交变电流的复习的教案

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时间: 2月21日 星期四 主(中心)备课人:陈建春 授课人:
年级 高二 教材 人教版 选修3-2 章节 第五章 第 课时

课题 交变电流的复习 课型 新授课 累计第 课时
教 学 目 标 知识技能目标 1. 交流电的产生.交流电的图象、最大值、有效值、变压器原理
2、知道“便于远距离输送”是电能的优点,知道输电过程。
3、发电机及其产生正弦式电流的原理,正弦式电流的图象,最大值与有
效值,周期与频率
过程方法目标 通过思考、讨论、阅读,培养学生阅读、分析、综合和应用能力

情感态度与价值观目标 培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度。
教学重点 交变电流的四值。
教学难点 理解高压输电原理
教具
教学方法 自学讨论法、阅读法、讲解法。
教学过程
教师行为 学生行为 设计意图




默写: 1、 变压器的原理 2、 变压器的电流、电压、功率的关系 限时完成 检查效果

知识讲解 专题一 交变电流的产生及变化规律
一、本专题考点:发电机及其产生正弦式电流的原理,
正弦式电流的图象,最大值与有效值,周期与频率,
属Ⅱ类要求.
二、理解和掌握的内容
1.交流电的定义:强度和方向都随时间作周期性变化
的电流叫做交流电.
2.交流电的产生:
(1) 装置及产生方式:如图14-1,当线圈在匀强磁场
中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生的
交流电是随时间按正弦规律变化的,这种交变电流叫
做正弦式交流电.
(2)原理:电磁感应.在研究交流电的方向时要抓住楞
次定律,在研究电动势的大小时要抓住法拉第电磁感
应定律.
3.交流电的变化规律:正弦式交流电的电动势.电
压.电流都是按正弦规律变化的.
(1) 瞬时值表达式:
①当从中性面开始计时:
e=Emsinωt i=Imsinωt u=Umsinωt
其中Em=NBSω
②当从线圈平面转到与中性面垂直的位置开始计时:

学生回答 学生回答 学生回答 学生回答 学生对比 学生回答
培养学生复习
的能力

培养学生观察
能力

培养学生实验
能力
e=Emcosωt i=Imcosωt u=Umcosωt

中Em=NBSω
(2) 图象:
(3)几个进一步说明的问题:
①中性面:即与磁感线垂直的平面.是一个客观存在
的平面,与线圈的转动情况无关.
②每当线圈转到与中性面重合的位置时电动势为零,
每当线圈平面转到与中性面垂直的位置时电动势最
大.
③线圈每转到中性面的位置,交流电的方向改变一次,
一个周期内交流电的方向改变两次.
④线圈在磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,
所产生的感应电动势的最大值为:Em=NBSω.即Em仅由
N、B、S、ω
四个量决定,与轴的具体位置和线圈的形

状都是无关的.
4.最大值与有效值
(1)最大值:交流电的电动势、电流、电压的瞬时值
不断变化,各自的最大值分别称为它们的最大值,亦
称为峰值.
(2)有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应规
定的,即让交流电和直流电通过相同的电阻,如果它
们在相同的时间内产生相同的热量,我们就把这一直
流电的数值叫做交流电的有效值.
① 正弦式交流电的有效值和最大值的关系:

Em=2mE,I=2m,U
=2mU

② 各种电器设备标定的额定电压、电流值,交
流电压表的测量值,凡没有说明的都指有效值.
(3)平均值:交流电的平均值是交流电的图象中波形
与横轴(t轴)所围面积跟时间的比值,有时也用

E=n
t


来求.

5.周期与频率
(1)周期和频率:周期指交流电完成一次周期性变化所
需要的时间,频率指交流电在1s内完成周期性变化的

次数.它们之间的关系是T=f1.它们都是描述交流
电变化快慢的物理量.我国市用交流电的周期是
0.02s,频率是50Hz.
6.难点释疑
(1)如何理解线圈平面转到中性面时磁通量最大,电
动势为零;而线圈平面与中性面垂直时磁通量为零,电

学生推导 学生总结及记忆 学生识记 学生阅读教材 学生举例 学生回答 学生思考现象原因 学生讨论思考与讨论 学生跟着画图 培养学生分析
及合作能力

培养学生总结
及理解能力

培养用实验的
能力。

培养学生分析
能力
动势最大呢? 因为根据法拉第电磁定律E=t知感
应电动势的大小不是与磁通量Φ直接对应,而是与磁
通量的变化率成正比.线圈经过中性面时虽然磁通量
最大,磁通量的变化率却为零;线圈平面与中性面垂直
时磁通量虽然为零,磁通量的变化率却最大.

(2)有效值为最大值的21这一关系只适用于正弦式
交流电.如果不是正弦式交流电求有效值,则应根据
有效值的定义从电流的热效应入手.
(3)正弦式交流电在某段时间内的平均值不等于这段

时间始末两瞬时值的算术平均值,即E≠221EE,
因为它不是线形变化.对正弦式交流电,整数个周期
内的平均值为零,没有实际意义,半周期内的平均值

是最大值的2.
(3)计算热量和功率以及确定保险丝的熔断电流时,
要用交流电的有效值;在计算通过导体的电量时要用
交流电的平均值;在考虑电容器和二极管的耐压值时,
则应对应交流电的最大值.
[例题精析]
例题1 一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场
方向的转轴匀速转动,在转动过程中,线框中的最大
磁通量为Φm,最大感应电动势为Em,下列说法中正确
的是
A.当磁通量为零时,感应电动势也为零
B.当磁通量减小时感应电动势在增大
C.当磁通量等于0.5Φ时,感应电动势等于0.5Em
D.角速度ω等于Em/Φm
例题2如图14 - 5所示直导线通以交流电i=
Imsinω
t. 则由t
=0开始的一个周期内,在矩形线框中产生

的感应电流强度的变化是
A.减小、增大、减小、增大
B.减小、增大
C.先增大、后减小
D.增大、减小、增大、减小
变式训练:
一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以其中一条边
为转轴,做匀速转动,磁场方向与转轴垂直,线圈中
感应电动势e与时间t的关系如图14-6所示.感应电
动势最大值和周期可由图中读出.则磁感应强度

学生思考现象
原因
学生讨论思考
与讨论

学生思考及回答 学生与实际生活相联系 学生识记 学生分析计算 学生识记 学生分析解答 学生计算 学生分析解答 培养学生的总结能力

培养学生分析
能力

培养学生总结
能力

培养学生的分
析能力

培养学生的实
际应用能力

图14 - 5
= .在t=12T时刻,线圈平面与磁感应强
度的夹角= .
例3匝数为100匝的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,
如图14-6(甲)所示,其感应电动势随时间变化的图
像如图14-7(乙)所示.线圈的总电阻为20Ω.
(1)写出电流强度随时间变化的表达式.
(2)设线圈在图甲位置时开始计时,则经过多长时间
电流强度为2.5A?
变式训练:如图14-8所示,边长为a的单匝正方形线
圈在磁感强度为B的匀强磁场中,以OO/边为轴匀速转
动,角速度为ω,转轴与磁场方向垂直,线圈电阻为
R
.求:

(1)线圈从图示位置转过2的过程中产生的热量Q.

(2)线圈从图示位置转过2的过程中通过线圈某截
面的电量.
例题4 如图14-9所示,是一交流电压随时间变化的
图象,此交流电压的有效值为多大?
变式训练:(1)由图象可知,该交流电的周期为0.3s,
如认为其周期为0.2s则必产生错解.(2)恒定电流通
过纯电阻产生的热效应与电流的方向无关,不存在相
互抵消的作用.(3)思考:若上述交流电通过
R=100
Ω的电阻,在0.3s内通过该电阻的电量是多少?

学生分析解答
学生分析解答
学生分析解答
学生分析解答

培养学生分析
能力

巩固学生所学
知识

课堂 反馈 1、 完成导学案中的预习案相应练习 学生回答 学生演板 巩固所学知

能力提升 导学案中导学测评 学生分析演算 提高学生分
析能力

课堂小结

作业设计 1、 完成导学案中的导学测评相应练习



板书设计
(一)知识结构

交变电流(正弦式交流电)
产 生
描 述
输 送

单项变压器 远距高压输电 瞬时值 峰 值 有效值 周期频率 图 象 三