平行时，交流电动势最大值：（E m＝NBSω），瞬时值与最大值的关系是：（－E m≤e≤E m）3、有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。
即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值，正弦交流电的有效值与最大值之间的关系是：（E=E m/ U=U m/ I=I m/）各种交流电电气设备上所标的、交流电表上所测得的以及在叙述中没有特别加以说明的交流电的最大值，都是指（）4、平均值：交流电的平均值是交流电图像中波形与横轴所围的面积跟时间的比值，用（e=nΔΦ／Δt）计算5、表征交变电流变化快慢的物理量①周期T：电流完成一次周期性变化所用的时间。
单位：s .②频率f：一秒内完成周期性变化的次数。
单位：HZ.③角频率ω：就是线圈在匀强磁场中转动的角速度。
单位：rad/s.④角速度、频率、周期的关系（ω=2πf=2π/T）课内探究学案一、学习目标l、掌握表征交变电流大小物理量．2、理解有效值的定义并会用它解决相关问题．3、掌握表征交变电流变化快慢的物理量．学习重难点：表征物理量及物理量间的关系，并能熟练解决相关问题二、学习过程1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？2、峰值、有效值和平均值有什么区别？3、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是：，是不是对一切交变电流都是如此？3、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？三、反思总结本节课学习的是描述交变电流的物理量。
如：周期和频率表示交变电流周期性变化快慢的物理量；最大值表明交变电流在变化过程中所能达到的最大数值，反映了交变电流的变化范围；而有效值反映的是交流电的热效应在时间上的平均效果。
高中物理选修3-2 第五章交流电-4.变压器(课件)(共70张PPT)
A组能力训练题1 1、一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列 的哪个物理量不一定相等：（ B ） A、交变电流的频率 B、电流的有效值 C、电功率 D、磁通量的变化率
22
A组能力训练题2 2、变压器在使用中，下列说法中正确的是（ AC ） A.原线圈中输入的电流，随着副线圈中的输出电流的 增大而增大 B.原线圈输入的电压，随着副线圈中的输出电流的增 大而增大 C.当副线圈空载（断路）时，原线圈中无电流 D.当副线圈空载时，原线圈上电压为零
解析：对于一定的变压器来说，U2由U1决定，I1由I2 决定，P1由P2决定。
27
A组能力训练题7
7. 利用如图所示的电流互感器可以测量被测电路中的电
流,若互感器原副线圈的匝数比n1:n2=1:100, 交流电流表 A的示数是50mA，则被测电路的电流为（ B ）
A. 0.5A B. 5A C. 0.5mA D. 50mA
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例1、 一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别 为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功 率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1＞n2，则 （ BC ） A．U1＞U2，P1＜P2 B．P1＝P2 ，I1＜I2， C．I1＜I2，U1＞U2 D．P1＞P2，I1＞I2
解析：本题根据理想变压器电压与匝数的关系进行求解. 因理想变压器电压与匝数的成正比关系，
U1 U2 ΔU n1 n2 Δn 现副线圈电压下降3V，故U1:n1=3:18，
解得：n1=1320匝。
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例3、 有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原副
线圈电路中，如图所示，若将该电路与交流电源接通,
解见下页 19
解析： 电键接1时，灯均正常发光，表明 I1=I2', I2=4I1，n1/n2=I2/I1=4, 变压器为降压变压器
高二物理选修3-2第五章交变电流第一节交变电流导学案
高二物理选修3-2第五章交变电流导学案第一节交变电流导学案【教学目标】1．会观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流、直流的概念。
2．分析线圈转动一周中电动势和电流方向的变化，能对交变电流的产生有比较清楚的了解，具有运用基本原理解决新情境下问题的能力。
3．知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理意义。
【教学重点】运用电磁感应的基本知识，配合相应的演示实验，分析交变电流的产生过程，认识交变电流的特点。
【教学难点】知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理意义【自主学习】知识复习1．感应电流产生的条件是：2．利用定律可判断感应电流的方向，对于闭合电路一部分导体做切割磁感线的运动情况，判断感应电流的方向，利用判断更方便3．一般情况下，利用公式E= 计算感应电动势，如果导体做切割磁感线运动，则可用E=_____来计算。
知识点一：交变电流演示实验：用电压传感器（或电流传感器）演示电压、电流的波形图1．交变电流：_________和_________都随时间做周期性变化的电流。
简称交流。
2．直流：_________不随时间变化的电流。
3．大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流。
例1：如图所示的的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是_______，属于正弦式交变电流的是______。
知识点二：交变电流的产生如图所示，交流发电机的示意图。
线圈的ab边连在一个金属滑环上，cd边连在另一个滑环上。
导体做的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。
1．假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如图从甲至丁。
考虑下面几个问题：（1）在线圈由甲转到乙的过程中，ab边中电流向哪个方向流动？（2）在线圈由丙转到丁的过程中，ab边中电流向哪个方向流动？（3）线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大?（4）大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，乙图所示电流为正，反之为负。
选修3-2第五章第2节描述交变电流的物理量教学设计
选修3-2第五章第2节《描述交变电流的物理量》教学设计一、教材分析本节教学要让学生知道，上节用图像对交变电流的描述是全面的、细致的。
由于交变电流的电压、电流等的大小和方向都随时间做周期性变化，就需要一些特殊的物理量来描述它在变化中的不同方面的特征。
这就是本节要提到的描述交变电流的物理量。
二、教学目标1．知识目标：（1）理解交变电流的周期、频率含义，掌握它们相互间关系，知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小．（2）理解交变电流的最大值和有效值的意义，知道它们之间的关系，会应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算．（3）能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值2．能力目标：（1）培养学生阅读、理解及自学能力．（2）使学生理解如何建立新的概念而培养学生处理解决新问题能力．（3）培养学生应用工具处理解决问题的能力．3．情感、态度和价值观目标：（1）由用电器铭牌，可介绍我国近几年的经济腾飞，激发学生爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神．（2）让学生体会对称美．三、教学重点难点重点：交流电的有效值、最大值、频率、周期的理解难点： 1、交变电流有效值概念既是重点又是难点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义。
2、交变电流瞬时值确定使学生感到困难，通过例题分析使学生学会借助工具处理解决问题的能力。
四、学情分析学生是教学过程中的主体，这个时候的学生已经知道了交变电流的一些特点和一些描述物理量，但是大多数学生的抽象思维和空间想象能力还比较低，对物理现象和知识的理解、判断、分析、和推理常常表现出一定的主观性、片面性、和表面性，这就要求在教学过程中合理安排、指导和引导学生突出重点、突破难点，提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。
五、教学方法1、启发式综合教学法2、学案导学：见后面的学案六、课前准备1．学生的学习准备：结合学案预习本节内容。
2．教师的教学准备：教具的准备（投影仪、交流发电机模型、演示电流表），学案的准备七、课时安排：1课时八、教学过程1、预习检查检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
【高中物理】选修3-2第五章第1节交变电流教学设计
选修3-2第五章第1节《交变电流》教学设计一、教材分析交变电流知识对生产和生活关系密切，有广泛的应用，考虑到高中阶段只对交流电的产生、描述方法、基本规律作简要的介绍，这些知识是已学过的电磁感应的引伸，所以在教学过程中对开阔学生思路、提高能力是很有好处的。
为了适应学生的接受能力，教材采取从感性到理性、从定性到定量逐渐深入的方法讲述这个问题.教材先用教具演示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电，以展示交流电是怎样产生的.并强调让学生观察教材图5．１－３所示线圈通过甲、乙、丙、丁四个特殊位置时，电流表指针变化的情况，分析电动势和电流方向的变化，这样学生就会对电动势和电流的变化情况有个大致的了解.然后让学生用右手定则独立分析线圈中电动势和电流的方向.这样能充分调动学生的积极性,培养学生的观察和分析能力.关于交变电流的变化规律,教材利用上章学过的法拉第电磁感应定律引导学生进行推导,得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式,进而根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律推出电流与电压瞬时值与最大值的表达式.二、教学目标1、知识目标（1）知道什么是交变流电。
并理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面.（2）掌握交变电流的变化规律，及表示方法.（3）理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义.（4）知道几种常见的交变电流。
如正弦式交变电流、锯齿形交变电流、矩形脉冲电流。
2、能力目标（1）掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）.（2）培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力.（3）培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力.3、情感、态度和价值观目标结合实际情况培养学生理论联系实际的思想.三、教学重点难点重点：1、交变电流产生的物理过程的分析.2、交变电流的变化规律的图象描述。
难点：１、交变电流的变化规律及应用.２、图象与实际发动机转动时的一一对应关系的理解。
四、学情分析学生已经学习了电磁感应，理解了导体切割磁场会产生电动势。
高二物理选修3-2第五章交变电流教案
第五章 交变电流一、交变电流的几个概念1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。
2、正弦式电流：随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式电流，正弦式电流的图象是正弦曲线，我国市用的交变电流都是正弦式电流 3、中性面：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零； 线圈经过中性面时，内部的电流方向要发生改变。
二、交变电流的产生和描述（考试题型多为选择题）1、 正（余）弦式交变电流的产生条件有三，缺一不可，否则就不是正（余）弦式交变电流。
1） 匀强磁场 2） 转轴垂直磁场方向 3） 线圈匀速转动正（余）弦式交变电流的变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关。
2、 两个特殊位置的特点1）线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，φ最大， tφ=0，e=0，i=0，电流方向将发生改变。
若从此时开始计时，电动势瞬时表达式e=E m sin w t2）线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ=0，tφ最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。
若从此时开始计时，电动势瞬时表达式e= E m cos w t 3、周期和频率交变电流的周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量。
1）周期T ：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
在一个周期内，交变电流的方向变化2次。
2）频率f:交变电流在1s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号为Hz ，频率越大，交变电流变化越快。
3）关系：12w f T π== 三、交变电流的“四值”物理量 物理含义重要关系 适用情况及说明 瞬时值交变电流某一时刻的值e ＝E m sin ωt i ＝I m sin ωt 计算通电导体或线圈所受的安培力时，应用瞬时值最大值 最大的瞬时值E m ＝nBSωI m ＝E mR ＋r确定用电器的耐压值，如电容器、晶体管等的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E ＝E m2 I ＝I m 21）一般交变电流表直接测量值。
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幻灯片1高中物理选修3-2第五章《交流电》教材分析与教学建议青岛十七中高二物理集备组2007.9.26幻灯片2第五章交流电交变电流2 描述交变电流的物理量电感和电容对交变电流的影响变压器电能的输送2007考试说明1 交变电流.交变电流的图像Ⅰ2 正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值Ⅰ3 理想变压器Ⅰ4 远距离输电Ⅰ幻灯片3一教学的思考●1教学的难点●2教学的重点●3考试的热点有效值的概念,远距离输电过程的有关计算.交流电的变化规律及其应用,理想变压器的应用.交流电的变化规律及其应用.幻灯片4教学的时间安排第1单元§5.1 交变电流（1学时）§5.2 描述交变电流的物理量（1学时）习题课（1 学时）第2单元§5.3 电感和电容对交变电流的影响（1学时）第3单元§5.4 变压器（2学时）§5.5 电能的输送（1学时）幻灯片5二、教学设计思路及教学建议1、交变电流2、描述交变电流的物理量3、电感和电流对交变电流的影响4、变压器5 、电能的输送幻灯片6第一节、交变电流教学目标（一）知识与技能1．使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。
2．掌握交变电流的变化规律及表示方法。
3．理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。
（二）过程与方法1．掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。
2．培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。
3．培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。
（三）情感、态度与价值观通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性重点：交变电流产生的物理过程的分析。
难点：交变电流的变化规律及应用。
幻灯片75.1 交变电流一.交变电流的产生过程1.理论探究教材并没有直接给出线圈在各个位置时电流的方向,而是以问题的方式引导学生自己分析. 幻灯片8建议:将一个周期内的四个位置和四个过程的电流大小、方向从中性面起依次以问题的形式展现,让学生对交变电流的产生过程有一个完整的认识（1）图5.1-3中，甲图所示时刻线圈中电流为多大？在线圈由甲转到乙的过程中，AB中电流向哪个方向流动？大小如何变化？到乙图所示时刻，线圈中电流大小有何特点？（2）在线圈由乙转到丙的过程中，AB中电流向哪个方向流动？大小如何变化？到丙图所示时刻，线圈中电流大小有何特点？幻灯片9（3）在线圈由丙转到丁的过程中，AB中电流向哪个方向流动？大小如何变化？到丁图所示时刻，线圈中电流大小有何特点？（4）在线圈由丁转到甲的过程中，AB中电流向哪个方向流动？大小如何变化？幻灯片102.实验验证(1)幻灯片11(2)给出交流电和直流电的概念.(强调方向的区别)在课后的问题与练习中有两道题用到Em==NBSω二.交变电流的变化规律教材中未对交变电流的瞬时值表达式作理论推导，建议在实际教学中对交变电流的瞬时值表达式进行推导。
幻灯片121.中性面(1)定义:与磁感线垂直的平面。
(2)强调:①线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但I=0。
②线圈越过中性面，线圈中感应电流方向要改变。
线圈转一周，感应电流方向改变两次。
幻灯片132．交变电流的变化规律(1)若线圈有N匝时，相当于N个完全相同的电源串联，e=NBL1L2ωsinωt，令Em=NBL1L2ω=NBSω=NΦmω，叫做感应电动势的峰值，e叫做感应电动势的瞬时值。
(2)根据闭合电路欧姆定律，电流的最Im=Em/(r+R) ，电压的瞬时值i=Imsinωt(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=Umsinωt。
幻灯片143.交流电的图像电动势、电流与电压的瞬时值与时间关系图像此处可与Φ－t图相比较．幻灯片15三．几种常见的交变电波形幻灯片16第二节. 描述交变电流的物理量（一）知识与技能1．理解什么是交变电流的峰值和有效值，知道它们之间的关系。
2．理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。
知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。
（二）过程与方法能应用数学工具描述和分析处理物理问题。
（三）情感、态度与价值观让学生了解多种电器铭牌，介绍现代科技的突飞猛进，激发学生的学习热情重点：交变电流有效值概念。
难点：交变电流有效值概念及计算。
幻灯片17fT 1=fTππω22==一．周期和频率：注意对转速与频率的理解二．交变电流的峰值（Em ，Im ，Um ）交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来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能够加在它两端的最大电压，若电源电压的最大值超过耐压值，电容器可能被击穿。
但是交变电流的最大值不适于表示交变电流产生的效果，在实际中通常用有效值表示交变电流的大小。
幻灯片18问题情景幻灯片19三.有效值（E 、I 、U ）１、定义：让交变电流和直流电通过同样的电阻，如果它们在相同时间内产生热量相等，把直流电的值叫做交变电流的有效值。
通常用大写字母U 、I 、E 表示有效值。
2．正弦交流电有效值和最大值的关系2m I I =2mU U =2mE E =［强调］（１）上面三式仅适用于正弦（或余弦）交流电．（２）各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值。
（３）交变电流表（电压表或电流表）所测值为有效值。
（４）计算交变电流的功、功率、热量等用有效值。
（５）仅在热效应上等效，并非在所有方面都等效． 幻灯片20注意区分交流电的“四值” １、最大值 ２、有效值 ３、平均值 ４、瞬时值幻灯片21第三节. 电感和电容对交变电流的影响（一）知识与技能1．理解为什么电感对交变电流有阻碍作用。
2．知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关。
3．知道交变电流能通过电容器.知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用。
4．知道用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小.知道容抗与哪些因素有关。
（二）过程与方法1．培养学生独立思考的思维习惯。
2．培养学生用学过的知识去理解、分析新问题的习惯。
（三）情感、态度与价值观培养学生有志于把所学的物理知识应用到实际中去的学习习惯。
重点1．电感、电容对交变电流的阻碍作用。
2．感抗、容抗的物理意义。
难点1．感抗的概念及影响感抗大小的因素。
2．容抗概念及影响容抗大小的因素。
幻灯片22一．电感对交变电流的阻碍作用［演示］电阻、电感对交、直流的影响。
实验电路如下图甲、乙所示：说明：由于电感线圈中通过交变电流时产生自感电动势，阻碍电流变化，对交变电流有阻碍作用.电感对交变电流阻碍作用大小用感抗来表示.线圈自感系数越大，交变电流的频率越高，感抗越大.幻灯片23１、感抗：电感对交流电的阻碍作用的大小２、影响感抗的因素：自感系数，交流电频率。
线圈自感系数越大，交变电流的频率越高，感抗越大。
３、线圈的作用：线圈有“通直流、阻交流”或“通低频，阻高频”特征４、感抗的利用（1）低频扼流圈自感系数很大。
对低频交变电流有很大的阻碍作用。
即“通直流、阻交流”。
（2）高频扼流圈自感系数小。
对低频交变电流阻碍小，对高频交变电流阻碍大。
即“通低频、阻高频幻灯片24二、．交变电流能够通过电容器［演示］电容对交、直流的影响。
实验电路如图所示：电容器交替进行充电和放电，电路中就有了流，表现为交流通过了电容器。
幻灯片25三.电容器对交变电流的阻碍作用１、容抗：电容对交流电的阻碍作用的大小电容越大,在同样电压下电容器容纳电荷越多，因此充放电的电流越大，容抗就越小；交变电流的频率越高，充放电进行得越快，充放电电流越大，容抗越小.２、影响容抗的因素：电容，交流电频率。
电容器的电容越大，交变电流频率越高，容抗越小３、电容器的作用：电容器具有“通交流、隔直流”“通高频、阻低频”的特点本节内容不用做太多的应用训练．幻灯片26四.变压器（一）知识与技能1．知道变压器的构造，了解变压器的工作原理。
2．理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系和电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。
（二）过程与方法在探究变压比、电流比和匝数比的关系中培养学生运用物理理想化模型分析问题、解决问题的能力。
（三）情感、态度与价值观1．使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的。
2．培养学生实事求是的科学态度。
重点：探究变压比和匝数比的关系。
难点：探究变压比和匝数比的关系。
幻灯片27一.变压器的原理用可拆变压器向学生展示变压器的构造．１、构造：变压器就是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成的。
一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈），另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）。
两个线圈都是绝缘导线绕制成的。
铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
２、画出变压器的结构示意图和符号，如下图示：幻灯片28３、变压器的原理：互感现象时变压器工作的基础。
通过互感现象，电源的能量可以从一个线圈传输给另一个线圈。
幻灯片29二、电压与匝数的关系１、利用可拆变压器，学生电源，多用电表，导线若干，探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系．注意事项：（1）连接好电路后，同组同学分别独立检查，然后由老师确认，电路连接无误才能接通电源。
（2）注意人身安全。
只能用低压交流电源，可使用电源电压为６V（3）使用多用电表交流电压档测电压时，先用最大量程测试，然后再用适当的挡位进行测量。
幻灯片30取U1＝6V实验次数 1 2 3 4 5 6原线圈匝n1 n1 n1 n2 n2 n2 数n1副线圈匝数n2n1 n1 2 n1 n2 n2 2 n2副线圈输出电压U2结论21212121n n U U =2121n n U U =2．电压与匝数的关系 幻灯片31３、理想变压器：没有能量损失的变压器叫做理想变压器。
只适用于理想变压器。
实际上变压器的工作效率都很高，可近似当成理想变压器处理。
让学生实验分析数据，归纳结论．2121n n U U =三、理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率相等：P 出=P 入 四、电流与匝数的关系理想变压器只有一个副线圈，则原副线圈中的电流I1与I2 ，据P 出=U2I2，P 入=U1I1及P 出=P 入 得：121221n n U U I I ==幻灯片32 五．应用思考一：升压变压器，n2＞n1，降压变压器，n2＜n1。
升压变压器，I2<I1，降压变压器，I2>I1。
思考二：在绕制升压变压器原副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好，还是细一些好？降压变压器呢？因为升压变压器，I2<I1，所以副线圈导线可以比原线圈导线细一些。
降压变压器，I2>I1，所以副线圈导线要比原线圈导线粗一些。
自学了解：电压互感器和电流互感器的作用和原理幻灯片33第五节.电能的输送（一）知识与技能学生在教师的引导下进行理论探究．1．知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。