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第五章 交变电流_本章总结-教案-yi
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上传时间: 2014-08-16
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第五章 交变电流复习 （教案）
【教材分析】
这一章讲述的交变电流知识，是第四章“电磁感应”知识的具体应用。生活中主要使用的交变电流就是应用电磁感应现象产生的。本章也是《物理选修3-1》第二章“恒定电流”内容的进一步扩展。本章共有5节，大致可以分为三个单元。第一单元包括第1、2两节，介绍正弦交变电流的产生和描述，这是本章的概念基础；第二单元为第3节 ，讨论的是在简单的交变电路中，电感、电容元件对交流电流的影响（不做教学要求）；第三单元包括第4、5节，了解在生产和生活中广泛应用的变压器原理，及其在电能输送中所起的作用。 复习的重点是交流电的的变化规律及其描述（包括图象）、有效值的概念、理想变压器的原理、电能输送中相关计算等。复习过程中，要注意适量训练，提高综合应用能力。
【教学目的】
（一）知识与技能
(1)使学生系统掌握交变电流的基本知识。
(2)掌握交变电流中几种典型问题的处理方法。
（二）过程与方法
(1) 通过复习本章的基础知识，让学生对本章知识有系统全面的了解。
(2) 通过专题指导的学习，培养和提高学生的综合分析和联系实际解决问题的能力。
（三）情感、态度与价值观
通过对专题知识分析、讨论，培养学生敢于发表自己观点，善于合作的良好习惯。 【教学重点】： 基础知识
【教学难点】：应用所学知识解决实际问题
【教学方法】：分析、归纳、讨论
【教学用具】：投影仪、多媒体课件
【教学过程】
引入：交变电流是生产和生活中最常用到的电流，而正弦式电流又是最简单和最基本的。而正弦式电流产生的原理是基于电磁感应的基本规律，所以本章是前一章的应用和延伸，也是高中物理电磁学知识的收尾。高考对交流电的产生和变压器的原理要求较高，这一节课我们就对 本章复习整合。
一、
通过师生互动，引导学生构建本章知识框架（让学生全面系统掌握交变电流的基本知识）。
二、
专题1、交变电流的“四值”问题--峰值、有效值、平均值、瞬时值
近几年的高考在考查“交变电流”一章的有关内容时，主要考查了交变电流的四值，即峰值、有效值、平均值、瞬时值。在什么样 的情况下应该用这四个概念中的哪一个，是我们必须要明确的问题。
思考
与讨论
1、在研究电容器的耐压值时，只能用峰值。
2、在研究熔丝的熔断电流、交变电流做功、电功率及产生的热量、热功率时，只能
用有效值。
3、在研究交变电流通过导体截面的电荷量时，只能用平均值。
4、在研究某一时刻线圈的感应电动势、感应电流、安培力等物理量时，只能用该时刻
的瞬时值。
例1、如图5-1所示一是某种正弦式交变与电压的波形图，有图可确定该电压的（ ）
A.周期是0.01s
B.最大值是311V
C.有效值是220V
D.表达式为
解析：(由电压的波形图可知该电压的周期为0.02s，最大值为311V，故A项错，B项对。(正弦交变电压的有效值等于最大值的倍，即：311xV=220V,故C项正确。(该交变电压的表达式，故D错。
答案：BC
强化训练 1、 如图5-2所示，一交流电的电流随时间变化的图像，此交变电流的有效值是多大？
【解析】交流电的有效值等于热效应与此交流电等效的恒定电流的值，为分析方便，可选交流电的一个周期进行研究。设此交变电流的有效值为I，根据交流有效值的定义，有：
专题2、理想变压器的基本关系和动态分析问题
变压器是本章高考的另一热点，主要以选择题的形式出现。考查内容主要集中在以下两方面。
1、原、副线圈的功率关系 P1=P2 、电压关系 、电流关系 、频率关系 f1=f2 等，并与交流电的图像等进行综合考查。
2、变压器电路的动态分析，理解好各量的制约关系是关键。
思考
与讨论
电压制约： 当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2=n2U1/n1，可简述为“原制约副”。
电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1=n2I2/n1，可简述为“副制约原”。
（3）负载之约：变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2=P负1+P负2 ...
?变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2决定，
例2、用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为
如图5－3所示的模型，即理想变压器原线圈电压稳定，副
线圈上通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2，输电线的
等效电阻为R，当开关S闭合时( ) 图5－3
A．副线圈输出电压减小 B．R 两端的电压增大
C．通过L1的电流减小 D．副线圈输出功率减小
答案：BC
强化训练 2、如图5-4,为一理想变压器,K 为单刀双掷开关,P为滑动变阻器的滑动触头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈中的电流强度,则:( )
A、保持U1及P的位置不变,K由a合到b时,I1将增大
B、保持U1及P的位置不变,K由b合到a时,R消耗的功率减小
C、保持U1不变,K合在a处,使P上滑,I1将增大
D、保持P的位置不变,K合在a处,若U1增大,I1将增大 图5－4
答案：ABD
专题3：远距离输电问题
随着社会的发展和进步，用电量越来越大，这就需要强大的输电电网设备，电能的输送越来越引起人们的重视。
本类型涉及理想变压器、输电线路中的电压、电流关系和功率关系，为此要理清三个回路，抓住两个联系，掌握一个（能量守恒）定律。
发电机把机械能转化为电能，并通过导线将能量输送给线圈1，线圈1上的能量就是远距离输电的总能量，在输送过程中，先被回路2上的导线电阻损耗一小部分，剩余的绝大部分通过降压变压器和回路3被用户使用消耗，其能量关系为P机=P损+P用 。
例3、发电机的端电压为220 V，输出电功率为44 kW，输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用初、次级匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线路后，再用初、次级匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．
(1)画出全过程的线路图．
(2)求用户得到的电压．
【解析】 (1)线路图如下图所示：
【解析】 若不采用高压输电，线路损失电压为UR′＝I1R＝40 V
用户得到的电压U′＝U1－UR′＝180 V
用户得到的功率为P′＝U′I1＝36 kW.
1、(2010年山东理综）一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈输入电压的变化规律如图5-5（甲）所示，副线圈所接电路如图(乙）所示，P为滑动变阻器的触头，下列说法正确的是（ ）
A.副线圈输出电压的频率为50HZ B.副线圈输出电压的有效值为31V
C.P向右移动时，原、副线圈的电流比减小 D.P向右移动时，变压器的输出功率增加
图5－5
解析：原线圈输入电压的频率，经变压器变压后交流电的频率不变，即副线圈的输出电压的频率仍为50HZ,所以A项正确；副线圈的输出电压的有效值为，故B项错误；当P向右移动时，副线圈回路的电阻减小，而原副线圈的电压不变，所以原副线圈的电流增加，变压器的输出功率增大，而原副线圈的电流比不变，故C项错误，D项正确。 答案：AD
2、（2010浙江理综）某水电站，用总电阻为2.5 的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3x106KW。现用500kV电压输电，则下列说法正确的是（ ）
A. 输电线上输送的电流大小为2x105A
B. 输电线上由电阻造成的损失电压为15kV
C. 若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9x108 KW
D. 输电线上损失的功率为 ，U为输电电压，r为输电线的电阻
解析：输电线上输送的电流为, A错；输电线上损失的电压为,B项正确；当用5KV输电时，电线上损失的功率超过3x106KW，与实际情况不符，故C项错误；当用公式计算损失的功率时，U为输电线上损失的电压而不是输电电压，D项错误。 答案：B
【板书设计】
【作业】 《非常学案》P80 15、16、17题
【教学反馈】
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