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文檔簡介
1、教學課題:交變電流當線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時, 電流表的指針隨著線一教學目標 圈的轉(zhuǎn)動而搖擺,線圈每轉(zhuǎn)動一周指針左右搖擺一【學問和技能】次1、知道正弦溝通電是矩形線框在勻強磁場中 說明電流強度的大小和方向都做周期性的變化,這勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的知道中性面的概念種電流叫溝通電2、把握交變電流的變化規(guī)律及表示方法,理 解描述正弦溝通電的物理量的物理含義3、懂得正弦溝通電的圖像,能從圖像中讀出 所需要的物理量4、懂得交變電流的瞬時值和最大值,能正確 表達出正弦溝通電的最大值、有效值、瞬時值5、懂得溝通電的有效值的概念,能用有效值 做有關溝通電功率的運算2、交變電流的變化規(guī)律 投影顯示:矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)
2、動的四個過程分析:線圈 bc、da 始終在平行磁感線方向轉(zhuǎn)動,因而不產(chǎn)生感應電動勢,只起導線作用(1)線圈平面垂直于磁感線(甲圖),ab、cd 邊此時速度方向與磁感線平行,線圈中沒有感應電動勢, 沒有感應電流 老師 強調(diào)指出: 這時線【過程和方法】圈平面所處的位置叫 中性面 1、把握描述物理規(guī)律的基本方法文字法、公式法、圖像法中性面的特點:線圈平面與磁感線垂直,磁 通量最大,感應電動勢最小為零,感應電流為零2、培育同學觀看才能、空間想象才能、立體(2)當線圈平面逆時針轉(zhuǎn)過90時(乙圖),圖轉(zhuǎn)化為平面圖進行處理問題的才能3、培育同學運用數(shù)學學問解決處理物理問題即線圈平面與磁感線平行時,ab、cd
3、 邊的線速度方向都跟磁感線垂直,即兩邊都垂直切割磁感線,的才能這時感應電動勢最大,線圈中的感應電流也最大【情感、態(tài)度、價值觀】(3)再轉(zhuǎn)過 90時(丙圖),線圈又處于中培育同學愛國主義精神及為富民強國仔細學 習的精神二教學重點、難點 重點:交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析及中性面性面位置,線圈中沒有感應電動勢(4)當線圈再轉(zhuǎn)過 90 時,處于圖(?。┪?置,ab、cd 邊的瞬時速度方向, 跟線圈經(jīng)過圖(乙)位置時的速度方向相反, 產(chǎn)生的感應電動勢方向也的特點難點: 交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析三教學儀器 溝通發(fā)電機模型、演示電流表 四教學方法講授、演示、探究五教學過程 引入復習提問跟在(圖乙)位置
4、相反(5)再轉(zhuǎn)過 90線圈處于起始位置 (戊圖),與(甲)圖位置相同,線圈中沒有感應電動勢在場強為 的勻強磁場中,矩形線圈邊長為l1、l 2,逆時針繞中軸勻速轉(zhuǎn)動, 角速度為,從中性面開頭計時, 經(jīng)過時間 t 線圈中的感應電動勢的 大小如何變化呢?線圈轉(zhuǎn)動的線速度為 ,轉(zhuǎn)過的角度為t ,此時 ab 邊線速度 以磁感線的夾角也等于t ,這感應電動勢的大?。夯臼剑簄t導出式:BlV時 ab 邊中的感應電動勢為: E=Bl 1l 2 /2sin t 同理, cd 邊切割磁感線的感應電動勢為:E=Bl 1l 2 /2sin t 就整個線圈來看,因 ab、cd 邊產(chǎn)生的感應電勢方向相同, 是串聯(lián),所以
5、當線圈平面跟磁感線平感應電動勢的方向:行時,即 ,這時感應電動勢最大值;Em=BS 基本規(guī)律:楞次定律感應電動勢的瞬時表達式為:e= BS sin t 導出規(guī)律:右手定就(口訣: “ 力左電右” )老師演示 交變電流產(chǎn)生的試驗: 模型發(fā)電機產(chǎn) 生的電流,大小和方向在不斷的變化, 這種電流叫 做交變電流 可見在勻強磁場中, 勻速轉(zhuǎn)動的線圈中產(chǎn)生的 感應電動勢是按正弦規(guī)律變化的 即感應電動勢的 大小和方向是以肯定的時間間隔做周期性變化當線圈跟外電路組成閉合回路時, 設整個回路新課的電阻為 ,就電路的感應電流的瞬時值為表達式1、交變電流的產(chǎn)生感應電流瞬時值表達式為,這種按正弦規(guī)律演示 1:出示手搖發(fā)
6、電機模型, 并連接演示電流表變化的交變電流叫正弦式電流3、溝通電的圖像:溝通電的變化規(guī)律仍可以用圖 像來表示,在直角坐標系中, 橫軸表示線圈平面跟中性面的夾角(或者表示線圈轉(zhuǎn)動經(jīng)過的時間),得經(jīng)受的時間和對應的電流值分別為縱坐標表示感應電動勢(感應電流 )規(guī)律:mSintiImSint同理,當 2=60 時,得其中:mnBS,ImrmR當 3=90時,得4、溝通發(fā)電機(1)發(fā)電機的基本組成 用來產(chǎn)生感應電動勢的線圈(叫電樞)當 4=120 時,得 用來產(chǎn)生磁場的磁極(2)發(fā)電機的基本種類 旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(電樞動磁極不動)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(磁極動電樞不動)無論哪種發(fā)電機, 轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子,
7、不動的【說明】 用公式 i=I msin t 算出的是線圈在轉(zhuǎn)動過程中某部分叫定子【 】位置或某個時刻的電流值,所以它是一個瞬時值表達式例題與練習【例 3】 在勻強磁場中的矩形線圈從中性面開頭勻速轉(zhuǎn)【例 1】如下列圖各圖線中表示交變電流的是動,穿過線圈平面的磁通量與時間t 的圖象是【 】【分析】設勻強磁場的磁感強度為B,矩形線圈abcd 的面積為 S,如圖 2 所示從中性面位置開頭逆時針方向勻速【誤會】選( A),( B),( C),( D)轉(zhuǎn)動設經(jīng)時間t 轉(zhuǎn)過的角度 = t,轉(zhuǎn)到位置a1d1,畫出它的正視圖如圖3 所示【正確解答】選( B),( C),( D)【錯因分析與解題指導】大小、方向
8、隨時間作周期性變化的電流為交變電流【誤會】選有(A),然而( A)中電流大小雖周期性變化,但方向不變, 是直流電流而不是交變電流【例 2】 一線圈中產(chǎn)生的正弦交變電流按 i=10sin314tA變化,求出當線圈從中性面起轉(zhuǎn)過 30 、60 、90、120所需時間及對應的電流值【分析】通過跟正弦交變電流的標準式比較,直接代入積)可知,在時刻t 通過線圈平面的磁通量為運算線圈從中性面開頭轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的正弦交變電流的【解答】標準式是i=Imsin t式中 t 表示線圈平面對中性面的夾角(單位是rad)【答】C當線圈平面轉(zhuǎn)過的角度1=30 時,由【說明】磁通量是標量磁通量的正、負表示它穿過平 教學課題:描
9、述交變電流有物理量面的方向 依據(jù)圖 3 得出的上述表達式,是規(guī)定從左向右 一教學目標穿過平面左側(cè)面 (用實線表示) 的方向為正 當轉(zhuǎn)過 =90【學問和技能】后,磁感線將從平面的右側(cè)面(用虛線表示)穿過,磁通 1. 懂得交變電流的周期、頻率含義,把握它們相量為負互間關系,知道我國生產(chǎn)和生活用電的周期 (頻率)線圈轉(zhuǎn)動時, 穿過線圈的磁通量,線圈中產(chǎn)生的感應電動 的大小勢隨時間變化的對比關系,如圖 4 所示2、懂得交變電流的最大值和有效值的意義,知道它們之間的關系,會應用正弦式交變電流有效值公式進行有關運算3、能利用有效值定義運算某些交變電流的有效值【過程和方法】1、培育同學閱讀、懂得及自學才能2
10、、培育同學將學問進行類比、遷移的才能O 3、使同學懂得如何建立新的物理概念而培育同學處懂得決新問題才能4、培育同學應用 數(shù)學 工具處懂得決 物理 問題的能 力5、訓練同學由特殊到一般的歸納、 演繹思維才能6、培育同學的實際動手操作才能【情感、態(tài)度、價值觀】1、由用電器銘牌, 可介紹我國近幾年的經(jīng)濟騰飛,a d 練習1一矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動,當線圈平面跟中性面重合的瞬時,b c 以下說法正確選項()OA電流方向轉(zhuǎn)變B磁通量為零C圈中磁通量的變化率最大D線圈沒有邊切割激發(fā)同學愛國精神和為建設祖國發(fā)奮學習 的精神磁感線2、讓同學體會對稱美二教學重點、難點2如下列圖,線圈abcd 繞 ab 和 c
11、d 的中點的連線OO轉(zhuǎn)動, OO 與勻強磁場垂直,線圈的單位長度的電阻值重點:溝通電的有效值、最大值、頻率、周期的懂得為定值, 為了使線圈中電流值增為原先的2 倍,可采納的難點: 1、交變電流有效值概念既是重點又是難 點,通過運算特殊形式的交變電流的有效值來體會和把握它的定義; 2、交變電流瞬時值確定使同學方法有()A使線圈繞cd 邊轉(zhuǎn)動B使線圈的面積增為原先的2 倍感到困難,通過例題分析使同學學會借助數(shù)學 工具C使磁感強度和轉(zhuǎn)速增加為原先的2 倍處懂得決 物理 問題的才能;三教學儀器 投影儀、溝通發(fā)電機模型、演示電流表 四教學方法 啟示式綜合教學法 五教學過程 引入 一、學問回憶(一)、交變
12、電流:大小和方向都隨時間作周期性變化的電流叫D使磁感強度減為原先的1/2,轉(zhuǎn)速增為原先的4 倍小結 1、溝通電的產(chǎn)生 強度和方向都隨時間做周期性變化的電流叫 做交變電流,簡稱溝通2、溝通電的變化規(guī)律感應電動勢的瞬時表達式為:感應電流瞬時值表達式:3、溝通電的圖像 4、溝通發(fā)電機做交變電流,簡稱溝通如下列圖(b)、( c)、(1)發(fā)電機的基本組成:電樞磁極(2)發(fā)電機的基本種類 : 旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機 旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(e)所示電流都屬于溝通,其中按正弦規(guī)律變化 的溝通叫正弦溝通 如圖(b)所示而(a)、d 為直流,其中( a)為恒定電流作業(yè)(二)、正弦溝通的產(chǎn)生及變化規(guī)律1、產(chǎn)生:當線圈在勻強磁
13、場中繞垂直于磁場六教學反思:方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時, 線圈中產(chǎn)生的溝通是隨時間按正弦規(guī)律變化的即正弦溝通2、中性面:勻速旋轉(zhuǎn)的線圈,位于跟磁感線垂直的平面叫做中性面 這一位置穿過線圈的磁通量最大,但各邊都未切割磁感線, 或者說這時線圈 的磁通量變化率為零,線圈中無感應電動勢判定電容器是否會被擊穿時, 就需考慮溝通的峰值 是否超過電容器的耐壓值3、規(guī)律:溝通的有效值是按熱效應來定義的, 對于一個(1)函數(shù)表達式: 匝面積為 的線圈以角速度 轉(zhuǎn)確定的溝通來說, 其有效值是肯定的 而平均值是動,從中性面開頭計時,就用 表示峰值 , 就 在由公式 確定的,其值大小由某段時間磁通量的變純電阻電路中,化量來打
14、算, 在不同的時間段里是不相同的 如對電流:iImSint正弦溝通,其正半周或負半周的平均電動勢大小為:E2BS,而一周期內(nèi)的平均電動勢卻為電壓:mSint零在運算溝通通過電阻產(chǎn)生的熱功率時,只能用(2)圖象表示:新課1、表征交變電流大小 物理 量瞬時值:對應某一時刻的溝通的值, 用小寫e、i 字母表示 . 峰值:即最大的瞬時值用大寫 Em、I m 字母有效值,而不能用平均值 在運算通過導體的電量 時,只能用平均值,而不能用有效值在實際應用中,溝通電器銘牌上標明的額定電 壓或額定電流都是指有效值, 溝通電流表和溝通電 壓表指示的電流、 電壓也是有效值, 解題中,如題 示不加特殊說明, 提到的電
15、流、 電壓、電動勢都是 指有效值物理 量 、表征交變電流變化快慢的 周期 :電流完成一次周期性變化所用的時 間單位: s. 頻率 :一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)單 位:Z. 角頻率 :就是線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動的角 速度單位: rad/s. 表示、角速度、頻率和周期的關系:T21留意:線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線方向f的軸勻速轉(zhuǎn)動時,所產(chǎn)生感應電動勢的峰值為mnBS,即僅由匝數(shù) ,線圈面積 ,磁感強度 和3. 溝通電的有效值運算i=I msin t已Q 1Q2角速度 四個量打算與軸的詳細位置,線圈的形例題與練習狀及線圈是否閉合都是無關的【例 1】 一溝通電路中的電流變化規(guī)律為有效值:、意義:描述
16、溝通電做功或熱效應的物理量知在、定義:跟溝通熱效應相等的恒定電流的值叫做溝通的有效值【分析】電流表的示數(shù)表示的是電流的有效值、正弦溝通的有效值與峰值之間的關系是 ; . 留意:正弦溝通的有效值和峰值之間具有;的 關系,非正弦(或余弦)溝通無此關系,但可按有 效值的定義進行推導, 如對于正負半周最大值相等 的方波電流,其熱效應和與其最大值相等的恒定電流是相同的,因而其有效值即等于其最大值即即、溝通用電器的額定電壓和額定電流指的是 有效值;溝通電流表和溝通電壓表的讀數(shù)是有效 值對于溝通電如沒有特殊說明的均指有效值、在求溝通電的功、 功率或電熱時必需用交 流電的有效值峰值、有效值、平均值在應用上的區(qū)
17、分峰值是溝通變化中的某一瞬時值, 對純電阻電即電流表示數(shù)為10A 路來說,沒有什么應用意義 如對含電容電路, 在【例 2】 一交變電流電壓表達式為 u=20sin314tV ,就這【例 4】 在兩個阻值相同的電阻上分別通以如下列圖的個溝通電壓的峰值 Um=_,有效值 U=_ ,周期 正弦交變電流和方形波電流,它們的峰值和周期都相同,T=_,頻率 _畫出它的圖象就兩電阻在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為【 】【分析】把已知的溝通電壓和標準式相對比即得A 11 B 12 C21 D 23 【解】已知電壓 u=20sin314t ,【分析】正弦交變電流的有效值為它流經(jīng)電阻 R 在時間 t 內(nèi)產(chǎn)生的熱量為這
18、個溝通電壓的u-t 圖像如下列圖方形波電流經(jīng)過電阻R 在時間 t 內(nèi)產(chǎn)生的熱量為【例 3】 如圖表示一交變電流的電流隨時間而變化的圖像此溝通電流的有效值是【 】【答】BR 的電阻上,【說明】運算熱量時必需用有效值【例 5】 把 U 0=10V 的直流電壓加在阻值為其發(fā)熱功率溝通的峰值為【 】【分析】使此交變電流通過電阻R,在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為設另始終流電I,通過同樣的電阻在同樣時間(T=0.02s )【分析】設這個溝通的有效值為U,由題意知內(nèi)產(chǎn)生的熱量就為 : 依據(jù)有效值的定義,由 Q 直=Q 交,即【答】A 【說明】 (1)運算熱功率 (或熱量) 必需用有效值; (2)不能認為兩者發(fā)熱功
19、率相同,即得出溝通的有效值為10V 必需留意這里的兩個電阻阻值不同,因此需從定義式(熱量相等或熱功率相等)得出小結這個直流電流強度,就稱為此交變電流的有效值答 B作業(yè)六教學反思:電動勢,阻礙電流的變化, 這樣就形成了對電流的阻礙作用試驗和理論分析都說明:線圈的自感系數(shù)越大、溝通的頻率越高, 線圈對溝通的阻礙作用就越大教學課題:電感和電容對交變電流的影響 應用:日光燈鎮(zhèn)流器是繞在鐵芯上的線圈,自感系一教學目標 數(shù)很大日光燈起動后燈管兩端所需的電壓低于【學問和技能】1、懂得為什么電感對交變電流有阻礙作用220V,燈管和鎮(zhèn)流器串聯(lián)起來接到電源上,得用鎮(zhèn)流器對溝通的阻礙作用, 就能愛護燈管不致因電壓2
20、、知道用感抗來表示電感對交變電流阻礙作用的 過高而損壞大小,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2、交變電流能夠通過電容 試驗:把白熾燈和電容器串聯(lián)起來分別接在溝通和器對交變電流有阻礙作用直流電路里4、知道用容抗來表示電容對交變電流阻礙作用的現(xiàn)象:接通直流電源,燈泡不亮,接通溝通電源,大小,知道容抗與哪些因素有關燈泡能夠發(fā)光【過程和方法】結論:直流不能通過電容器溝通能通過溝通電使同學懂得如何建立新的 物理模型而培育學 引導同學分析緣由: 直流不能通過電容器是容生處懂得決新問題才能【情感、態(tài)度、價值觀】1、通過電感和電容對溝通電的阻礙作用體會事物 的相對性與可變性2、
21、讓同學充分體會通路與斷路之間的辯證統(tǒng)一性3、培育同學敬重事實,實事求是的科學精神和科易懂得的,由于電容器的兩個極板被絕緣介質(zhì)隔開 了電容器接到溝通電源時, 實際上自由電荷也沒 有通過兩極間的絕緣介質(zhì), 只是由于兩極板間的電 壓在變化,當電壓上升時, 電荷向電容器的極板上 集合,形成充電電流; 當電壓降低時, 電荷離開極 板,形成放電電流電容器交替進行充電和放電,學態(tài)度電路中就有了電流,表現(xiàn)為溝通“ 通過” 了電容二教學重點、難點 器重點: 電感和電容對交變電流的作用特點同學摸索:難點: 電感和電容對交變電流的作用特點使用 220V溝通電源的電氣設備和電子儀器,三教學儀器 金屬外殼和電源之間都有
22、良好的絕緣, 但是有時候小燈泡、線圈(有鐵芯) 、電容器、溝通電源、用手觸摸外殼仍會感到“ 麻手” ,用試電筆測試直流電源時,氖管發(fā)光,這是什么?四教學方法 緣由:與電源相連的機芯和金屬外殼可以看作電容啟示式綜合教學法器的兩個極板,電源中的交變電流能夠通過這個五教學過程“ 電容器” 雖然這一點“ 漏電” 一般不會造成人引入 身危急,只是為了在機身和外殼間真的發(fā)生漏電時在直流電流電路中,電壓、電流 和電阻 的關 確保安全,電氣設備和電子儀器的金屬外殼都應當系遵從歐姆定律, 在溝通電路中, 假如電路中只有 接地電阻,例如白熾燈、 電爐等,試驗和理論分析都表 明,歐姆定律仍適用但是假如電路中包括電感
23、、3、電容不僅存在于成形的電容器中,也存在于電 路的導線、 無件、機殼間有時候這種電容的影響電容,情形就要復雜了是很大的,當交變電流的頻率很高時更是這樣同新課 樣,感也不僅存在于線圈中, 長距離輸電線的電感1、電感對交變電流的作用:和電容都很大,它們造成的電壓缺失經(jīng)常比電阻造試驗:把一線圈與小燈泡串聯(lián)后先后接到直流電源 成的仍要大和溝通電源上,觀看現(xiàn)象:練習現(xiàn)象:接直流的亮些,接溝通的暗些【例 1】 試比較電阻、電感和電容在溝通電路中的作用引導同學得出結論:接溝通的電路中電流小,有何不同?間接說明電感對溝通有阻礙作用【答】電阻、電感和電容在溝通電路中對交變電流都有為什么電感對溝通有阻礙作用?阻
24、礙作用,統(tǒng)稱為阻抗引導同學說明緣由: 溝通通過線圈時, 電流時電阻器在溝通電路中阻抗的大小就是電阻值R,它與溝通刻在轉(zhuǎn)變由于線圈的自感作用, 必定要產(chǎn)生感應的頻率無關電感器在溝通電路中阻抗的大小稱為感抗,它與電感器的自感系數(shù)、 溝通的頻率均成正比自感系數(shù)越大、 溝通頻2、懂得互感現(xiàn)象,懂得變壓器的工作原理3、把握抱負變壓器工作規(guī)律并能運用解決實際問率越高,感抗也越大它與電容器的題電容器在溝通電路中阻抗的大小稱為容抗,4、懂得抱負變壓器的原、副線圈中電壓、電流與電容、溝通的頻率均成反比,電容越大溝通頻率越高,匝數(shù)的關系,能應用它分析解決基本問題容抗便越小5、懂得變壓器的輸入功率等于輸出功率能用變
25、【例 2】 如下列圖為一低通濾波電路已知電源電壓包 含的電流直流成分是 240V ,此外仍含有一些低頻的溝通 成分為了在輸出電壓中盡量減小低頻溝通成分,試說明 電路中電容器的作用壓器的功率關系解決簡潔的變壓器的電流關系問題6、懂得在遠距離輸電時,利用變壓器可以大大降 低傳輸線路的電能消耗的緣由7、知道課本中介紹的幾種常見的變壓器【過程和方法】1、通過觀看演示試驗,培育學 生物理觀看才能和正確讀數(shù)的習慣【答】電容器對恒定電流(直流成分)來說,相當于一2、從變壓器工作規(guī)律得出過程中培育同學處理實個始終斷開的開關, 因此電源輸出的直流成分全部降在電驗數(shù)據(jù)及總結概括才能容器上,所以輸出的電壓中直流成分
26、仍為240V但交變3、從抱負變壓器概念引入使同學明白物理模型建電流卻可以 “ 通過 ” 電容器,溝通頻率越高、電容越大,電 容器的容抗就越小, 在電容器上輸出的電壓中溝通成分就立的基礎和建立的意義【情感、態(tài)度、價值觀】越小在此題的低通濾波電路中,為了要使電容器上輸出1、通過原副線圈的匝數(shù)與繞線線徑關系中體會物的電壓中, 能將低頻的溝通成分濾掉,不輸出到下一級電理學中的和諧、統(tǒng)一美路中,就應取電容較大的電容器,實際應用中,取C2、讓同學充分體會能量守恒定律的普遍性及辯證500F統(tǒng)一思想【例 3】 如下列圖為一高通濾波電路,已知電源電壓中3、培育同學敬重事實,實事求是的科學精神和科既含有高頻的溝通
27、成分,仍含有直流成分為了在輸出電學態(tài)度壓中保留高頻溝通成分,去掉直流成分, 試說明電路中電二教學重點、難點容器的作用重點: 變壓器工作原理及工作規(guī)律難點: 1. 懂得副線圈兩端的電壓為交變電壓 2.推導變壓器原副線圈電流與匝數(shù)關系 3.把握公式中各 物理 量所表示對象的含義【答】 電容器串聯(lián)在電路中,能攔住電源中的直流成分,三教學儀器不使通過, 相當于斷路 但能讓溝通成分通過,溝通頻率 投影儀、教學用變壓器越高、電容越大,容抗越小,溝通成分越簡潔通過因此 四教學方法在電阻 R 上只有溝通成分的電壓降假如再使電阻比容 試驗、講授抗大得多,就可在電阻上得到較大的高頻電壓信號輸出五教學過程小結 引入
28、電容:通高頻,阻低頻電感:通低頻,阻高頻作業(yè)1電感對交變電流的作用?2電容對交變電流的作用?3互感是指?新課六教學反思:1變壓器的構造鐵心原線圈、副線圈、2變壓器的工作原理 在原、副線圈上由于有交變電流而發(fā)生的相互教學課題:變壓器感應現(xiàn)象,叫做互感現(xiàn)象, 互感現(xiàn)象是變壓器工作一教學目標 的基礎;【學問和技能】3抱負變壓器1、知道變壓器的構造知道變壓器是用來轉(zhuǎn)變交 流電壓的裝置磁通量全部集中在鐵心內(nèi), 變壓器沒有能量損 失,輸入功率等于輸出功率;4抱負變壓器電壓跟匝數(shù)的關系:比的關系來解,即IAnB得出 IA=0.5I0就錯了; U1/U 2= n 1/n 2 IBnA說明:對抱負變壓器各線圈上
29、電壓與匝數(shù)成正比的關系,不僅適用于原、 副圈只有一個的情形, 而且應當留意到變壓器副線圈有多組, 電流反比關系不適用于多個副線圈的情形;即有成立,但電壓與匝數(shù)成正比的關系仍是成立的,應U1U2U3= ;這是由于抱負變壓器的磁通n 1n2n3量全部集中在鐵心內(nèi); 因此穿過每匝線圈的磁通量先依據(jù)這一關系求出 C組線圈電壓,再依據(jù) R相等的條件求出 C組電流,由 U C n C 和 I c U c,得U B n B R的變化率是相同的,每匝線圈產(chǎn)生相同的電動勢,I C=0.5I0 . 此后利用關系式因此每組線圈的電動勢與匝數(shù)成正比; 在線圈內(nèi)阻 nAI A=nBnB +n CnC 不計的情形下,每組
30、線圈兩端的電壓即等于電動即 4IA=2I 0+1 0.5I0得 I A=0.625I 0勢,故每組電壓都與匝數(shù)成正比;5抱負變壓器電流跟匝數(shù)的關系I1/I2= n 2/n 1(適用于只有一個副線圈的變壓【例 2】將電阻 R1和 R2如圖 16-3 甲所示接在變壓 器上,變壓器原線圈接在電壓恒為 U的溝通電源 上, R1 和 R2 上的電功率之比為 2:1,如其它條件器)不變,只將 R1和 R2 改成如圖乙接法, R1和 R2上的說明:原副線圈電流和匝數(shù)成反比的關系只適用于 功率之比為 1:8;如甲圖中原線圈電流為 I 1,乙原副線圈各有一個的情形,一旦有多個副線圈時,反比關系即不適用了, 可依
31、據(jù)輸入功率與輸出功率 相等的關系推導出: U1I 1= U2I 2+ U3I 3+U4I 4+ 再根圖中原線圈電流為 I2,求:(1)兩組副線圈的匝數(shù)之比;(2)I 1 和 I 2 之比;【分析與解】:(1)甲圖中 R1和 R2串聯(lián),電流相同,據(jù) U2=n2U1 U3=n U1 U4= n 1n U4 可得出:n 1功率與電阻成正比, 所以有 R1=2R2 (1)n 1設三組線圈的匝數(shù)分別是n1 , n2 , n3,兩組副線圈n1I 1=n2I 2+ n 3I 3+ n 4I 4+ 6留意事項上的電壓分別I1I2(1)當變壓器原副線圈匝數(shù)比n 確定以后 , 其 n 2是 U2和UR1UR1U3
32、,易得R2R2U2=n U n 1甲圖16-3乙 輸出電壓 U2是由輸入電壓 U1 打算的 即 U2=n U1 n 1U3=n U n 1但如副線圈上沒有負載 , 副線圈電流為零輸出功 率為零 , 就輸入 功率為零 , 原線圈電流也為零 ,只有副線圈接入肯定負載 , 有了肯定的電流 , 即有乙圖中 R1和 R2上的功率之比為 1 : 8 了肯定的輸出功率,原線圈上才有了相應的電流即 8n2U2n3U2 ( 2)3U)(I 1=n I 2),同時有了相等的輸入功率, (P 入=P出)n 1n 1n1R 1R 2所以說:變壓器上的電壓是由原線圈打算的,而電聯(lián)列( 1)式和( 2)式解得n2=1流和
33、功率是由副線圈上的負載來打算的;n32練習(2)設甲圖中輸出功率為P1,就 P1=(n 2n 1n【例 1】如圖 16-1 所示, 抱負變壓器鐵芯上繞有A、B、C三個線圈, 匝數(shù)比為 nA:n B:n C=4:2:1, 在線圈 B和 C的兩端各接一個相同的電阻R,當線圈 A 與交2/ (R1+R2)流電源連通時,溝通電流表A2的示數(shù)為 I 0,就交設乙圖中輸出流電表 A1的讀數(shù)為 _I0 ;功率為 P2,就【分析與解】此題假如輕易用電流強度與匝數(shù)成反P2=(n 2U)2/R 1+A1ABA2Rn 1CR圖16-1(n3U)2/R 2 P 12;由于輸入四教學方法講授n 1五教學過程以 R1=2
34、R2,n3=2n2 代入,可得:引入前面我們學習了電磁感應現(xiàn)象和發(fā)電機,通P 23過發(fā)電機我們可以大量地生產(chǎn)電能比如,葛洲壩功率等于輸出功率, 所以甲、乙兩圖中輸入功率之 比也為 2 ,依據(jù) P=IU,電壓恒定,所以兩圖中電 3 流之比 I 1:I 2=2:3 電站通過發(fā)電機把水的機械能為電能, 發(fā)電功率可 達 271.5 萬千瓦,這么多的電能當然要輸?shù)竭h方要 用電的城市去, 今日,我們就來學習輸送電能的有 關學問小結 1變壓器的工作原理新課 1、輸送電能的過程2變壓器的特點提問:發(fā)電站發(fā)出的電能是怎樣輸送到遠方的3留意事項 呢?如:葛洲壩電站發(fā)出的電是怎樣輸?shù)轿錆h、上作業(yè) 海等地的呢?許多同
35、學憑生活體會能回答:是通過電線輸送的 在老師 的啟示下同學可以回答: 是通六教學反思:過架設很高的、很粗的高壓電線輸送的輸送電能的過程:發(fā)電站升壓變壓器高壓輸電線降壓變壓器用電單位)教學課題:電能的輸送 一教學目標2、遠距離輸電為什么要用高電壓?提問:為什么遠距離輸電要用高電壓呢?同學【學問和技能】知摸索片刻之后, 老師 說:這個實際問題就是我們今1、知道“ 便于遠距離輸送” 是電能的優(yōu)點之一天要爭論的重點道輸電的過程明白遠距離輸電的原理2、懂得各個物理量的概念及相互關系3、充分懂得 ; ; 中的物理量的對應關系4、知道什么是輸電導線上的功率和電壓缺失和如 何削減功率和電壓缺失 . 分析爭論的
36、思路是:輸電導線(電阻)發(fā) 熱缺失電能減小缺失 講解:輸電要用導線, 導線當然有電阻, 假如導線 很短,電阻很小可忽視, 而遠距離輸電時, 導線很 長,電阻大不能忽視 列舉課本上的一組數(shù)據(jù) 電5、懂得為什么遠距離輸電要用高壓.流通過很長的導線要發(fā)出大量的熱,請同學運算:【過程和方法】河南平頂山至湖北武昌的高壓輸電線電阻約4001、培育同學的閱讀和自學才能歐,假如能的電流是1 安,每秒鐘導線發(fā)熱多少?2、通過例題板演使同學學會規(guī)范解題及解題后的同學運算之后,老師 敘述:這些熱都散失到大氣中,摸索白白缺失了電能 所以,輸電時,必需減小導線發(fā)3、通過遠距離輸電原理分析,詳細運算及試驗驗 熱缺失證的過
37、程,使同學學會分析解決實際問題的兩種基3、提問:如何減小導線發(fā)熱呢?本方法:理論分析、運算和試驗分析:由焦耳定律,減小發(fā)熱 , 有以下三種方法:【情感、態(tài)度、價值觀】一是減小輸電時間,二是減小輸電線電阻,三是1、通過對我國遠距離輸電掛圖展現(xiàn),結合我國行減小輸電電流 政村村村通電報導及個別違法分子偷盜電線造成 嚴峻后果的現(xiàn)象的介紹, 訓練 同學愛惜公共設施,做一個合格公民4、提問:哪種方法更有效?第一種方法等于停電, 沒有有用價值 其次種 方法從材料、長度、粗細三方面來說都有實際困2、訓練同學節(jié)省用電,養(yǎng)成勤儉節(jié)省的好習慣難適用的超導材料仍沒有爭論出來排除了前面二教學重點、難點 重點: 1、理論
38、分析如何削減輸電過程的電能損 失2、遠距離輸電的原理 難點: 遠距離輸電原理圖的懂得兩種方法,就只能考慮第三種方法了 從焦耳定律 公式可以看出 第三種方法是很有效的: 電流減小 一半,缺失的電能就降為原先的四分之一通過后 面的學習,我們將會看到這種方法了也是很有效三教學儀器的(A:要減小電能的缺失, 必需減小輸電電流)投影儀講解:另一方面, 輸電就是要輸送電能, 輸送的功 率必需足夠大,才有實際意義(B:輸電功率必需足夠大)5、提問:怎樣才能滿意上述兩個要求呢?分析:依據(jù)公式 ,要使輸電電流 減小,而輸送功率 不變(足夠大),就必需提高輸電電壓減小輸電線上缺失的電壓和電功率分別為(圖2)板書:(高壓輸電可以保證在輸送功率不變,輸電電流來減小輸送電的電能缺失)變壓器能把溝通電的電壓上升(或降低)U損=I R線=20 0.2V=4V ,講解:在發(fā)電站都要安裝用來升壓的變壓器,實現(xiàn)P損=I2R線=202 0.2W=80W=0.08kW 高壓輸電但是我們用戶使用的是低壓電, 所以在 用戶鄰近又要安裝降壓的變壓器爭論:高壓電輸?shù)接秒妳^(qū)鄰近時, 為什么要把電壓 降下來?(一是為了安全, 二是用電器只能用低電 壓)3. 變壓器能把溝通電的電壓上升或降低)4輸電流程懂得(結合教材
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