高中物理選修3-2講義全

..勵志長廊：真正的發(fā)現(xiàn)之旅不只是為了尋找全新的景色,也為了擁有全新的眼光。第四章電磁感應4.1劃時代的發(fā)現(xiàn)教學目標〔一知識與技能1．知道與電流磁效應和電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)相關的物理學史。2．知道電磁感應、感應電流的定義?！捕^程與方法領悟科學探究中提出問題、觀察實驗、分析論證、歸納總結等要素在研究物理問題時的重要性?！踩楦?、態(tài)度與價值觀1．領會科學家對自然現(xiàn)象、自然規(guī)律的某些猜想在科學發(fā)現(xiàn)中的重要性。2．以科學家不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志激勵自己。教學重點、難點教學重點知道與電流磁效應和電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)相關的物理學史。領悟科學探究的方法和艱難歷程。培養(yǎng)不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志。教學難點領悟科學探究的方法和艱難歷程。培養(yǎng)不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志。教學方法教師啟發(fā)、引導,學生自主閱讀、思考,討論、交流學習成果。教學手段計算機、投影儀、錄像片教學過程一、奧斯特夢圓"電生磁"------電流的磁效應引導學生閱讀教材有關奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的內容。提出以下問題,引導學生思考并回答：〔1是什么信念激勵奧斯特尋找電與磁的聯(lián)系的？在這之前,科學研究領域存在怎樣的歷史背景？〔2奧斯特的研究是一帆風順的嗎？奧斯特面對失敗是怎樣做的？〔3奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的過程是怎樣的？用學過的知識如何解釋？〔4電流磁效應的發(fā)現(xiàn)有何意義？談談自己的感受。學生活動：結合思考題,認真閱讀教材,分成小組討論,發(fā)表自己的見解。二、法拉第心系"磁生電"------電磁感應現(xiàn)象教師活動：引導學生閱讀教材有關法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應的內容。提出以下問題,引導學生思考并回答：〔1奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應引發(fā)了怎樣的哲學思考？法拉第持怎樣的觀點？〔2法拉第的研究是一帆風順的嗎？法拉第面對失敗是怎樣做的？〔3法拉第做了大量實驗都是以失敗告終,失敗的原因是什么？〔4法拉第經(jīng)歷了多次失敗后,終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象,他發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的具體的過程是怎樣的？之后他又做了大量的實驗都取得了成功,他認為成功的"秘訣"是什么？〔5從法拉第探索電磁感應現(xiàn)象的歷程中,你學到了什么？談談自己的體會。學生活動：結合思考題,認真閱讀教材,分成小組討論,發(fā)表自己的見解。三、科學的足跡1、科學家的啟迪教材P42、偉大的科學家法拉第教材四、實例探究[例1]發(fā)電的基本原理是電磁感應。發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的科學家是〔CA．安培B．赫茲C．法拉第D．麥克斯韋[例2]發(fā)現(xiàn)電流磁效應現(xiàn)象的科學家是__奧斯特__,發(fā)現(xiàn)通電導線在磁場中受力規(guī)律的科學家是_安培_,發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的科學家是_法拉第_,發(fā)現(xiàn)電荷間相互作用力規(guī)律的的科學家是_庫侖_。[例3]下列現(xiàn)象中屬于電磁感應現(xiàn)象的是〔BA．磁場對電流產(chǎn)生力的作用B．變化的磁場使閉合電路中產(chǎn)生電流C．插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化D．電流周圍產(chǎn)生磁場五、學生的思考：1、我們可以通過哪些實驗與現(xiàn)象來說明〔證實磁現(xiàn)象與電現(xiàn)象有聯(lián)系2、如何讓磁生成電？4.2、探究電磁感應的產(chǎn)生條件教學目標〔一知識與技能1．知道產(chǎn)生感應電流的條件。2．會使用線圈以及常見磁鐵完成簡單的實驗?！捕^程與方法學會通過實驗觀察、記錄結果、分析論證得出結論的科學探究方法〔三情感、態(tài)度與價值觀滲透物理學方法的教育,通過實驗觀察和實驗探究,理解感應電流的產(chǎn)生條件。舉例說明電磁感應在生活和生產(chǎn)中的應用。教學重點、難點教學重點：通過實驗觀察和實驗探究,理解感應電流的產(chǎn)生條件。教學難點：感應電流的產(chǎn)生條件。教學方法實驗觀察法、分析法、實驗歸納法、講授法教學手段條形磁鐵〔兩個,導體棒,示教電流表,線圈〔粗、細各一個,學生電源,開關,滑動變阻器,導線若干,教學過程一、基本知識〔一知識準備①磁通量定義：公式：=BS單位：符號：推導：B=/S,磁感應強度又叫磁通密度,用Wb/m2表示B的單位；計算：當B與S垂直時,或當B與S不垂直時,的計算②初中知識回顧：當閉合電路的一部分做切割磁感線運動時,電路中會產(chǎn)生感應電流。電磁感應現(xiàn)象：由磁產(chǎn)生電的現(xiàn)象〔二新課講解1、實驗一：閉合電路的部分導線在勻強磁場中切割磁感線,教材P6圖4.2-1探究導線運動快慢與電流表示數(shù)大小的關系.實驗二：向線圈中插入磁鐵,或把磁鐵從線圈中抽出,教材P6圖4.2-2探究磁鐵插入或抽出快慢與電流表示數(shù)大小的關系2、模仿法拉第的實驗：通電線圈放入大線圈或從大線圈中拔出,或改變線圈中電流的大小〔改變滑線變阻器的滑片位置,教材P7圖4.2-3探究將小線圈從大線圈中抽出或放入快慢與電流表示數(shù)的關系3、分析論證：實驗一：磁場強度不發(fā)生變化,但閉合線圈的面積發(fā)生變化；實驗二：①磁鐵插入線圈時,線圈的面積不變,但磁場由弱變強；②磁鐵從線圈中抽出時,線圈的面積也不改變,磁場由強變弱；實驗三：①通電線圈插入大線圈時,大線圈的面積不變,但磁場由弱變強；②通電線圈從大線圈中抽出時,大線圈的面積也不改變,但磁場由強變弱；③當迅速移動滑線變阻器的滑片,小線圈中的電流迅速變化,電流產(chǎn)生的磁場也隨之而變化,而大線圈的面積不發(fā)生變化,但穿過線圈的磁場強度發(fā)生了變化。4、歸納總結：在幾種實驗中,有的磁感應強度沒有發(fā)生變化,面積發(fā)生了變化；而又有的線圈的面積沒有變化,但穿過線圈的磁感應強度發(fā)生了變化。其共同點是穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化。磁通量變化的快慢與閉合回路中感應電流的大小有關。結論：只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有感應電流產(chǎn)生。5、課堂總結：1、產(chǎn)生感應電流的條件：①電路閉合；②穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變2、電磁感應現(xiàn)象：利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象3、感應電流：由磁場產(chǎn)生的電流叫感應電流6、例題分析例1、右圖哪些回路中比會產(chǎn)生感應電流例2、如圖,要使電流計G發(fā)生偏轉可采用的方法是A、K閉合或斷開的瞬間B、K閉合,P上下滑動C、在A中插入鐵芯D、在B中插入鐵芯7、練習與作業(yè)1、關于電磁感應,下列說法中正確的是A導體相對磁場運動,導體內一定會產(chǎn)生感應電流B導體做切割磁感線的運動,導體內一定會產(chǎn)生感應電流C閉合電路在磁場中做切割磁感線的運動,電路中一定會產(chǎn)生感應電流D穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,電路中一定會產(chǎn)生感應電流2、恒定的勻強磁場中有一圓形閉合圓形線圈,線圈平面垂直于磁場方向,當線圈在此磁場中做下列哪種運動時,線圈中能產(chǎn)生感應電流A線圈沿自身所在的平面做勻速運動B線圈沿自身所在的平面做加速直線運動C線圈繞任意一條直徑做勻速轉動D線圈繞任意一條直徑做變速轉動3、如圖,開始時距形線圈平面與磁場垂直,且一半在勻強磁場外,另一半在勻強磁場內,若要使線圈中產(chǎn)生感應電流,下列方法中可行的是A以ab為軸轉動B以oo/為軸轉動C以ad為軸轉動〔轉過的角度小于600D以bc為軸轉動〔轉過的角度小于6004、如圖,距形線圈abcd繞oo/軸在勻強磁場中勻速轉動,下列說法中正確的是A線圈從圖示位置轉過90的過程中,穿過線圈的磁通量不斷減小B線圈從圖示位置轉過90的過程中,穿過線圈的磁通量不斷增大C線圈從圖示位置轉過180的過程中,穿過線圈的磁通量沒有發(fā)生變化D線圈從圖示位置轉過360的過程中,穿過線圈的磁通量沒有發(fā)生變化6、在無限長直線電流的磁場中,有一閉合的金屬線框abcd,線框平面與直導線ef在同一平面內〔如圖,當線框做下列哪種運動時,線框中能產(chǎn)生感應電流A、水平向左運動B、豎直向下平動C、垂直紙面向外平動D、繞bc邊轉動4.3法拉第電磁感應定律教學目標〔一知識與技能1．知道什么叫感應電動勢。2．知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量,并能區(qū)別Φ、ΔΦ、E=△Φ/△t。3．理解法拉第電磁感應定律內容、數(shù)學表達式。4．知道E=BLvsinθ如何推得。5．會用E=n△Φ/△t和E=BLvsinθ解決問題?！捕^程與方法通過推導到線切割磁感線時的感應電動勢公式E=BLv,掌握運用理論知識探究問題的方法?！踩楦?、態(tài)度與價值觀1．從不同物理現(xiàn)象中抽象出個性與共性問題,培養(yǎng)學生對不同事物進行分析,找出共性與個性的辯證唯物主義思想。2．了解法拉第探索科學的方法,學習他的執(zhí)著的科學探究精神。教學重點、難點教學重點：法拉第電磁感應定律。教學難點：平均電動勢與瞬時電動勢區(qū)別。教學方法演示法、歸納法、類比法教學手段多媒體電腦、投影儀、投影片。教學過程一、基本知識1、感應電動勢電磁感應現(xiàn)象：利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生感應電流的條件：線路閉合,閉合回路中磁通量發(fā)生變化。感應電動勢：在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應電動勢產(chǎn)生條件：回路中的磁通量發(fā)生變化但回路不一定閉合與什么因素有關：穿過線圈的磁通量的變化快慢〔/t有關〔由前提節(jié)的實驗分析可得注意：磁通量的大小;磁通量的變化;磁通量的變化快慢〔/t的區(qū)分2、法拉第電磁感應定律內容：電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一回路的磁通量的變化率成正比。公式：單匝線圈：E=/t多匝線圈：E=n/t適用范圍：普遍適用3、導線切割磁感線時產(chǎn)生的感應電動勢計算公式：E=BLvsin?！獙Ь€的運動方向與磁感線的夾角。推導方法：條件：導線的運動方向與導線本身垂直適用范圍：勻強磁場,導線切割磁感線單位：1V=1T1m1m/s=1Wb/s4、反電動勢電動機轉動時,線圈中也會產(chǎn)生感應電動勢,感應電動勢總要削弱電源電動勢的作用,我們就把感應電動勢稱為反電動勢；其作用是阻礙線圈的轉動。教材P12。電動機在使用時的注意點：二、例題分析例1、如圖,導體平行磁感線運動,試求產(chǎn)生的感應電動勢的大小〔速度與磁場的夾角,導線長度為L例2、如右圖,電容器的電容為C,兩板的間距為d,兩板間靜止一個質量為m,電量為+q的微粒,電容器C與一個半徑為R的圓形金屬環(huán)相連,金屬環(huán)內部充滿垂直紙面向里的勻強磁場.試求:B/t等于多少?例3、如右圖,無限長金屬三角形導軌COD上放一根無限長金屬導體棒MN,拉動MN使它以速度v向右勻速運動,如果導軌和金屬棒都是粗細相同的均勻導體,電阻率都相同,那么MN運動過程中,閉合回路的A感應電動勢保持不變B感應電動流保持不變C感應電動勢逐漸增大D感應電動流逐漸增大三、練習與作業(yè)1、如右圖,平行放置的金屬導軌M、N之間的距離為L；一金屬桿長為2L,一端以轉軸o/固定在導軌N上,并與M無摩擦接觸,桿從垂直于導軌的位置,在導軌平面內以角速度順時針勻速轉動至另一端o/脫離導軌M。若兩導揮間是一磁感應強度為B,方向垂直于紙面向里的勻強磁場,不計一切電阻,則在上述整個轉動過程中A、金屬桿兩端的電壓不斷增大B、o/端的電勢總是高于o端的電勢C、兩導軌間的最大電壓是2BL2D、兩導軌間的平均電壓是271/2BL2/22、如右圖,在磁感應強度為B的勻強磁場中,一直角邊長度為a,電阻為R的等腰直角三角形導線框以速度v垂直于斜邊方向在紙面內運動,磁場與紙面垂直,則導線框的斜邊產(chǎn)生的感應電動勢為,導線框中的感應電流強度為。3、如左圖,一邊長為a,電阻為R的正方形導線框,以恒定的速度v向右進入以MN為邊界的勻強磁場,磁場方向垂直于線框平面,磁感應強度為B,MN與線框的邊成45角,則在線框進入磁場過程中產(chǎn)生的感應電流的最大值等于4、如圖,長為L的金屬桿在垂直紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場中,沿逆時針方向繞o點在紙面內勻速轉動,若角速度為,則桿兩端a、b和o間的電勢差Uao=以及Ubo=5、半徑為10cm、電阻為0.2的閉合金屬圓環(huán)放在勻強磁場中,磁場方向垂直于圓環(huán)所在平面,當磁感應強度為B從零開始隨時間t成正比增加時,環(huán)中感應電流為0.1A。試寫出B與t的關系式〔B、t的單位分別取T、s6、如圖,導線全部為裸導線,半徑為r的圓內有垂直于圓平面的勻強磁場,感應強度為B。一根長度大于2r的導線MN以速度v在圓環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑動到右端,電路的固定電阻為R,其余電阻不計,試求MN從圓環(huán)的左端滑到右端的過程中電阻R上的電流強度的平均值及通過的電量。4.4楞次定律教學目標〔一知識與技能1．掌握楞次定律的內容,能運用楞次定律判斷感應電流方向。2．培養(yǎng)觀察實驗的能力以及對實驗現(xiàn)象分析、歸納、總結的能力。3．能夠熟練應用楞次定律判斷感應電流的方向4．掌握右手定則,并理解右手定則實際上為楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式?！捕^程與方法1．通過實踐活動,觀察得到的實驗現(xiàn)象,再通過分析論證,歸納總結得出結論。2．通過應用楞次定律判斷感應電流的方向,培養(yǎng)學生應用物理規(guī)律解決實際問題的能力?！踩楦?、態(tài)度與價值觀在本節(jié)課的學習中,同學們直接參與物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程,體驗了一次自然規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程中的樂趣和美的享受,并在頭腦中進一步強化"實踐是檢驗真理的唯一標準"這一辯證唯物主義觀點。教學重點、難點教學重點：1．楞次定律的獲得及理解。2．應用楞次定律判斷感應電流的方向。3．利用右手定則判斷導體切割磁感線時感應電流的方向。教學難點：楞次定律的理解及實際應用。教學方法發(fā)現(xiàn)法,講練結合法教學手段干電池、靈敏電流表、外標有明確繞向的大線圈、條形磁鐵、導線。教學過程一、基本知識1．實驗．<1>選舊干電池用試觸的方法查明電流方向與電流表指針偏轉方向的關系．明確：對電流表而言,電流從哪個接線柱流入,指針向哪邊偏轉．<2>閉合電路的一部分導體做切割磁感線的情況．a(chǎn)．磁場方向不變,兩次改變導體運動方向,如導體向右和向左運動．b．導體切割磁感線的運動方向不變,改變磁場方向．根據(jù)電流表指針偏轉情況,分別確定出閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時,產(chǎn)生的感應電流方向．感應電流的方向跟導體運動方向和磁場方向都有關系．感應電流的方向可以用右手定則加以判定．右手定則：伸開右手,讓拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一個平面內,讓磁感線垂直從手心進入,拇指指向導體運動方向,其余四指指的就是感應電流的方向．<3>閉合電路的磁通量發(fā)生變化的情況：實線箭頭表示原磁場方向,虛線箭頭表示感應電流磁場方向．分析：<甲>圖：當把條形磁鐵N極插入線圈中時,穿過線圈的磁通量增加,由實驗可知,這時感應電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相反．<乙>圖：當把條形磁鐵N極拔出線圈中時,穿過線圈的磁通量減少,由實驗可知,這時感應電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相同．<丙>圖：當把條形磁鐵S極插入線圈中時,穿過線圈的磁通量增加,由實驗可知,這時感應電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相反．<丁>圖：當條形磁鐵S極拔出線圈中時,穿過線圈的磁通量減少,由實驗可知,這時感應電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相同．通過上述實驗,引導學生認識到：凡是由磁通量的增加引起的感應電流,它所激發(fā)的磁場一定阻礙原來磁通量的增加；凡是由磁通量的減少引起的感應電流,它所激發(fā)的磁場一定阻礙原來磁通量的減少．在兩種情況中,感應電流的磁場都阻礙了原磁通量的變化．2、實驗結論：楞次定律--感應電流具有這樣的方向,就是感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化．說明：對"阻礙"二字應正確理解．"阻礙"不是"阻止",而只是延緩了原磁通的變化,電路中的磁通量還是在變化的．例如：當原磁通量增加時,雖有感應電流的磁場的阻礙,磁通量還是在增加,只是增加的慢一點而已．實質上,楞次定律中的"阻礙"二字,指的是"反抗著產(chǎn)生感應電流的那個原因．"3、應用楞次定律判定感應電流的步驟<四步走>．<1>明確原磁場的方向；<2>明確穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少；<3>根據(jù)楞次定律,判定感應電流的磁場方向；<4>利用安培定則判定感應電流的方向．4、推論：當導線切割磁感線時可用右手定則來判定,即大拇指與四指垂直,讓磁感線垂直穿過手心,大拇指指向導線的運動方向,則四指的指向為感應電流的方向二、例題分析例1、在勻強磁場中放一電阻不計的平行金屬導軌,導軌跟大線圈M相接,如圖,導軌上放一根導線ab,磁感線垂直于導軌所在平面。欲使M所包圍的小閉合線圈N產(chǎn)生順時針方向的感應電流,則導線的運動情況可能是A、勻速向右運動B、加速向右運動C、減速向右運動D、加速向左運動例2、如圖,水平地面上方有正交的勻強磁場和勻強電場,電場豎直向下,磁場垂直紙面向里,半圓形鋁框從直徑出于水平位置時開始下落,不計阻力,a、b兩端落到地面的次序是A、a先于bB、b先于aC、a、b同時落地D、無法判定例3、如圖,電容器PQ的電容為10F,垂直于回路的磁場的磁感應強度以510-3T/s的變化率均勻增加,回路面積為10-2三、練習與作業(yè)1、一根沿東西方向的水平導線,在赤道上空自由落下的過程中,導線上各點的電勢A、東端最高B、西端最高C、中點最高D、各點一樣高2、如右圖,勻強磁場垂直于圓形線圈指向紙里,a、b、c、d為圓形線圈上等距離的四點,現(xiàn)用外力作用在上述四點,將線圈拉成正方形,設線圈導線不可伸長,且線圈仍處于原先所在的平面內,則在線圈發(fā)生形變的過程中A、線圈中將產(chǎn)生abcd方向的感應電流B、線圈中將產(chǎn)生adcb方向的感應電流C、線圈中將產(chǎn)生感應電流的方向先是abcd,后是adcbD、線圈中無感應電流3、如右圖,一均勻的扁平條形磁鐵的軸線與一圓形線圈在同一平面內,磁鐵中心與圓心重合。為了在磁鐵開始運動時在線圈中得到逆時針方向的感應電流,磁鐵的運動方式應是N極向紙內,S極向紙外,使磁鐵繞O點轉動B、S極向紙內,N極向紙外,使磁鐵繞O點轉動C、使磁鐵在線圈平面內繞O點順時針轉動D、使磁鐵在線圈平面內繞O逆時針轉動4、如右圖,ab是一個可繞垂直于紙面的軸O轉動的閉合距形導線框,E是電源,當滑線變阻器R的滑片P自左向右滑行時,線框ab將A、保持靜止不動B、沿逆時針方向轉動C、沿順時針方向轉動D、發(fā)生轉動,但電源極性不明,無法確定轉動方向。4.5感生電動勢和動生電動勢教學目標〔一知識與技能1．知道感生電場。2．知道感生電動勢和動生電動勢及其區(qū)別與聯(lián)系。〔二過程與方法通過同學們之間的討論、研究增強對兩種電動勢的認知深度,同時提高學習物理的興趣?！踩楦小B(tài)度與價值觀通過對相應物理學史的了解,培養(yǎng)熱愛科學、尊重知識的良好品德。教學重點、難點教學重點：感生電動勢與動生電動勢的概念。教學難點：對感生電動勢與動生電動勢實質的理解。教學方法討論法,講練結合法教學手段多媒體課件教學活動〔一引入新課什么是電源？什么是電動勢？電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉化為電能的裝置。如果電源移送電荷q時非靜電力所做的功為W,那么W與q的比值W/q,叫做電源的電動勢。用E表示電動勢,則：E=w/q在電磁感應現(xiàn)象中,要產(chǎn)生電流,必須有感應電動勢。這種情況下,哪一種作用扮演了非靜電力的角色呢？下面我們就來學習相關的知識。〔二進行新課1、感應電場與感生電動勢投影教材圖4.5-1,穿過閉會回路的磁場增強,在回路中產(chǎn)生感應電流。是什么力充當非靜電力使得自由電荷發(fā)生定向運動呢？英國物理學家麥克斯韋認為,磁場變化時在空間激發(fā)出一種電場,這種電場對自由電荷產(chǎn)生了力的作用,使自由電荷運動起來,形成了電流,或者說產(chǎn)生了電動勢。這種由于磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用力充當了非靜電力。由感生電場產(chǎn)生的感應電動勢,叫做感生電動勢。例題：教材P22,例題分析2、洛倫茲力與動生電動勢〔投影教材P23的〈思考與討論〉1．導體中自由電荷〔正電荷具有水平方向的速度,由左手定則可判斷受到沿棒向上的洛倫茲力作用,其合運動是斜向上的。2．自由電荷不會一直運動下去。因為C、D兩端聚集電荷越來越多,在CD棒間產(chǎn)生的電場越來越強,當電場力等于洛倫茲力時,自由電荷不再定向運動。3．C端電勢高。4．導體棒中電流是由D指向C的。一段導體切割磁感線運動時相當于一個電源,這時非靜電力與洛倫茲力有關。由于導體運動而產(chǎn)生的電動勢叫動生電動勢。如圖所示,導體棒運動過程中產(chǎn)生感應電流,試分析電路中的能量轉化情況。導體棒中的電流受到安培力作用,安培力的方向與運動方向相反,阻礙導體棒的運動,導體棒要克服安培力做功,將機械能轉化為電能。磁場變強〔四實例探究磁場變強[例1]如圖所示,一個閉合電路靜止于磁場中,由于磁場強弱的變化,而使電路中產(chǎn)生了感應電動勢,下列說法中正確的是〔ACA．磁場變化時,會在在空間中激發(fā)一種電場B．使電荷定向移動形成電流的力是磁場力C．使電荷定向移動形成電流的力是電場力D．以上說法都不對[例2]如圖所示,導體AB在做切割磁感線運動時,將產(chǎn)生一個電動勢,因而在電路中有電流通過,下列說法中正確的是〔ABA．因導體運動而產(chǎn)生的感應電動勢稱為動生電動勢B．動生電動勢的產(chǎn)生與洛侖茲力有關C．動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關D．動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的[例3]如圖所示,兩根相距為L的豎直平行金屬導軌位于磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中,導軌電阻不計,另外兩根與上述光滑導軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質量均為m,電阻均為R,若要使cd靜止不動,則ab桿應向上運動,速度大小為_2mgR/B2L2_,作用于ab桿上的外力大小為_2mg_鞏固練習1．如圖所示,一個帶正電的粒子在垂直于勻強磁場的平面內做圓周運動,當磁感應強度均勻增大時,此粒子的動能將〔BA．不變B．增加C．減少D．以上情況都可能2．穿過一個電阻為lΩ的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒鐘均勻地減少2Wb,則〔BDA．線圈中的感應電動勢一定是每秒減少2VB．線圈中的感應電動勢一定是2VC．線圈中的感應電流一定是每秒減少2AD．線圈中的感應電流一定是2A3．在勻強磁場中,ab、cd兩根導體棒沿兩根導軌分別以速度v1、v2滑動,如圖所示,下列情況中,能使電容器獲得最多電荷量且左邊極板帶正電的是〔CA．v1＝v2,方向都向右B．v1＝v2,方向都向左C．v1>v2,v1向右,v2向左D．v1>v2,v1向左,v2向右4．如圖所示,面積為0.2m2的100匝線圈處在勻強磁場中,磁場方問垂直于線圈平面,已知磁感應強度隨時間變化的規(guī)律為B=〔2+0.2tT,定值電阻R1=6Ω,線圈電阻R2=4Ω,求：〔1磁通量變化率,回路的感應電動勢；〔4V〔2a、b兩點間電壓Uab〔2.4A5．如圖所示,在物理實驗中,常用"沖擊式電流計"來測定通過某閉合電路的電荷量．探測器線圈和沖擊電流計串聯(lián)后,又能測定磁場的磁感應強度．已知線圈匝數(shù)為n,面積為S,線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R,把線圈放在被測勻強磁場中,開始時線圈與磁場方向垂直,現(xiàn)將線圈翻轉180°,沖擊式電流計測出通過線圈的電荷量為q,由此可知,被測磁場的磁磁感應強度B=__qR/2nS__6．如圖所示,A、B為大小、形狀均相同且內壁光滑,但用不同材料制成的圓管,豎直固定在相同高度．兩個相同的磁性小球,同時從A、B管上端的管口無初速釋放,穿過A管的小球比穿過B管的小球先落到地面．下面對于兩管的描述中可能正確的是〔ADA．A管是用塑料制成的,B管是用銅制成的B．A管是用鋁制成的,B管是用膠木制成的C．A管是用膠木制成的,B管是用塑料制成的D．A管是用膠木制成的,B管是用鋁制成的4.6互感和自感一、教學目標：〔一知識與技能①了解互感和自感現(xiàn)象②了解自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因③知道自感現(xiàn)象中的一個重要概念——自感系數(shù),了解它的單位及影響其大小的因素〔二過程與方法：引導學生從事物的共性中發(fā)掘新的個性,從發(fā)生電磁感應現(xiàn)象的條件和有關電磁感應得規(guī)律,提出自感現(xiàn)象,并推出關于自感的規(guī)律。會用自感知識分析,解決一些簡單的問題,并了解自感現(xiàn)象的利弊以及對它們的防止和利用〔三情感、態(tài)度、價值觀培養(yǎng)學生的自主學習的能力,通過對已學知識的理解實現(xiàn)知識的自我更新,以適應社會對人才的要求二、重點、難點及解決辦法1．重點：自感現(xiàn)象及自感系數(shù)2．難點：①自感現(xiàn)象的產(chǎn)生原因分析②通、斷電自感的演示實驗中現(xiàn)象解釋3．解決辦法：通過分析實驗電路和直觀的演示實驗,引導學生運用已學的電磁感應知識進行分析、歸納,再利用電路中的并聯(lián)規(guī)律,從而幫助學生突破本節(jié)重點、排除難點。三．學生活動設計：啟發(fā)引導學生利用前面學過的電路知識及電磁感應知識,分析通電自感和斷電自感的電路圖,預測將會產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象,然后再通過觀察實驗現(xiàn)象驗證自身的思維,并歸納總結自感現(xiàn)象這一規(guī)律產(chǎn)生的原因。四．教具準備通、斷電自感演示裝置,電池四節(jié)〔帶電池盒導線若干五．重點、難點的學習與目標完成過程引入新課問題情景：①發(fā)生電磁感應的條件是什么？②怎樣得到這種條件,也就是讓閉合回路中磁通量發(fā)生變化？③下面這兩種電路中當電鍵斷開和閉合瞬間會發(fā)生電磁感應現(xiàn)象嗎？如果會發(fā)生,它們有什么不同呢？〔一互感現(xiàn)象1、基本概念：①互感：②互感現(xiàn)象：③互感電動勢：2、互感的理解：〔1、如右圖斷開、閉合開關瞬間會發(fā)生電磁感應嗎？〔2這是互感嗎？小結：互感現(xiàn)象不僅發(fā)生與繞在同一鐵芯上的兩個何相互靠近的電路之間。線圈之間,而且可以發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間。問題情景：〔互感中的能量另一電路中能量從哪兒來的？小結：互感現(xiàn)象可以把能量從一個電路傳到另一個電路。3、互感的應用和防止：〔二自感現(xiàn)象1、問題情景：由電流的磁效應可知,線圈通電后周圍就有磁場產(chǎn)生,電流變化,則磁場也變化,那么對于這個線圈自身來說穿過它的磁通量在此過程中也發(fā)生了變化。是否此時也發(fā)生了電磁感應現(xiàn)象呢？我們通過實驗來解決這個問題。2、演示實驗：實驗1〔演示P25實驗出示自感演示器,通電自感。提出問題：閉合S瞬間,會有什么現(xiàn)象呢？引導學生做預測,然后進行實驗?！矊嶒炃笆孪乳]合開關S,調節(jié)變阻器R和R1使兩燈正常發(fā)光,然后斷開開關,準備好實驗。開始做實驗,閉合開關S,提示學生注意觀察現(xiàn)象觀察到的現(xiàn)象：在閉合開關S瞬間,燈A2立刻正常發(fā)光,A1比A2遲一段時間才正常發(fā)光。學思考現(xiàn)象原因。請學生分析現(xiàn)象原因?？偨Y：由于線圈L自身的磁通量增加,而產(chǎn)生了感應電動勢,這個感應電動勢總是阻礙磁通量的變化,既阻礙線圈中電流的變化,故通過A1的電流不能立即增大,燈A1的亮度只能慢慢增加,最終與A2相同。實驗2〔演示課本P26實驗斷電自感先給學生幾分鐘時間看課本實驗,預測實驗現(xiàn)象,是回答課本思考與討論問題。3．結論：小結：線圈中電流發(fā)生變化時,自身產(chǎn)生感應電動勢,這個感應電動勢阻礙原電流的變化。自感現(xiàn)象：由于導體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。自感電動勢：自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應電動勢叫自感電動勢。4.磁場的能量問題情景：在圖4.6---4中,開關斷開后,燈泡的發(fā)光還能持續(xù)一段時間,有時甚至比開關斷開前更亮,這時燈泡的能量是從哪里來的呢?教師引導學生分析,電源斷開以后,線圈中電流不會立即消失,這時的電流仍然可以做功,說明線圈儲存能量。當開關閉合時,線圈中的電流從無到有,其中的磁場也是從天到有,這可以看作電源把能量輸送到磁場,儲存在磁場中。這里我們知識一個合理的假設,有關電磁場能量的直接式樣驗證,要在我們認識了電磁波之后才有可能。5．自感現(xiàn)象的理解：線圈中電流的變化不能在瞬間完成,即不能"突變"。也可以說線圈能體現(xiàn)電的慣性6．自感的應用與防止：應用：日光燈防止：變壓器、電動機〔三自感系數(shù)問題情景：我們都知道感應電動勢的大小與回路中磁通量變化的快慢有關,而自感現(xiàn)象中的自感電動勢是感應電動勢的一種,那么就是說,自感電動勢也應正比于穿過線圈的磁通量的變化率,即：E∝△Φ／△t,而磁場的強弱又正比于電流的強弱,即磁通量的變化正比于電流的變化。所以也可以說,自感電動勢正比于電流的變化率。即E∝△I／△t寫成等式即：E=L△I／△t2.自感系數(shù),簡稱自感或電感,用字母L表示。影響因素：形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯。3．單位：亨利符號：H常用單位：毫亨〔mH微亨〔μH〔四實例探究[例1]如圖所示,電路甲、乙中,電阻R和自感線圈L的電阻值都很小,接通S,使電路達到穩(wěn)定,燈泡D發(fā)光。則〔ADA．在電路甲中,斷開S,D將逐漸變暗B．在電路甲中,斷開S,D將先變得更亮,然后漸漸變暗C．在電路乙中,斷開S,D將漸漸變暗D．在電路乙中,斷開S,D將變得更亮,然后漸漸變暗[例2]如圖所示,自感線圈的自感系數(shù)很大,電阻為零。電鍵K原來是合上的,在K斷開后,分析：〔1若R1＞R2,燈泡的亮度怎樣變化？〔2若R1＜R2,燈泡的亮度怎樣變化？鞏固練習1．下列關于自感現(xiàn)象的說法中,正確的是〔ACDA．自感現(xiàn)象是由于導體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象B．線圈中自感電動勢的方向總與引起自感的原電流的方向相反C．線圈中自感電動勢的大小與穿過線圈的磁通量變化的快慢有關D．加鐵芯后線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時要大2．關于線圈的自感系數(shù),下面說法正確的是〔DA．線圈的自感系數(shù)越大,自感電動勢一定越大B．線圈中電流等于零時,自感系數(shù)也等于零C．線圈中電流變化越快,自感系數(shù)越大D．線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無鐵芯決定4．如圖所示,L為一個自感系數(shù)大的自感線圈,開關閉合后,小燈能正常發(fā)光,那么閉合開關和斷開開關的瞬間,能觀察到的現(xiàn)象分別是〔AA．小燈逐漸變亮,小燈立即熄滅B．小燈立即亮,小燈立即熄滅C．小燈逐漸變亮,小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅D．小燈立即亮,小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅六、課堂小結１、自感現(xiàn)象是電磁感應現(xiàn)象中特殊情形,它的產(chǎn)生原因是由于通過導體自身的電流發(fā)生變化．２、自感電動勢的大小與電流變化快慢和自感系數(shù)有關,它總是阻礙導體中電流的變化。七、布置作業(yè)：課后習題4.7渦流教學目標〔一知識與技能1．知道渦流是如何產(chǎn)生的。2．知道渦流對我們有不利和有利的兩方面,以及如何利用和防止。3．知道電磁阻尼和電磁驅動?！捕^程與方法培養(yǎng)學生客觀、全面地認識事物的科學態(tài)度?！踩楦小B(tài)度與價值觀培養(yǎng)學生用辯證唯物主義的觀點認識問題。教學重點、難點教學重點1．渦流的概念及其應用。2．電磁阻尼和電磁驅動的實例分析。★教學難點電磁阻尼和電磁驅動的實例分析。教學方法通過演示實驗,引導學生觀察現(xiàn)象、分析實驗教學手段電機、變壓器鐵芯、演示渦流生熱裝置〔可拆變壓器、電磁阻尼演示裝置〔示教電流表、微安表、彈簧、條形磁鐵,電磁驅動演示裝置〔U形磁鐵、能繞軸轉動的鋁框。教學活動〔一引入新課出示電動機、變壓器鐵芯,引導學生仔細觀察其鐵芯有什么特點？它們的鐵芯都不是整塊金屬,而是由許多薄片疊合而成的。為什么要這樣做呢？用一個整塊的金屬做鐵心不是更省事兒？學習了渦流的知識,同學們就會知道其中的奧秘?！捕M行新課1、渦流［演示1］渦流生熱實驗。在可拆變壓器的一字鐵下面加一塊厚約2mm的鐵板,鐵板垂直于鐵芯里磁感線的方向。在原線圈接交流電。幾分鐘后,讓學生摸摸鐵芯和鐵板,比較它們的溫度,報告給全班同學。為什么鐵芯和鐵板會發(fā)熱呢？原來在鐵芯和鐵板中有渦流產(chǎn)生。安排學生閱讀教材,了解什么叫渦流？當線圈中的電流發(fā)生變化時,這個線圈附近的導體中就會產(chǎn)生感應電流。這種電流看起來很像水的旋渦,所以叫做渦流。課件演示,渦流的產(chǎn)生過程,增強學生的感性認識。因為鐵板中的渦流很強,會產(chǎn)生大量的熱。而鐵芯中的渦流被限制在狹窄的薄片之內,回路的電阻很大,渦流大為減弱,渦流產(chǎn)生的熱量也減少。2、電磁阻尼閱讀教材30頁上的"思考與討論",分組討論,然后發(fā)表自己的見解。導體在磁場中運動時,感應電流使導體受到安培力的作用,安培力的方向總是阻礙導體的運動,這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。［演示2］電磁阻尼。按照教材"做一做"中敘述的內容,演示電表指針在偏轉過程中受到的電磁阻尼現(xiàn)象。［演示3］如圖所示,彈簧下端懸掛一根磁鐵,將磁鐵托起到某高度后釋放,磁鐵能振動較長時間才停下來。如果在磁鐵下端放一固定線圈,磁鐵會很快停下來。上述現(xiàn)象說明了什么？當磁鐵穿過固定的閉合線圈時,在閉合線圈中會產(chǎn)生感應電流,感應電流的磁場會阻礙磁鐵和線圈靠近或離開,也就是磁鐵振動時除了空氣阻力外,還有線圈的磁場力作為阻力,安培阻力較相對較大,因而磁鐵會很快停下來。3、電磁驅動［演示4］電磁驅動。演示教材31頁的演示實驗。引導學生觀察并解釋實驗現(xiàn)象。磁場相對于導體運動時,感應電流使導體受到安培力的作用,安培力使導體運動起來,這種現(xiàn)象稱為電磁驅動。交流感應電動機就是應用電磁驅動的原理工作的。簡要介紹交流感應電動機的工作過程?！菜膶嵗骄縖例1]如圖所示是高頻焊接原理示意圖．線圈中通以高頻變化的電流時,待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流,感應電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量,將金屬融化,把工件焊接在一起,而工件其他部分發(fā)熱很少,以下說法正確的是〔ADA．電流變化的頻率越高,焊縫處的溫度升高的越快B．電流變化的頻率越低,焊縫處的溫度升高的越快C．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的電阻小D．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的電阻大鞏固練習1．如圖所示,一塊長方形光滑鋁板水平放在桌面上,鋁板右端拼接一根與鋁板等厚的條形磁鐵,一質量分布均勻的閉合鋁環(huán)以初速度v從板的左端沿中線向右端滾動,則〔BA．鋁環(huán)的滾動速度將越來越小B．鋁環(huán)將保持勻速滾動C．鋁環(huán)的運動將逐漸偏向條形磁鐵的N極或S極D．鋁環(huán)的運動速率會改變,但運動方向將不會發(fā)生改變2．如圖所示,閉合金屬環(huán)從曲面上h高處滾下,又沿曲面的另一側上升,設環(huán)的初速為零,摩擦不計,曲面處在圖示磁場中,則〔BDA．若是勻強磁場,環(huán)滾上的高度小于hB．若是勻強磁場,環(huán)滾上的高度等于hC．若是非勻強磁場,環(huán)滾上的高度等于hD．若是非勻強磁場,環(huán)滾上的高度小于h3．如圖所示,在光滑水平面上固定一條形磁鐵,有一小球以一定的初速度向磁鐵方向運動,如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運動,則小球的材料可能是〔CDA．鐵B．木C．銅D．鋁4．如圖所示,圓形金屬環(huán)豎直固定穿套在光滑水平導軌上,條形磁鐵沿導軌以初速度v0向圓環(huán)運動,其軸線在圓環(huán)圓心,與環(huán)面垂直,則磁鐵在穿過環(huán)過程中,做___減速___運動．〔選填"加速"、"勻速"或"減速"5．如圖所示,在O點正下方有一個具有理想邊界的磁場,銅環(huán)在A點由靜止釋放向右擺至最高點B．不考慮空氣阻力,則下列說法正確的是〔BA．A、B兩點在同一水平線B．A點高于B點C．A點低于B點D．銅環(huán)將做等幅擺動作業(yè)1、認真閱讀教材。2、思考并完成"問題與練習"中的習題。3、收集"渦流的利用和防止"方面的資料,課后交流。第五章交變電流5．1交變電流教學目標〔一知識與技能1．使學生理解交變電流的產(chǎn)生原理,知道什么是中性面。2．掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。3．理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準確含義?！捕^程與方法1．掌握描述物理量的三種基本方法〔文字法、公式法、圖象法。2．培養(yǎng)學生觀察能力,空間想象能力以及將立體圖轉化為平面圖形的能力。3．培養(yǎng)學生運用數(shù)學知識解決物理問題的能力?！踩楦?、態(tài)度與價值觀通過實驗觀察,激發(fā)學習興趣,培養(yǎng)良好的學習習慣,體會運用數(shù)學知識解決物理問題的重要性教學重點、難點重點交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析。難點交變電流的變化規(guī)律及應用。教學方法演示法、分析法、歸納法。教學手段手搖單相發(fā)電機、小燈泡、示波器、多媒體教學課件、示教用大的電流表教學過程〔一引入新課出示單相交流發(fā)電機,引導學生首先觀察它的主要構造。演示：將手搖發(fā)電機模型與小燈泡組成閉合電路。當線框快速轉動時,觀察到什么現(xiàn)象?這種大小和方向都隨時間做周期性變化電流,叫做交變電流?！捕M行新課1、交變電流的產(chǎn)生為什么矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動時線圈里能產(chǎn)生交變電流？多媒體課件打出下圖。當abcd線圈在磁場中繞OO′軸轉動時,哪些邊切割磁感線?ab與cd。當ab邊向右、cd邊向左運動時,線圈中感應電流的方向沿著a→b→c→d→a方向流動的。當ab邊向左、cd邊向右運動時,線圈中感應電流的方向如何?感應電流是沿著d→c→b→a→d方向流動的。線圈平面與磁感線平行時,ab邊與cd邊線速度方向都跟磁感線方向垂直,即兩邊都垂直切割磁感線,此時產(chǎn)生感應電動勢最大。線圈轉到什么位置時,產(chǎn)生的感應電動勢最小?當線圈平面跟磁感線垂直時,ab邊和cd邊線速度方向都跟磁感線平行,即不切割磁感線,此時感應電動勢為零。利用多媒體課件,屏幕上打出中性面概念：〔1中性面——線框平面與磁感線垂直的位置?！?線圈處于中性面位置時,穿過線圈Φ最大,但=0?！?線圈越過中性面,線圈中I感方向要改變。線圈轉一周,感應電流方向改變兩次。2．交變電流的變化規(guī)律設線圈平面從中性面開始轉動,角速度是ω。經(jīng)過時間t,線圈轉過的角度是ωt,ab邊的線速度v的方向跟磁感線方向間的夾角也等于ωt,如右圖所示。設ab邊長為L1,bc邊長L2,磁感應強度為B,這時ab邊產(chǎn)生的感應電動勢多大?eab=BL1vsinωt=BL1·ωsinωt=BL1L2sinωt此時整個線框中感應電動勢多大?e=eab+ecd=BL1L2ωsinω做感應電動勢的峰值,根據(jù)部分電路歐姆定律,電壓的最大值Um=ImR,電壓的瞬時值U=Umsinωt。電動勢、電流與電壓的瞬時值與時間的關系可以用正弦曲線來表示,如下圖所示：3．幾種常見的交變電波形〔三課堂總結、點評本節(jié)課主要學習了以下幾個問題：1．矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動時,線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流。2．從中性面開始計時,感應電動勢瞬時值的表達式為e=NBSωsinωt,感應電動勢的最大值為Em=NBSω。3．中性面的特點：磁通量最大為Φm,但e=0?！菜膶嵗骄拷蛔冸娏鞯膱D象、交變電流的產(chǎn)生過程[例1]一矩形線圈,繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內的固定軸轉動,線圈中的感應電動勢e隨時間t的變化如圖所示。下面說法中正確的是〔A．t1時刻通過線圈的磁通量為零B．t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大C．t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大D．每當e轉換方向時,通過線圈的磁通量的絕對值都為最大交變電流的變化規(guī)律[例2]在勻強磁場中有一矩形線圈,從中性面開始繞垂直于磁感線的軸以角速度ω勻速轉動時,產(chǎn)生的交變電動勢可以表示為e=Emsinωt?，F(xiàn)在把線圈的轉速增為原來的2倍,試分析并寫出現(xiàn)在的交變電動勢的峰值、交變電動勢的瞬時值表達式,畫出與其相對應的交變電動勢隨時間變化的圖象。分析物理圖象的要點：一看：看"軸"、看"線"、看"斜率"、看"點"、看"截距"、看"面積"、看"拐點",并理解其物理意義。二變：掌握"圖與圖""圖與式"和"圖與物"之間的變通關系。三判：在此基礎上進行正確的分析和判斷。綜合應用[例3]如圖所示,勻強磁場的磁感應強度B=2T,匝數(shù)n=6的矩形線圈abcd繞中心軸OO′勻速轉動,角速度ω=200rad/s。已知ab=0.1m,bc=0.2m,線圈的總電阻R=40Ω,試求：〔1感應電動勢的最大值,感應電流的最大值；〔2設時間t=0時線圈平面與磁感線垂直,寫出線圈中感應電動勢的瞬時值表達式；〔3畫出感應電流的瞬時值i隨ωt變化的圖象；〔4當ωt=30°時,穿過線圈的磁通量和線圈中的電流的瞬時值各是多大？〔5線圈從圖示位置轉過的過程中,感應電動勢的平均值是多大？解析：5．2描述交變電流的物理量教學目標〔一知識與技能1．理解什么是交變電流的峰值和有效值,知道它們之間的關系。2．理解交變電流的周期、頻率以及它們之間的關系。知道我國生產(chǎn)和生活用電的周期〔頻率的大小。〔二過程與方法能應用數(shù)學工具描述和分析處理物理問題?！踩楦?、態(tài)度與價值觀讓學生了解多種電器銘牌,介紹現(xiàn)代科技的突飛猛進,激發(fā)學生的學習熱情教學重點、難點重點交變電流有效值概念。難點交變電流有效值概念及計算。教學方法實驗、啟發(fā)教學手段多媒體課件電源、電容器、燈泡"6V,0.3A"、幻燈片、手搖發(fā)電機教學過程〔一引入新課矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動時,在線圈中產(chǎn)生了正弦交變電流。如何描述交變電流的變化規(guī)律呢？可以用公式法描述。從中性面開始計時,得出瞬時電動勢：e=Emsinωt瞬時電流：i=Imsinωt瞬時電壓：u=Umsinωt其中Em=NBSω交變電流的大小和方向都隨時間做周期性變化,只用電壓、電流描述不全面。這節(jié)課我們學習表征正弦交變電流的物理量?！捕M行新課1．周期和頻率請同學們閱讀教材,回答下列問題：〔1什么叫交變電流的周期？〔2什么叫交變電流的頻率？〔3它們之間的關系是什么？〔4我國使用的交變電流的周期和頻率各是多大？交變電流完成一次周期性的變化所用的時間,叫做交變電流的周期,用T表示。交變電流在1s內完成周期性變化的次數(shù),叫做交變電流的頻率,用f表示。T=我國使用的交變電流頻率f=50Hz,周期T=0。02s。2．交變電流的峰值〔Em,Im,Um交變電流的峰值是交變電流在一個周期內所能達到的最大數(shù)值,可以用來表示交變電流的電流或電壓變化幅度。［演示］電容器的耐壓值將電容器〔8V,500μF接在學生電源上充電,接8V電壓時電容器正常工作,接16V電壓時,幾分鐘后聞到燒臭味,后聽到爆炸聲。電容器的耐壓值是指能夠加在它兩端的最大電壓,若電源電壓的最大值超過耐壓值,電容器可能被擊穿。但是交變電流的最大值不適于表示交變電流產(chǎn)生的效果,在實際中通常用有效值表示交變電流的大小。思考與討論：0～0.2s、0.2～0.5s、0.5～0.8s、0.8～1s這四個階段電流大小不變化,分別計算出熱量,然后加起來。由解得J；J；J；J所以,1s內電阻R中產(chǎn)生的熱量為J由解得,A=1.67A2．有效值〔E、I、U讓交變電流和直流電通過同樣的電阻,如果它們在相同時間內產(chǎn)生熱量相等,把直流電的值叫做交變電流的有效值。通常用大寫字母U、I、E表示有效值。正弦交變電流的最大值與有效值有以下關系：I==0.707ImU==0.707Um［強調］〔1各種使用交變電流的電器設備上所示值為有效值?！?交變電流表〔電壓表或電流表所測值為有效值?！?計算交變電流的功、功率、熱量等用有效值。〔三課堂總結、點評本節(jié)課主要學習了以下幾個問題：1．表征交變電流的幾個物理量：周期和頻率、峰值和有效值。2．交變電流的周期與頻率的關系：T=。3．正弦式交變電流最大值與有效值的關系：I=,U=?！菜膶嵗骄縖例1]表示交變電流隨時間變化圖象如圖所示,則交變電流有效值為〔A．5A B．5AC．3.5 A D．3.5A綜合應用[例2]交流發(fā)電機矩形線圈邊長ab=cd=0.4m,bc=ad=0.2m,共50匝,線圈電阻r=1Ω,線圈在B=0.2T的勻強磁場中,繞垂直磁場方向的軸OO′以r/s轉速勻速轉動,外接電阻9Ω,如圖所示。求：〔1電壓表讀數(shù)；〔2電阻R上電功率。5．3電感和電容對交變電流的影響教學目標〔一知識與技能1．理解為什么電感對交變電流有阻礙作用。2．知道用感抗來表示電感對交變電流阻礙作用的大小,知道感抗與哪些因素有關。3．知道交變電流能通過電容器.知道為什么電容器對交變電流有阻礙作用。4．知道用容抗來表示電容對交變電流的阻礙作用的大小.知道容抗與哪些因素有關?！捕^程與方法1．培養(yǎng)學生獨立思考的思維習慣。2．培養(yǎng)學生用學過的知識去理解、分析新問題的習慣。〔三情感、態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學生有志于把所學的物理知識應用到實際中去的學習習慣。教學重點、難點重點1．電感、電容對交變電流的阻礙作用。2．感抗、容抗的物理意義。難點1．感抗的概念及影響感抗大小的因素。2．容抗概念及影響容抗大小的因素。教學方法實驗法、閱讀法、講解法。教學手段雙刀雙擲開關、學生用低壓交直流電源、燈泡〔6V、0.3A、線圈〔用變壓器的副線圈、電容器〔"103μF、15V"與"200μF、15V"2個、兩個扼流圈、投影片、投影儀教學過程〔一引入新課在直流電路中,影響電流跟電壓關系的只有電阻。在交變電流路中,影響電流跟電壓關系的,除了電阻外,還有電感和電容。電阻器、電感器、電容器是交變電流路中三種基本元件。這節(jié)課我們學習電感、電容對交變電流的影響?！捕M行新課1．電感對交變電流的阻礙作用［演示］電阻、電感對交、直流的影響。實驗電路如下圖甲、乙所示：演示甲圖,電鍵分別接到交、直流電源上,引導學生觀察兩次燈的亮度燈的亮度相同。說明電阻對交流和直流的阻礙作用相同。演示乙圖,電鍵分別接到交、直流電源上,引導學生觀察兩次燈的亮度電鍵接到直流上,亮度不變；接到交流上時,燈泡亮度變暗。說明線圈對直流電和交變電流的阻礙作用不同。線圈對直流電的阻礙作用只是電阻；而對交變電流的阻礙作用除了電阻之外,還有電感.為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象呢？由電磁感應的知識可知,當線圈中通過交變電流時,產(chǎn)生自感電動勢,阻礙電流的變化。電感對交變電流阻礙作用的大小,用感抗來表示。感抗的大小與哪些因素有關？請同學們閱讀教材后回答。感抗決定于線圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率。線圈的自感系數(shù)越大,自感作用就越大,感抗就越大；交變電流的頻率越高,電流變化越快,自感作用越大,感抗越大。線圈在電子技術中有廣泛應用,有兩種扼流圈就是利用電感對交變電流的阻礙作用制成的。出示扼流圈,并介紹其構造和作用?！?低頻扼流圈構造：線圈繞在閉合鐵芯上,匝數(shù)多,自感系數(shù)很大。作用：對低頻交變電流有很大的阻礙作用。即"通直流、阻交流"。〔2高頻扼流圈構造：線圈繞在鐵氧體芯上,線圈匝數(shù)少,自感系數(shù)小。作用：對低頻交變電流阻礙小,對高頻交變電流阻礙大。即"通低頻、阻高頻"。2．交變電流能夠通過電容器［演示］電容對交、直流的影響。實驗電路如圖所示：開關S分別接到直流電源和交變電流源上,觀察現(xiàn)象接通直流電源,燈泡不亮；接通交變電流源,燈泡亮了。說明了直流電不能夠通過電容器,交變電流能夠"通過"電容器。電容器的兩極板間是絕緣介質,為什么交變電流能夠通過呢？用CAI課件展示電容器接到交變電流源上,充、放電的動態(tài)過程。強調自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣介質,只是當電源電壓升高時電容器充電,電荷向電容器的極板上集聚,形成充電電流；當電源電壓降低時電容器放電,電荷從電容器的極板上放出,形成放電電流。電容器交替進行充電和放電,電路中就有了電流,表現(xiàn)為交流通過了電容器。3．電容器對交變電流的阻礙作用［演示］電容器對交變電流的影響將剛才實驗電路中"1000μF,15V"的電容器去掉,觀察燈泡的亮度,說明了什么道理？燈泡的亮度變亮了。說明電容器對交變電流也有阻礙作用。的確是這樣。物理上用容抗來表示電容器對交變電流阻礙作用的大小。容抗跟哪些因素有關呢？請同學們閱讀教材后回答。容抗決定于電容器電容的大小和交變電流的頻率.電容越大,在同樣電壓下電容器容納電荷越多,因此充放電的電流越大,容抗就越?。唤蛔冸娏鞯念l率越高,充放電進行得越快,充放電電流越大,容抗越小.即電容器的電容越大,交變電流頻率越高,容抗越小。電容器具有"通交流、隔直流""通高頻、阻低頻"的特點。介紹電感、電容的廣泛存在?！踩n堂總結、點評本節(jié)課主要學習了以下幾個問題：1．由于電感線圈中通過交變電流時產(chǎn)生自感電動勢,阻礙電流變化,對交變電流有阻礙作用.電感對交變電流阻礙作用大小用感抗來表示.線圈自感系數(shù)越大,交變電流的頻率越高,感抗越大,即線圈有"通直流、阻交流"或"通低頻,阻高頻"特征.2．交變電流"通過"電容器過程,就是電容器充放電過程.由于電容器極板上積累電荷反抗自由電荷做定向移動,電容器對交變電流有阻礙作用.用容抗表示阻礙作用的大小.電容器的電容越大,交流的頻率越高,容抗越小.故電容器在電路中有"通交流、隔直流"或"通高頻、阻低頻"特征?！菜膶嵗骄侩姼袑蛔冸娏鞯挠绊慬例1]如圖所示電路中,L為電感線圈,R為燈泡,電流表內阻為零。電壓表內阻無限大,交流電源的電壓u=220sin10πtV。若保持電壓的有效值不變,只將電源頻率改為25Hz,下列說法中正確的是〔A．電流表示數(shù)增大B．電壓表示數(shù)減小C．燈泡變暗D．燈泡變亮電感和電容對交變電流的影響[例2]圖所示是電視機電源部分的濾波裝置,當輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成分的電流后,能在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電,試分析其工作原理及各電容和電感的作用?！参屐柟叹毩?．關于低頻扼流圈,下列說法正確的是A．這種線圈的自感系數(shù)很小,對直流有很大的阻礙作用B．這種線圈的自感系數(shù)很大,對低頻電流有很大的阻礙作用C．這種線圈的自感系數(shù)很大,對高頻交流的阻礙作用比低頻交流的阻礙作用更大D．這種線圈的自感系數(shù)很小,對高頻交流的阻礙作用很大而對低頻交流的阻礙作用很小2．在圖所示電路中,u是有效值為200V的交流電源,C是電容器,R是電阻.關于交流電壓表的示數(shù),下列說法正確的是〔A．等于220V B．大于220VC．小于220V D．等于零3．在圖所示的電路中,a、b兩端連接的交流電源既含高頻交流,又含低頻交流；L是一個25mH的高頻扼流圈,C是一個100pF的電容器,R是負載電阻,下列說法中正確的是〔A.L的作用是"通低頻,阻高頻"B.C的作用是"通交流,隔直流"C.C的作用是"通高頻,阻低頻"D.通過R的電流中,低頻電流所占的百分比遠遠大于高頻交流所占的百分比4．如圖所示,交變電流電壓的瞬時表達式u=311sin157tV時,三個電流表的示數(shù)相同,若電源電壓改為u′=sin314tV時,則〔A．電流表的示數(shù)減小B．電流表的示數(shù)增大C．電流表的示數(shù)不變5．4變壓器教學目標〔一知識與技能1．知道變壓器的構造,了解變壓器的工作原理。2．理解理想變壓器原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關系,能應用它分析解決有關問題。〔二過程與方法在探究變壓比和匝數(shù)比的關系中培養(yǎng)學生運用物理理想化模型分析問題、解決問題的能力?！踩楦小B(tài)度與價值觀1．使學生體會到能量守恒定律是普遍適用的。2．培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度。教學重點、難點重點探究變壓比和匝數(shù)比的關系。難點探究變壓比和匝數(shù)比的關系。教學方法實驗探究法、閱讀法、講解法。教學手段學生電源、可拆變壓器、交流電壓表、交流電流表、燈泡教學過程〔一引入新課在實際應用中,常常需要改變交流的電壓.大型發(fā)電機發(fā)出的交流,電壓有幾萬伏,而遠距離輸電卻需要高達幾十萬伏的電壓。各種用電設備所需的電壓也各不相同。電燈、電飯煲、洗衣機等家用電器需要220V的電壓,機床上的照明燈需要36V的安全電壓。一般半導體收音機的電源電壓不超過10V,而電視機顯像管卻需要10000V以上的高電壓。交流便于改變電壓,以適應各種不同需要。變壓器就是改變交流電壓的設備。這節(jié)課我們學習變壓器的有關知識。〔二進行新課1．變壓器的原理思考與討論：按上圖所示連接好電路,接通電源,觀察燈泡是否發(fā)光。兩個線圈并沒有直接接觸,燈泡為什么亮了呢？這個實驗說明了什么？當一個線圈中同交變電流時,變化的電流產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場在另一個線圈中激起感生電場,從而產(chǎn)生感生電動勢,燈泡中有了感應電流,故燈泡發(fā)光。實驗說明,通過互感現(xiàn)象,電源的能量可以從一個線圈傳輸給另一個線圈。變壓器就是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈構成的。一個線圈跟電源連接,叫原線圈〔初級線圈,另一個線圈跟負載連接,叫副線圈〔次級線圈。兩個線圈都是絕緣導線繞制成的。鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成。畫出變壓器的結構示意圖和符號,如下圖所示：互感現(xiàn)象時變壓器工作的基礎。在原線圈上加交變電壓U1,原線圈中就有交變電流,它在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量。這個交變磁通量既穿過原線圈,也穿過副線圈,在原、副線圈中都要引起感應電動勢。如副線圈是閉合的,在副線圈中就產(chǎn)生交變電流,它也在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量,在原、副線圈中同樣引起感應電動勢。副線圈兩端的電壓就是這樣產(chǎn)生的。所以,兩個線圈并沒有直接接觸,通過互感現(xiàn)象,副線圈也能夠輸出電流。變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)有何關系呢？下面我們通過實驗來探究。目的：探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系器材：可拆變壓器,學生電源,多用電表,導線若干實驗步驟：〔1按圖示電路連接電路〔2原線圈接低壓交流電源6V,保持原線圈匝數(shù)n1不變,分別取副線圈匝數(shù)n2=n1,n1,2n1,用多用電表交流電壓檔分別測出副線圈兩端的電壓,記入表格?！?原線圈接低壓交流電源6V,保持副線圈匝數(shù)n2不變,分別取原線圈匝數(shù)n1=n2,n2,2n2,用多用電表交流電壓檔分別測出副線圈兩端的電壓,記入表格。U1＝6V實驗次數(shù)123456原線圈匝數(shù)n1n1n1n1n2n2n2副線圈匝數(shù)n2n1n12n1n2n22n2副線圈輸出電壓U2結論〔4總結實驗現(xiàn)象,得出結論。注意事項：〔1連接好電路后,同組同學分別獨立檢查,然后由老師確認,電路連接無誤才能接通電源?！?注意人身安全。只能用低壓交流電源,電源電壓不能超過12V〔3使用多用電表交流電壓檔測電壓時,先用最大量程測試,然后再用適當?shù)膿跷贿M行測量。2．電壓與匝數(shù)的關系電流通過變壓器線圈是會發(fā)熱,鐵芯在交變磁場的作用下也會發(fā)熱。所以,變壓器工作時存在能量損失。沒有能量損失的變壓器叫做理想變壓器。,只適用于理想變壓器。實際上變壓器的工作效率都很高,在一般的計算中,可以把實際變壓器視為理想變壓器。理想變壓器原線圈的輸入功率與副線圈的輸出功率有什么關系？因為理想變壓器沒有能量損失,所以P出=P入若理想變壓器只有一個副線圈,則原副線圈中的電流I1與I2有什么關系？據(jù)P出=U2I2,P入=U1I1及P出=P入得：U2I2=U1I1則：上式是理想變壓器只有一個副線圈時,原副線圈中的電流比公式。如果副線圈的電壓高于原線圈的電壓,這樣的變壓器叫升壓變壓器；如果副線圈的電壓低于原線圈的電壓,這樣的變壓器叫降壓變壓器。升壓變壓器,n2＞n1,降壓變壓器,n2＜n1。升壓變壓器,I2<I1,降壓變壓器,I2>I1。在繞制升壓變壓器原副線圈時,副線圈導線應比原線圈導線粗一些好,還是細一些好？降壓變壓器呢？因為升壓變壓器,I2<I1,所以副線圈導線可以比原線圈導線細一些。降壓變壓器,I2>I1,所以副線圈導線要比原線圈導線粗一些。課后請大家閱讀教材47頁"科學漫步",了解互感器的工作原理和應用?！踩n堂總結、點評本節(jié)課主要學習了以下內容：1．變壓器主要由鐵芯和線圈組成。2．變壓器可改變交變電的電壓和電流,利用了原副線圈的互感現(xiàn)象。3．理想變壓器：沒有能量損失的變壓器,是理想化模型。有P輸出=P輸入〔四實例探究理想變壓器基本規(guī)律[例1]一個正常工作的理想變壓器的原副線圈中,下列的哪個物理量不一定相等〔A．交流的頻率 B．電流的有效值C．電功率 D．磁通量變化率理想變壓器的綜合應用[例2]如圖所示為一理想變壓器,K為單刀雙擲開關,P為滑動變阻器的滑動觸頭,U1為加在原線圈兩端的電壓,I1為原線圈中的電流,則〔A．保持U1及P的位置不變,K由a合到b時,I1將增大B．保持U1及P的位置不變,K由b合到a時,R消耗功率減小C．保持U1不變,K合在a處,使P上滑,I1將增大D．保持P的位置不變,K合在a處,若U1增大,I1將增大[例3]如圖所示,接于理想變壓器的四個燈泡規(guī)格相同,且全部正常發(fā)光,求三個線圈的匝數(shù)比n1∶n2∶n3.〔五鞏固練習1．理想變壓器的原線圈的匝數(shù)為110匝,副線圈匝數(shù)為660匝,若原線圈接在6V的電池上,則副線圈兩端電壓為〔A.36V B.6VC.1V D.0V2．當理想變壓器副線圈空載時,副線圈的〔A.負載電阻為0 B.輸出電流為0C.兩端電壓為0 D.輸出功率為03．理想變壓器原、副線圈的電流為I1、I2,電壓為U1、U2,功率為P1、P2,關于它們的關系,正確的是〔A.I2由I1決定 B.U2與負載有關C.P1由P2決定 D.U1由U2決定4．一理想變壓器原線圈接交流、副線圈接電阻,下列哪些方法可使輸入功率增加為原來的2倍〔A.次級線圈的匝數(shù)增加為原來的2倍B.初級線圈的匝數(shù)增加為原來的2倍C.負載電阻變?yōu)樵瓉淼?倍D.副線圈匝數(shù)和負載電阻均變?yōu)樵瓉淼?倍5．用理想變壓器給負載R供電,下列哪些辦法可以減小變壓器原線圈中的電流A．增加原線圈的匝數(shù)B．增加副線圈的匝數(shù)C．減小負載電阻R的數(shù)值D．增加負載電阻R的數(shù)值6．在圖所示的電路中,理想變壓器的變壓比為2∶1,四個燈泡完全相同,若已知燈泡L3和L4恰能正常工作,那么〔A.L1和L2都能正常工作B.L1和L2都不能正常工作C.L1和L2中只有一個能正常工作D.條件不足,無法判斷7．如圖所示,理想變壓器的原、副線圈分別接有相同的白熾燈,原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2=2∶1,電源電壓為U,求B燈兩端的電壓UB為多少?8．如圖中所示,理想變壓器B的原線圈跟副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=2∶1,交流電源電壓U1=220V,F為熔斷電流為I0=1.0A的保險絲,負載為一可變電阻.〔1當電阻R=100Ω時,保險絲能否被熔斷?〔2要使保險絲不被熔斷,電阻R的阻值應不小于多少?變壓器輸出的電功率不能超過多少?5．5電能的輸送教學目標〔一知識與技能1．知道"便于遠距離輸送"是電能的優(yōu)點,知道輸電過程。2．知道降低輸電損耗的兩個途徑。3．了解電網(wǎng)供電的優(yōu)點和意義?！捕^程與方法通過思考、討論、閱讀,培養(yǎng)學生閱讀、分析、綜合和應用能力〔三情感、態(tài)度與價值觀1．培養(yǎng)學生遇到問題要認真、全面分析的科學態(tài)度。2．介紹我國遠距離輸電概況,激發(fā)學生投身祖國建設的熱情。教學重點、難點重點找出影響遠距離輸電損失的因素,使學生理解高壓輸電可減少功率與電壓損失。難點理解高壓輸電原理,區(qū)別導線上的輸電電壓U和損失電壓ΔU。教學方法自學討論法、閱讀法、講解法。教學手段多媒體課件教學過程〔一引入新課人們常把各種形式的能〔如水流能、燃料化學能、核能先轉化為電能再進行傳輸,這是因為電能可以通過電網(wǎng)來傳輸,那么電能在由電廠傳輸給用戶過程中要考慮什么問題？這節(jié)課我們就來學習遠距離輸電的知識,請同學們認真仔細地閱讀教材,回答老師提出的下列問題〔二進行新課1．降低輸電損耗的兩個途徑1、輸送電能的基本要求是什么？輸送電能的基本要求是：可靠、保質、經(jīng)濟?？煽?是指保證供電線路可靠地工作,少有故障和停電。保質,就是保證電能的質量,即電壓和頻率穩(wěn)定。經(jīng)濟是指輸電線路建造和運行的費用低,電能損耗小。2、遠距離大功率輸電面臨的困難是什么？在輸電線上有功率損失。3、輸電線上功率損失的原因是什么？功率損失的表達式是什么？降低輸電損耗的兩個途徑是什么？由于輸電線有電阻,當有電流流過輸電線時,有一部分電能轉化為電熱而損失掉了。這是輸電線上功率損失的主要原因。設輸電電流為I,輸電線的電阻為r,則功率損失為ΔP=I2r.根據(jù)功率損失的表達式ΔP=I2r可知,要減少輸電線上的功率損失,有兩種方法：其一是減小輸電線的電阻；其二是減小輸電電流。4、如何減小輸電線的電阻呢？根據(jù)電阻定律可知r=ρ,要減小輸電線的電阻r,可采用下述方法：①減小材料的電阻率ρ.銀的電阻率最小,但價格昂貴,目前選用電阻率較小的銅或鋁作輸電線.②減小輸電線的長度l不可行,因為要保證輸電距離.③增加導線的橫截面積,可適當增大橫截面積。太粗不可能,既不經(jīng)濟又架設困難。5、如何減小輸電線中的電流呢？閱讀并回答教材49頁"思考與討論"中的問題。在輸電功率一定的條件下,根據(jù)P=UI可知,要減小輸電線中的電流I,必須提高輸電電壓U,這就是采用高壓輸電的道理。6、以上兩個途徑中,哪一個對于降低輸電線路的損耗更有效？舉例說明。采用高壓輸電。在輸電電流一定的情況下,線路電阻減為原來的一半,線路中損耗的功率減為原來的。在線路電阻一定的情況下,電壓提高一倍,線路中的電流減為一半,而損耗的功率減為原來的。7、大型發(fā)電機發(fā)出的電壓不符合遠距離輸電的要求,怎么辦？而到達目的地的電壓也不符合用戶的要求,怎么辦？在發(fā)電機處用升壓變壓器升高電壓,在用戶處用降壓變壓器降低電壓.投影片展示我國遠距離高壓輸電情況及遠距離高壓輸電的原理。如下圖所示。設發(fā)電機的輸出功率為P,則功率損失為ΔP=I22R用戶得到的功率為P用=P-ΔP.輸電線路上的電壓損失為：ΔU=I2R,則U3=U2-ΔU.8、目前,我國常用的遠距離輸電采用的電壓有哪幾種？有110kV、220kV、330kV,輸電干線采用500kV的超高壓,西北電網(wǎng)正在建設750kV的線路。9、是不是輸電電壓越高越好？為什么？不是。電壓越高,對輸電線路和變壓器的要求越高,建設費用越高。實際輸送電能時,要綜合考慮,如輸送功率的大小、距離的遠近、技術和經(jīng)濟要求等,要依照不同情況選擇合適的輸電電壓。2．電網(wǎng)供電10、采用電網(wǎng)供電的優(yōu)點是什么？可以在能源產(chǎn)地使用大容量發(fā)電機組,降低一次能源的輸送成本,獲得最大的經(jīng)濟效益。同時,電網(wǎng)可以減少斷電的風險,調劑不同地區(qū)電力供需平衡,保障供電質量。例某交流發(fā)電機輸出功率為5×10.5W,輸出電壓為U=1.0×10.3V,假如輸電線的總電阻R=10Ω,在輸電線上損失的電功率等于輸電功率的5%,用戶使用電壓U=380V.〔1畫出輸電線路的示意圖〔下圖?！矘嗣鞲鞑糠值姆枴?所用升壓和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少？〔使用的變壓器是理想變壓器〔三課堂總結、點評通過本節(jié)學習,主要學習以下問題：1．降低輸電損耗的兩個途徑：減小線路電阻和減小輸電電流。減小輸電電流是最有效的途徑。遠距離輸電線路上,P損=I2r=,其中〔I=。采用高壓輸電可以達到減小輸電電流的目的。2．電網(wǎng)供電的優(yōu)點〔四實例探究高壓輸電的優(yōu)點[例1]遠距離輸送交變電流都采用高壓輸電。我國西北電網(wǎng)正在建設750kV線路。采用高壓輸電的優(yōu)點是〔A．可節(jié)省輸電線的銅材料B．可根據(jù)需要調節(jié)交流電的頻率C．可減少輸電線上的能量損耗D．可加快輸電的速度遠距離輸電的過程[例2]某小型水電站發(fā)電機輸出的電功率為100kW,輸出電壓250V,現(xiàn)準備向遠處輸電,所用輸電線的總電阻為8Ω,要求輸電時在輸電線上損失的電功率不超過輸送電功率的5%,用戶獲得220V電壓.求應選用匝數(shù)比為多大的升壓變壓器和降壓變壓器？〔理想變壓器〔五鞏固練習1．在遠距離輸電過程中,為減少輸電線路上的電能損失,可采用的最佳方法是〔A．使輸電線粗一些 B．減短輸電線長度C．減少通電時間 D．采用高壓輸電2．遠距離輸送一定功率的交變電流,若輸電電壓提高到原來的n倍,則下列說法中正確的是〔A．輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼膎倍B．輸電線上的電壓損失變?yōu)樵瓉淼?/n2C．輸電線上的電功率損失變?yōu)樵瓉淼?/nD．若輸電線上的電功率損失不變,輸電線路長度可變?yōu)樵瓉淼膎2倍3．下列關于減小遠距離輸電導線上熱損耗的說法中,正確的是〔A．因為熱功率P=,所以應降低輸送電壓,增大輸電導線電阻,才能減小輸電導線上的熱損耗B．因為熱功率P=IU,所以應采用低電壓、小電流輸電,才能減小輸電導線上的熱損耗C．因為熱功率P=I2R,所以可采用減小輸電線電阻或減小輸送電流的方法來減小輸電導線上的熱損耗D．以上說法均不正確4．發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為U1,發(fā)電廠至學校的輸電導線的總電阻為R,通過導線的電流為I,學校得到的電壓為U2,則輸電導線上損耗的功率可表示為〔A． B．C．I2R D．I〔U1-U2第五章交變電流一、知識梳理1．交變電流的產(chǎn)生：線圈在勻強磁場中繞_______于磁場的軸勻速轉動,產(chǎn)生按_______規(guī)律變化的電流。線圈轉至中性面時,穿過線圈的磁通量______,而感應電動勢________。2．表征交變電流的物理量：周期T,頻率f,關系_________；峰值：Em、Im、Um；有效值：E、I、U3．正弦交變電流的變化規(guī)律：瞬時值表達：e=______________,i=______________,u=____________峰值：Em=__________；正弦交變電流有效值與峰值的關系：E=__________,I=____________,U=_____________4．電感電容對交變電流的影響：電感作用：________________________；電容作用：________________________5．理想變壓器：原理：______________；原副線圈輸入輸出功率的關系：__________；電壓與匝數(shù)的關系：_________；電流與匝數(shù)的關系：只有一個副線圈時,______