交變電流教材分析和教學(xué)建議(教案)

課時安排建議:第1單元 §5」§5.2

教材分析和教學(xué)建議〔1學(xué)時〕描述交變電流的物理量〔1學(xué)時〕〔1學(xué)時〕2單元3單元

§5.3§5.4§5.5

電感和電容對交變電流的影響〔1學(xué)時〕〔2學(xué)時〕電能的輸送〔1學(xué)時〕§5.1交變電流I教材分析生的原理是基于電磁感應(yīng)的根本規(guī)律，所以本章是前一章的連續(xù)和進(jìn)展，是電磁感應(yīng)理論的具體應(yīng)作用。［課標(biāo)要求］知道交變電流，了解溝通發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交變電流的過程。能用函數(shù)式和圖象描述交變電流。［教學(xué)重點］運(yùn)用電磁感應(yīng)的根本學(xué)問，分析交變電流的產(chǎn)生過程生疏交變電流的特點及其變化規(guī)律。n教學(xué)建議一、交變電流的概念［演示］的感生疏①觀看直流電，X掃描置于10 100Hz檔，Y衰減置于X10“DC、AC”開關(guān)置于“DC”位置，閉合開關(guān)S,調(diào)整P,可以看到掃描線為始終線且上、下移動.2V3V,把“DC、AC”開關(guān)置于“AC”位置，調(diào)整滑片P至適當(dāng)位置，調(diào)整Y軸增益旋紐及X軸掃描微調(diào)旋紐，使屏幕消滅12周期正弦波形。也可以直接觀看示波器內(nèi)捉供的50Hz正弦溝通波形?？偨Y(jié)：大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫做交變電流.［舉例］以下電流中哪些屬于交變電流？〔〕［演示］教材34頁圖5-1-2所示試驗，用兩個不同顏色的發(fā)光二極管連接在教學(xué)用發(fā)電機(jī)兩端，觀看兩個發(fā)光二極管的發(fā)光狀況，通過觀看讓學(xué)生對交變電流的特點有進(jìn)一步的認(rèn)識.試驗時留意，開頭搖動發(fā)電機(jī)速度耍慢，可以觀察到兩個二極管輪番發(fā)光狀況，轉(zhuǎn)速略微加快，兩發(fā)光二極管幾乎同時閃閃發(fā)光，就分不出先后了，轉(zhuǎn)速加快后，電壓增3〔〕〔〕Q的保護(hù)電阻.

@1手揺發(fā)電機(jī)二、交變電流的產(chǎn)生過程溝通發(fā)電機(jī)的示意圖〔或溝通發(fā)電機(jī)模型〕，的過程.乙 丙甲.中性面：與磁感垂直的平面稱為中性面。思維過程：〔逐步分析線圈轉(zhuǎn)動一周過程中，線圈中電流方向及大小變化狀況〕圖5.1-3中，甲圖所示時刻線圈中電流為多大？在線圈由甲轉(zhuǎn)到乙的過程中，AB中電流向哪個方向流淌？大小如何變化？到乙圖所示時刻，線圈中電流大小有何特點？在線圈由乙轉(zhuǎn)到丙的過程中，AB中電流向哪個方向流淌？大小如何變化？到丙圖所示時刻，線圈中電流大小有何特點？在線圈由丙轉(zhuǎn)到丁的過程屮，AB屮電流向哪個方向流淌？大小如何變化？到丁圖所示時刻，線圈中電流大小有何特點？在線圈由丁轉(zhuǎn)到甲的過程中，AB中電流向哪個方向流淌？大小如何變化？大致畫出通過電流的電流隨時間變化的曲線?；慕蛔冸娏?總結(jié)：①線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時，線圈每經(jīng)過中性面一次，電流方向就轉(zhuǎn)變一次，線圈每轉(zhuǎn)一周,電流方向轉(zhuǎn)變兩次；*m勢為零，電流為零；

BS,但磁通量變化率△“/△〔為零，感應(yīng)電動△?/△＜最大，感應(yīng)電動勢最大，電流最大。三、交變電流的變化規(guī)律1.理論推導(dǎo)設(shè)線圈abed在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈轉(zhuǎn)動角速度為G，ab邊長為L,從t時間線圈轉(zhuǎn)過角度.tab、cdv,則兩邊切割磁感線產(chǎn)生的電動勢分別為：^,=B/vsin0)t,ecd

=B/vsinwte=e+e=2B/vsinwr.ab cd2Blv=Em

,wEm

sincot.?總結(jié)：瞬時值表達(dá)式：eEm

sincotEm

=2Blv*.*v=69- ??E—2BI-co?—=BSco212NEm

=NBSo)=N0”?式小3為線圈轉(zhuǎn)動角速度，3t為線圈平面與小性面的夾角，留意線圈轉(zhuǎn)動角速度3與線圈nco27m線圈中轉(zhuǎn)動過程中，磁通量隨時間變化的瞬時值表達(dá)式為：03Scos0發(fā)電機(jī)與用電器構(gòu)成閉合電路時，用電器兩端電壓及用電器中電流表達(dá)式為：u=Usincot,i=Is\na)t(U、幾分別為電壓、電流的峰值)m m m這種按正弦規(guī)律變化的電流稱為正弦式交變電流，簡稱正弦式電流四.典型例題例1.一矩形線圈電阻為10Q,在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的中心軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為50r/s,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為20加》從線圈經(jīng)過中性面位置開頭計時，求線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式；經(jīng)多長時間線圈中的電動勢第一次到達(dá)10^?[①幺=20龍sin100加，②t—”―5]600方法提示：求解溝通電動勢瞬時值的步驟：①確定線圈轉(zhuǎn)動是從哪個位置開頭計時②確定表達(dá)式是正弦還是余弦③確定轉(zhuǎn)動的角速度及NBS等④求出峰值，寫出表達(dá)式，代入數(shù)值求出瞬時值。2.0.5mabedab邊在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，ab邊與磁場垂直。線圈轉(zhuǎn)速n=50r/s,磁感應(yīng)強(qiáng)度B二0.4T,則從線圈垂直于磁場位置開頭，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到磁通0.05Wb時，線圈中感應(yīng)電動勢瞬時值為多大？［析］據(jù)題意可得：3=211n=100Jinid/sEm=BSo=10nV,*m=BS=O」Wb,隨時間變化的關(guān)系為：e=0.1cos3t,當(dāng)e=0.05Wb時，a〕t=n/3，此時線圈小電動勢為：e=EmSinwt=10sin〔H/3〕=573nV五、拓展假設(shè)線圈從平行于磁場位置開頭計時，則電動勢表達(dá)式為：e=Em

cosa〕tS的線圈處在按正弦規(guī)律變化〔即：B=Bm

電磁感應(yīng)定律得:LBSABBcos\x\atAr m

XXXXXXXXX相當(dāng)于線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bm

的勻強(qiáng)磁場屮轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢?！?.描述交變電流的物理量I教材分析些特別的物理量來描述它在變化中不同方而的特性，本節(jié)主要介紹這樣一些物理量。［課標(biāo)要求］知道交變電流的周期和頻率，知道我國供電線路交變電流的周期頻率.知道交變電流和電壓的峰值，有效值及其關(guān)系.［教學(xué)重點］交變電流的有效值n教學(xué)建議一、周期和頻率周期〔T〕：交變電流完成一次周期性變化〔對就于發(fā)電機(jī)中線圈轉(zhuǎn)動一周〕頻率⑴：交變電流在Is內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。單位:赫茲〔Hz〕,簡稱為赫。①頻率與周期的關(guān)系：fT二丄Tf②頻率fno頻率是供電質(zhì)量的重要標(biāo)志。③我國電網(wǎng)中的交變電流，周期是0.02s,50Hzo角頻率〔3〕：i=Is\nat3ma3=2吋T二、峰值與有效值也可以用來反響電流的強(qiáng)弱或電壓的凹凸。有效值課本39頁從一個問題的爭論開頭：5.2-2的電流iR=1Q的電阻?它不是恒定電流。1 怎樣計算通電Is內(nèi)電阻中產(chǎn)生的熱童？ 〃A22. 假設(shè)有一個大小、方向都不變的恒定電流通過 1?

0.51這個電阻心也能莊1s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱，這個電流是多 O 71大？通過思考爭論，使學(xué)生明白，從電流熱效應(yīng)上看，溝通電產(chǎn)生的效果可以與某地恒定電流相等，由此引入有效值的概念.

?2>

圖5.2-2菜種交變電流的波形個恒定電流的值〔IU〕叫做這個溝通的有效值.課本第一次明確地用一個周期T來定義有效值，使得有效值的概念更加準(zhǔn)確.正弦交變電流的有效值與峰值的關(guān)系/20.707/V2效值就依據(jù)有效值的定義去求解。于交變電流的最大值，但熔絲的選擇應(yīng)據(jù)有效值來確定其熔斷電流；④一般狀況下所說的交變電流的數(shù)值，假設(shè)無特別說明，均指有效值。q=7to三、交變電流的圖象到以下信息：①交變電流的電大值JT②推斷電流、電壓的大小和方向隨時間的變化狀況7僦圖線斜率推斷)④推斷線圈中磁通量的變化狀況。四、典型例題例1.求課本38頁圖5.2 2所示交變電流的有效值.例2.—電阻接在10V直流電源上時，電功率為10W,假設(shè)改接在某溝通電壓上，電功率為5W,設(shè)電阻值不隨溫度變化而變化，求此溝通電壓的最大值.(10V)例3.距形線圈在勻強(qiáng)磁場中以其一條邊為軸作勻速轉(zhuǎn)動，磁場方向與轉(zhuǎn)軸垂直，線圈中感應(yīng)電動勢隨時間的變化圖線如下圖，則匸T/12時刻，線圈平而與中性而的夾角為多大？(兀/3)4.如圖邊長為L的單匝正方形線框，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為BR,當(dāng)ab3(1)2外力所做的功；(2)流過線框?qū)Ь€截面的電量［析］值求熱量。一般是先求最大值，再求有效值。

b c線框轉(zhuǎn)過彳的過程中，線圈內(nèi)產(chǎn)生的電動勢最大值為：Emmm

=BS(o=BcoLr電動勢的有效值為￡

E_BcoL? 線圈轉(zhuǎn)過彳所用的時間為“牛二僉Q=—=［典型錯解］E=—=—

kry線圈內(nèi)R 1

,2*2E- ( 41“7T

兀 2亦厶4△/ 茲

R R 2co 2(2)流過導(dǎo)線截面的電量：qJ、，

E-9E

= ??q=

△①Bl}■R R R習(xí)題課一、關(guān)于有效值的計算①按正弦規(guī)律變化的交變電流［例1］如下圖的交變電流，其正方向和反方向局部都是正弦交變電流的一局部，求此交變電流的有效值。［解析］R,T內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：Q=(^.2R-T+(^ZR~=\50RTA/2 3V23又設(shè)某一電流為I的直流電通過該電阻，在T時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也為Q,即Q=I2RT=150RTI=V150=12.5A②按其他規(guī)律變化的交變電流［2］如下圖為一交變電流的圖象，則它的有效值為()A.5AC.5屈

B.10AD.10屈

0 0J-；~-10［2］如下圖，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下,L的在磁場中有-?個邊長為正方形剛性金屬框，ab邊質(zhì)量為其他三邊質(zhì)量不計。金屬框的總電阻為R,cd邊上裝有固定的水平軸，現(xiàn)在將金屬框從水平位置由靜止釋放，不t恰好以速度va”b”cd,求時間t內(nèi)金屬框小產(chǎn)生感應(yīng)電流的有效值。［解析］金屬框繞cd轉(zhuǎn)動過程中，產(chǎn)生變化的感應(yīng)電流，應(yīng)根據(jù)量為：Q=mgL-—/nv22設(shè)有效值為I,則Q=I2Rt 解得：1= 2mgL-inv^2Rt-［誤會一］感應(yīng)電流的最大值為Im=BLv,故其有效值為MJV2=BLv/V2。有兩點錯誤:①金屬框到達(dá)豎直位置時，ab邊的速度并非最大；②金屬框并非勻速轉(zhuǎn)動，金屬框中感應(yīng)電流并非按正弦規(guī)律變化。［誤會二］匸2二竺二也，這里將有效值與平均值混為一談。RRMRt二、溝通電路的分析和計算路歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點來處理，但在溝通電路中要留意區(qū)分有效值、瞬時值和最大值。溝通電路有兩種問題：發(fā)電機(jī)線圈通過滑環(huán)、電刷與外電路相連。［1］abed0.05m2o100匝，線圈電阻為1Q,外接兀R=9Q,BT,當(dāng)線圈以300r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時，求：(1)假設(shè)從圖示位置開頭計時，線圈轉(zhuǎn)過丄s時，兀(2)電路中電壓表和電流表的30示數(shù)各是多大？『解析］由于從線圈平面與磁場平行時開頭計時，故線圈中感應(yīng)電動勢瞬時值表達(dá)式為e=Emcoso)t,分別求出3、Em數(shù)值,代入e=Emcoswt就得瞬時值表達(dá)式,再將t=^s代入表達(dá)式就可以求得電動勢的瞬時值；電壓表的示數(shù)是R兩端電壓(路端電壓)，且電壓表和電流表示數(shù)均為有效值。G)=2nn=10nrad/s線圈中感應(yīng)電動勢最大值Em=NBSG)=100xlX0.05XI0n=50V71線圈中感應(yīng)電動勢瞬時值表達(dá)式e=50cosl0nt-50cOs〔10.X±>25V電動勢有效值E=

E,“_50=35.4V(3)I二—L二空=3.54AR+r9+1電壓表示數(shù)UIR=3.54X9=31.86V［易犯錯誤］①誤將線圈的轉(zhuǎn)速n視為角速度3；②計算Em時未考慮線圈的匝數(shù)；③謀認(rèn)為e=EmsinG)t:④誤用瞬時值作為電壓表和電流的示數(shù)。線框的某一條邊作為切割感應(yīng)線作為電源，其余各邊作為外電路的一局部L=0.1m,每邊電阻r=I B=0.3^2Tcd邊勻速轉(zhuǎn)動，角速度a)=700rad/s.c、d兩點與外電路相連，外電阻R=1Q,R消耗的電功率。I解析］線圈轉(zhuǎn)動時，只有ab邊切割磁感線產(chǎn)生電動勢，ab邊相當(dāng)于電源，等效電路如圖所示。abEm

=BS〔o=Bcol〕=0.3^2X700X0.01=2.5血V電動勢有效值￡=V2電路的總電阻尺門=3—^J3.5Q心 r+RabI^―—二^0.6A.R3.5

E、rRP=(-)2R0.09W2三、交變電流的圖象與圖象有關(guān)的問題可分為兩類：要留意爭論圖線的縱截距、橫截距、圖線切線斜率及圖線下方所掩蓋而積的物理意義。運(yùn)用圖象。借助于圖象來爭論某些問題，往往會顯得更為直觀、簡捷。［1］單匝距形線圈在垂直于線圈平面的勻強(qiáng)磁場中化，求〔1〕在0?0.05s內(nèi)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和平均值；i=0.1s時，線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值。［解析］〔1〕由圖線可知線圈轉(zhuǎn)動過程中，穿過線圈磁通量最大值為*m=2X102Wbt=0U，線圈平面與磁場平彳亍，t=0時刻，線圈平面與磁場垂直，所以在0?0.05s內(nèi)穿過線圈的磁通量變化為A〔|〕二〔］〕滬2X10-2wb,故線圈中感應(yīng)電動勢平均值為：二券需t=0.1s時，穿過線圈的磁通量d〕=0,線圈平面與磁場平彳亍，故此時感應(yīng)電動勢最大，所以〔2〕由圖可知：周期T=02s,則 G)=—=10nrad/so)mt=0.1s時感應(yīng)電動勢為e=Em=BSw=w4〕=10nX2X102=0.2nVm［常見錯誤］看圖時，常誤認(rèn)為穿過線圈的磁通量最大值嘰尸2Wb［例2］如下圖，在長直導(dǎo)線下方放一單匝不閉合的距形線框，線框 ￡ 和直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中通以交變電流i=IOcos2nt,設(shè)電流向右為正，則在t二0到t=ls的時間內(nèi)，相對b端來說，a端電勢最高的時刻 ob_是哪些？懈析］a、b兩點間的電勢差等于線框中感應(yīng)電動勢c,c詈=宦直導(dǎo)線中電流i成正比，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率蘭與直導(dǎo)線中△f電流的變化率生成正比，即e與色成止比。通過爭論竺即可△f ArAr知道a>b兩點間的電勢差的狀況。直接由表達(dá)式i=10cos2nt很難看出-的狀況,為此作i-t圖象如下圖〔電流向右為正〕,圖線切線的斜率即為電流的變化率詈，由圖線易知，t=0.25s和Z.75S時，切線斜率最大,

B與即竺最大，a>b兩點間的電勢差也最大，再據(jù)楞次定律可知：匸0.75s時刻，相對b端來說,Ara端電勢最高。U=120V,f=50Hz,向一霓紅燈供電。假設(shè)霓紅燈的激發(fā)電壓和熄滅電壓均為Uo=6OV2V，試估算在一分鐘內(nèi)，霓紅燈發(fā)光的時間有多長？為什么人眼不能感覺這種忽明忽暗的現(xiàn)象？［解析］Um=120V2V1=0U=0,則溝通電瞬時值表達(dá)式為:u=Umsin2nft,u=120^2sin100nt如下圖，畫出一個周期內(nèi)交變電流的u—t圖象，其中陰彫局部對應(yīng)的時間t|表示霓紅燈不能發(fā)光的時間，依據(jù)對稱性，一個周期內(nèi)霓紅燈不能發(fā)光的時間為4“因此不妨先t|ou=Uo=6OV2Vu=120-^2sinlOOnt

解得:t沽由對稱性求得-個周期內(nèi)能發(fā)光的時間為：M=T-4t1=±-4xX=±Lx丄=40s1/5075很明顯，霓紅燈在工作過稈中是忽明忽暗的，而熄滅的時間最長只有1/300S〔如圖從t?時刻到t3時刻〕，由于人眼具有視覺暫留現(xiàn)象，而這個視覺暫留現(xiàn)象的時間約有l(wèi)/16s,遠(yuǎn)大于1/300S,因此經(jīng)過霓紅燈光刺激的人眼不會由于短暫的熄滅而有所感覺。［說明］表達(dá)式，求出半個周期內(nèi)到達(dá)此值的兩個時刻b和切并求出相應(yīng)的時間Atyg二是利用交變電流簡捷。§3.電感和電容對交變電流的影響I教材分析［課標(biāo)要求］有阻礙作用，知道影響感抗大小的因素變電流有阻礙作用，知道彫響容抗大小的因素.【教學(xué)重點］讓學(xué)生知道電感和電容對交變電流的影響，并能定性解決有關(guān)問題.n教學(xué)建議中影響電流與電壓關(guān)系的是否只有電阻呢？［演示］下的燈泡亮度?，F(xiàn)象：接通直流時，燈泡較亮，接通溝通時，燈泡較暗試驗結(jié)論：電感對交變電流有阻礙作用感抗：表示電感對交變電流阻礙大小問題：感抗的大小與哪些因素有關(guān)？演示：調(diào)換電感不同的線圈、轉(zhuǎn)變交變電流的頻率來做試驗現(xiàn)象：L越大、f越高，燈越暗結(jié)論：線圈的自感系數(shù)越大、交變電流的頻率越高，阻礙作用越明顯，感抗越大留意：感抗的大小不僅與線圈構(gòu)造有關(guān)，而且與通過的溝通電〔頻率〕直流不同的特性實際應(yīng)用：“通直流、阻溝通”扼流圈的作用是“通低頻、說明：由于一般的直流電源的電壓和交流按圖示電路進(jìn)展試驗，在MX兩點間分別用直流MN間電壓表示數(shù)相等.學(xué)生思考：請學(xué)生闡述教材41頁圖5.3-2中紅色虛框中一段話的道理。二、交變電流能夠通過電容器交變電流能夠通過電容器［演示試驗］如圖5.3 4,把白熾燈和電容器串聯(lián)起來，先把它們接到直流電源上，再把它們接到溝通電源上。觀看燈泡的發(fā)光狀況“這個試驗說明白什么？ifOO 現(xiàn)象：接直流時，燈不亮，接溝通時，燈泡亮了。結(jié)論：直流電不能通過電容器，而交變電流能“通過”電容器。問題：電容器兩極板被絕緣電介質(zhì)隔開了，為什么有電流通過燈泡?交變電流通過電容器的機(jī)理分析結(jié)合教材42器，電容器對交變電流有什么樣的作用呢?三、電容器對交變電流的阻礙作用［演示］①把電容器從溝通電路取下來，使燈泡直接與溝通電源相連，觀看燈泡的亮度變化情況。②用較大的電容器接入溝通電路，觀看燈泡亮度變化.③轉(zhuǎn)變溝通的頻率，觀看燈泡的亮度變化狀況.現(xiàn)象：電容越大，燈泡越亮，溝通頻率越高，燈泡越亮。電容器對交變電流有阻礙作用容抗：反映電容器對交變電流阻礙作用的大小抗的大小不僅與電容器構(gòu)造有關(guān)，而且與通過的溝通電〔頻率〕特性。實際應(yīng)用：通溝通、阻直流，通高頻、阻低頻。思考：1.讓學(xué)生思考教材42頁“說一說”欄目中的問題.2.43頁中的問題與練習(xí).§4.變壓器I教材分析和溝通電的區(qū)分。［1能應(yīng)用電磁感應(yīng)學(xué)問分析變壓器工作原理能通過試驗探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系并能運(yùn)用所得結(jié)論解決問題知道抱負(fù)變壓器，知道生活和生產(chǎn)中常見的變壓器及其作用［教學(xué)重點］探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系［教學(xué)實施建議］u教學(xué)建議由教材P24思考與爭論中的試驗演示引入變壓器88連対小燈泡上〔541〕?小燈泡牙能發(fā)尢嗚？說出你的道圧連按電路.揍通電涼.疔看你說的甘不n小燈泡會亮嗎？一、變壓器的原理構(gòu)造：①閉合鐵芯②兩組線圈：與溝通電源連接的線圈叫做原線圈〔初級線圈〕與負(fù)載連接的線圈叫做線圈〔次級線圈〕互感在原線圈上加溝通電壓U|,線圈產(chǎn)生交變磁場，磁感線被約束在鐵芯里，〔漏磁無視〕，交變磁場的磁感線通過原、副線圈時，都產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，假設(shè)副線圈電路閉合，由于副線圈上就有肯定的電動勢，在副線圈中就產(chǎn)生交變感應(yīng)電流，感應(yīng)電流也產(chǎn)

Ui n2QU2Tn原線圏熱.最終在副線圈上有肯定的輸出電5。

副線圏的根底，即使原、副線圈之間沒有導(dǎo)線連接，但由于互感現(xiàn)象，副線圈中還可以輸出電流。變電器只能在溝通電路中才能正常工作。變壓器的電路符號：二、探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系.猜測：線圈兩端的電壓與線圈的匝數(shù)可能有什么關(guān)系？試驗探究：試驗儀器：學(xué)生電源〔低壓溝通電源12V〕,可拆變壓器，多用電壓表〔溝通電壓檔〕.mS2,2對副線圈電壓”2的彫響.n]= U!= 1 2 3 4 5n?結(jié)論： 1】2SD,對副線圈電壓“2的影響.r)9=

U產(chǎn) 1 2 3 4 5niu2結(jié)論： 3?總結(jié):三、電壓與匝數(shù)的關(guān)系變壓器原.副線圈的電壓之比等于兩個線圈的匝數(shù)之比即:U2n2假設(shè)耳>心則降壓變壓器z?1<n2U>U升壓變壓器2 ｝叫做變壓系數(shù)〔交壓比〕n2四、抱負(fù)變壓器能量損耗：①電流通過線圈時，由于線圈導(dǎo)線有電阻，因此線圈會發(fā)熱②鐵芯在交變磁場中，會因產(chǎn)生渦流而發(fā)熱抱負(fù)變壓器：上述電壓關(guān)系只適用于抱負(fù)變壓器。抱負(fù)變壓器的功率關(guān)系：抱負(fù)變壓器的輸入功率與輸出功率相等。抱負(fù)變壓器中各物理量變化的打算因素抱負(fù)變壓器原、副線圈的匝數(shù)不變時：U］U2U尸乜U「U］不變時，不%論負(fù)載R變化與否，th不會轉(zhuǎn)變輸出電流【2打算輸入電流【1。在輸入電壓U］—定的狀況下，輸出電壓6也被完全R增大時，【21|相應(yīng)減小，當(dāng)負(fù)載電阻R減小時，【2增大，則I］相應(yīng)增大。輸出功率P2打算輸入功率P1。抱負(fù)變圧器的輸入功率與輸出功率相等，即P1=P2O在輸入電壓U|—定的狀況下，當(dāng)負(fù)載電阻R增大時，【2減小，則變圧器的輸出功率P2=U2I2減小，輸入PlR減小時，【2P2=u2l2增大，則輸入功Pl也將相應(yīng)減小。五、常見變壓器1?口耦變壓器2.調(diào)壓變壓器3?互感器〔47頁，科學(xué)閑逛〕六、典型例題1.22011V,18匝，8V,求〔1〕原線圈匝數(shù)；〔2〕變，則兩種狀況下，原線圈中輸入電流之比為多少？〔1〕1320匝;〔2〕121/64習(xí)題課〔含有變壓器的電路的分析和計算〕一、電壓、電流.功率的計算器的輸入和輸出各有關(guān)物理量間的關(guān)系,包括電壓關(guān)系、電流關(guān)系和功率關(guān)系。［例1］如下圖，抱負(fù)變壓器原、副線圈分別接有一樣的口熾燈，原、副線圈匝數(shù)比為山52=2:1,U,L2o［1Ui、U2,在原線圈電路中有：U=U.+/.據(jù)變壓器原、副線圈電壓比可得：U}=2U2=2ULI因LI、L?兩燈一樣，貝I」：U=IRU=IRL} } L2 2原副線圈的電流比 厶=仝=丄由上述各式可得：‘22U=-ULL25［例2］—降壓變壓器副線圈中有一個抽頭，如下圖，己知線ni:n2:n3=54:3:1,S116V,燈泡S2時，電流表示數(shù)減小了35.0mA,這一過程中原線圈的輸入電壓U|不變，求小燈泡的額定功率。［解析］$接1時，仏=從U、= —?U.=—xl6=216V3Un+/i32 2

n+/z 4323S接2時，U.=— =—x2l6=l2V54/2IJ2［J據(jù)功率關(guān)系可得：—二UQIRR［j-小燈泡的額定功率P十解得ww二、動態(tài)變化問題分析關(guān)系。［例3］如下圖為一抱負(fù)變壓器，S為單刀雙擲開關(guān)，P是滑動變阻器的滑動觸頭，U］為加在原線圈兩端的電壓，h為原線圈小的電流，以下說法屮正確的選項是 〔〕UiP的位置不變，Sab時，I】將增大3P的位置不變，Sba時，R消耗的功率將減小U］不變，SaP上滑時，h將增大P的位置不變，SaU］增大時，h將增大［解析］A.Sab,U5〕增大，輸出“%電流仏〔二乞〕增大，故/,〔=/〕增大，A對。2R HlSba,原線圈匝數(shù)山增大，5RP〔二〔/￡//?〕減小，B對。P上滑時，R增大，R消耗的功率減小, 輸入功率IiUi減小, 故h將減小，C錯。U|增大，5【2增大，故I］增大,三、線圈的連接問rlj

D對。b、cIJ^/=U+Ua、c相接,貝0U=U-U3〔n2n〕3

2 3 bd 3 2［4］抱負(fù)變壓器原線圈匝數(shù)山=1100220V交變迫壓，兩組副線圈匝數(shù)分別為n2=10匝、也=35匝，線圈繞向如下圖，現(xiàn)要把兩只“6V、0.9W”的燈L|和一只“3V、0.9W”的燈L2接入變電器副線圈，并能正常發(fā)光，在圖中畫出正確的接線方法，并算出此時原線圈中電流為多大？［解析］心和“3兩端電壓=-^-x2202V從bd連接，ac兩端的電壓將為9V

1100“6V、9W”R}

=^-=40QP\

“3V、0.9W”燈的電阻7?2=-^-=10Q2所以假設(shè)將兩只“6V、0.9W”的燈并聯(lián)再與一只“3V、0.9W”的燈串聯(lián)，接到9V電源上，“6V、0.9W”的燈兩端將分得6V電壓，“3V、0.9W”的燈將分得3V電壓，3燈均能正常發(fā)光。bd端連接，將兩只“6V、0.9W”燈并聯(lián)，再與一只“3V、0.9W”ac兩端即能滿足題意，電路接線如圖。由戶入二f可得原線圈中的電流人= 0.9x3=0.012A220§5.電能的輸送I教材分析［1知道輸電線上電能損失與輸送電壓的關(guān)系.生疏遠(yuǎn)距離輸電時，承受髙電壓輸電可減小輸電線上的電能損失.關(guān)注我國電力工業(yè)的進(jìn)展?fàn)顩r［教學(xué)重點］遠(yuǎn)距離輸電的根本方式：低壓發(fā)電一高壓輸電f低壓用電II 教學(xué)建議由輸送電能的根本要求：“牢靠”、“保質(zhì)”、“經(jīng)濟(jì)”開放，重點提出怎樣減小電能損失？一、輸電線上的功率損失和電壓損失如下圖：設(shè)發(fā)電廠輸出電壓為U,輸出功率為P,輸電線路中電流為I,輸電線總電阻為r,〔圖中導(dǎo)線電阻集中為一個電阻r〕::i:I::發(fā)電廠r:用戶［f s:: yi.輸電線路損失的功率片賈輸電線中的電流為：/=—〔IHU/r〕U7P2輸電線上的功率損失：卩損=Ir=—-rU22.電壓損失：U損=Ir3.用戶兩端的電壓：U=U_U損留意：學(xué)生常常簡潔將導(dǎo)線上的電壓損失與輸電壓混淆，教材54頁中“問題與解答”中的第2題就是針對這種錯誤而設(shè)計的，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)展?fàn)幷?。二、減小輸電損耗的途徑P損二仟可知，有兩種途徑可以減小輸電損耗：1?減小輸電線電阻①選用電阻率較小的金屬材料，如用銅、鋁等材料來制造輸電線.②增大導(dǎo)線的截面積.但導(dǎo)線截而積的增加是有肯定限度的，過粗的導(dǎo)線會消耗太多的金屬材料，且輸電線太重，給鋪設(shè)工作帶來困難，所以這種方式并非減小輸電損耗的較抱負(fù)的方法。2.減小輸電電線中電流思考：幾分之一？②通過上述計算，你認(rèn)為哪個途徑對于降低輸電線的損耗更為有效？③怎樣減小輸電電流？I=U/R,所以要減小輸電電流必需提高輸電電壓。合考慮各種因素，如輸送功率的大小、距離的遠(yuǎn)近、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求等，依照不同的狀況選擇適合的輸電電壓.三、電網(wǎng)供電遠(yuǎn)距離輸電電路示意圖升壓變壓器 降壓變壓器輸電過程中的兩個關(guān)系：輸電線中電流02=Is〕①輸電過程的電壓關(guān)系：6611損

八*輸電線電壓損失〔2R〕*降壓變壓器原線圈電壓*升壓變壓器副線圈電壓?1 ?8

----?2 1力2②輸電過程的功率關(guān)系:P1=P^+P4

R》用戶得到的功率〔降壓變壓器副線圈輸出功率〕A發(fā)電機(jī)輸出功率〔升壓變壓器原線I 的輸入功率〕電網(wǎng)線、變電站，將很多電廠和寬闊用戶連接起來，形成全國性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò)，這就是電網(wǎng).〔作為閱讀材料，讓學(xué)生自己閱讀〕直流輸電超導(dǎo)電纜輸電五、典型例題例1.一發(fā)電站的發(fā)電機(jī)輸出功率為50kW,機(jī)端電壓為250V,發(fā)電站通過輸電線向遠(yuǎn)處輸電，假設(shè)輸電線總電阻為80Q,要求輸電線上的功率損失不超過輸電總功率的4%,用戶需要的電壓為220V,求發(fā)電站所用升壓高壓器和用戶所用降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比。［解析］輸電原理如下圖：發(fā)電機(jī)輸出電流/.=—=^^-=200AU\250=PX4%5OX1O3XO.O42X103W輸電線上電流人=將=再獸=5A升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比^=^=n/,2

200 40

=—X250=104V4 1XU損=//?=580=400VX2U=Uy 2

-U

=104-400=9.6X103V降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比魚=￡1二空竺二列方法提示：

nU220 114 4的相應(yīng)位置。的關(guān)系及輸入功率和輸出功率的關(guān)系。單元測試卷班級 姓名 成績 一、選擇題〔每題5分，共35分，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確。全420分。〕—只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢為e=10V2sin〔4nt〕V,以下表達(dá)正確的選項是〔 〕交變電動勢的頻率是4irHzt=0時，線圈平面跟中性面垂直t=0.5s時，e有最大值交變電動勢的周期為0.5s以下說法中正確的選項是〔〕交變電流的有效值就是平均值耐壓為300V的電容器不能接在220V的溝通電壓上抱負(fù)變壓器的輸入功率由輸出功率打算對變壓比肯定的抱負(fù)變壓器，副線圈電壓U2是由原線圈電壓Ui打算的把電熱器接到110V的直流電源上，每秒產(chǎn)生的熱量為Q,現(xiàn)把它接到溝通電源上，每秒產(chǎn)生的熱量為2Q,則溝通電壓的最大值是〔 〕A.110^2V B.220^2V C.220V D.110V一抱負(fù)變壓器的原、副線圈匝數(shù)Z比為2:1,假設(shè)將原線圈接在6V的干電池組上，則副線圈的電壓是〔 〕A.12V B.3V C.0 D.0.25V某溝通發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系如下圖，假設(shè)其他條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則溝通迫動勢的最大值和周期將分別變?yōu)椤?〕A.400V,0.02s B.200V,0.02sC.400V,0.08sD.200V,0.08s如下圖，表示一溝通電壓隨時間變化的圖象，此溝通電圧的有效值約為〔 〕40VC.25V

B.20VD.10V的示數(shù)1|、【2、【3的大小關(guān)系是〔