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，它是第四章“電磁感應”知識的具體應用。本章也是《高中物理選修3-1》第二章“恒定電流”內容的進一步擴展。通過這一章的學習使學生了解到，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情分析】根據學生認知規(guī)律，高中學生的認知特點：對相似知識點的理解不很清楚，容易混淆。對于多變量，多過程，動態(tài)變化的問題，學生一時很難統(tǒng)籌全局，在處理此類問題的時候，往往出現顧此失彼的現象。為了幫助學生克服以上困難，本節(jié)復習課從學生角度出發(fā)，設計很多幫助學生理解知識的解題技巧，提高學生學習效率。【教學目標】1、通過引導學生，逐步喚醒學生對交變電流的基本知識的回憶；2、通過復習，進一步解決學生在新授課時出現的問題：（1）圖像題求解的技巧和方法；（2）區(qū)別交變電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值的使用方法；（3）變壓器的動態(tài)變化分析和電能輸送中的能量守恒?！局攸c難點】1、區(qū)別交變電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值的使用方法；2、變壓器的動態(tài)變化分析和電能輸送中的能量守恒【教學進程】一、交變電流的描述1、交變電流的特點學生總結：交流電的圖像分布在t軸兩側，直流電的圖像分布在t軸的同側?！菊n堂預設】此知識點的形象性很強，學生掌握起來比較容易。通過填寫導學案，學生自主回顧這部分知識點即可。2、交變電流的產生學生總結：從中性面位置開始，，其中：Em==。在中性面位置：磁通量最大，感應電動勢0，磁通量的變化率0；在垂直中性面位置：磁通量0，感應電動勢最大，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）【課堂預設】兩個重要位置：中性面位置和與中性面垂直的位置。這兩個位置都有什么樣的重要特征？學生對這些知識點可能有些混淆。尤其是處理圖像題缺乏章法。通過填寫導學案，教師設計巧妙的問題，以課堂提問的方式引導學生思考。{難點突破}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、圖像與坐標軸的交點等。根據這些信息，再利用上一些基本關系式，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、交變電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值【課堂預設】這四個值在應用起來非常容易混淆，學生不知道該用哪個值進行解決問題。通過課堂講授的方式，對學生理解知識起到撥云見日的效果。{難點突破}問題的關鍵在于學生對這四個值的概念的理解還不夠深入，加強對物理概念的講解。另外，要探討一下這四個值的聯系和區(qū)別。例如：（1）瞬時值交變電流在某一時刻的電流、電壓值。如，t=t1時刻，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）有效值本質上就是一個恒定電流。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算電熱、電功和電功率的。（4）平均值電動勢，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點鞏固做【能力提升】第3題。二、變壓器的特點與規(guī)律1、變壓器的特點學生總結：n1、n2線圈的磁通量、磁通量的變化率相同，每匝線圈產生的感應電動勢相同。2、變壓器的規(guī)律：（1）一對一：學生總結：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）一對多：學生總結：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?！菊n堂預設】變壓器的特點和規(guī)律容易理解，學生掌握起來比較容易。變壓器的動態(tài)分析，學生往往在這個地方丟分。教師應該為學生提供解題技巧并親身示范，使技巧深入學生的心中。{難點突破}需要分析的因素較多，學生一時難以縱觀全局。我們可以讓學生這樣來做，認真分析“誰變了，誰沒變，導致了什么如何變化了”。根據物理規(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，P是滑動變阻器R的滑動觸頭，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，則I1減小解析：A選項，R、U1不變；n2增大。由電壓關系，U2要增大，所以R上消耗的功率增大。學生：B、C、D選項由學生解答…………教師引導學生完成《專題：交變電流》的導學案變壓器這一部分。三、電能的輸送學生總結：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=。【課堂預設】電能輸送的電路圖中，共有兩個變壓器，三個閉合回路。電路復雜，電路中的關系式比較多而雜。學生掌握起來有些困難。教師帶領學生仔細觀察這個復雜電路的特點，總結其中的規(guī)律。詳細情況見導學案。{難點突破}幫助學生理清電路中的關系式，關鍵是引導學生搞清楚高壓輸電的電路結構圖。關系整理清楚了，運用起來會更輕松、更準確。例如：某村在較遠的地方建立了一座小型水電站，發(fā)電機的輸出功率為100kW，輸出電壓為500V，輸電導線的總電阻為10Ω，導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)因為P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