物理选修31教案物理选修交变电流教案

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高中物理 5.1 交变电流教学案例新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理教案

《交变电流》教学案例一、教材分析物理教材我们选用的是人教版，人教版物理选修3-2是针对理科班设计的物理必修课，课本重视物理知识板块的完整性和物理规律的内在联系，用多种演示实验和现实应用实例尽量充分揭示物理规律的内涵，应该说这对理科班学生深入理解物理规律，完整掌握物理知识板块都做好了充分铺垫。

教材注重知识的前后联系和推理演化，注重学生的自主学习和探究性学习，非常适合理科班学生提高思维能力，形成学科素养。

这节《交变电流》是教材电磁板块第五章第一节内容，是电磁理论在现实生活应用的典范。

二、教学内容分析：电能是我们生活每时每刻都离不开的最重要的能量来源。

交变电流是电能利用和远距离传输的基础。

这节《交变电流》主要介绍交变电流的特性，产生原理和表达式。

课本以电压，电流波形图引入交变电流的定义；通过手摇发电机的发电可以使正反向二极管同时发光，增强学生对交变电流方向不断变化的理解；通过交流发电机的示意图引导学生探究交变电流的产生过程，同时利用分层设问的形式，锻炼了学生利用第四章电磁感应原理自行解决新情景物理问题的能力。

课本给出了正弦式交流电的表达式，并对峰值，瞬时值等概念做了强调。

最后课本以课外阅读的形式，对交流发电机做了深入介绍。

课本沿着从感性到理性，从定性到定量的思路，试着引导学生通过自学和探究最终对交变电流建立起完整清晰的印象。

二、教学目标设计：知识与技能1.理解交变电流的概念，能区分直流，交变电流，恒定电流。

2.理解中性面的概念，了解正弦式交变电流表达式的推导过程。

3.掌握正弦式交流电表达式，能利用表达式求峰值和瞬时值。

过程与方法通过交流发电机的示意图，学生分组做道具演示，让学生探究交变电流产生的过程；包括正弦交变电流的方向和表达式。

情感、态度、价值观体会人类利用自然规律改造自然，改善生活的巨大成就。

四、学生情况分析：通过一年半的物理学习，理科班的学生基本掌握了学习物理的技巧和能力。

这节《交变电流》是继电磁感应学习之后，第一次利用所学知识理论，解决实际问题的尝试。

2024-2025学年高中物理第五章交变电流1交变电流(4)教案新人教版选修3-2

作用与目的：
- 巩固学生在课堂上学到的交变电流知识点和测量技能。
- 通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。
- 通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。
教学资源拓展
1. 拓展资源
（1）科普文章：提供一篇关于交变电流在生活中的应用的科普文章，让学生了解交变电流在实际生活中的重要性。
- 采用生动的图标和颜色，使板书更加吸引学生的注意力。
- 引入一些与交变电流相关的趣味小故事或实际应用案例，激发学生的学习兴趣。
- 设计一些互动环节，如提问、小组讨论等，鼓励学生积极参与课堂活动。
③ 板书设计应符合教学实际，与课本内容相符。
- 板书内容应与课本保持一致，确保学生能够将板书与课本知识相结合。
- 讲授法：教师通过详细讲解，帮助学生理解交变电流的核心知识点。
- 实践活动法：教师设计实践活动，让学生在实践中掌握交变电流的测量方法。
- 合作学习法：学生通过小组讨论等活动，培养团队合作意识和沟通能力。
作用与目的：
- 帮助学生深入理解交变电流的核心知识点，掌握交变电流的测量方法。
- 通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
2. 设计具体的教学活动
- 实验观察：安排学生观察交变电流实验，引导学生注意观察电流表、电压表的读数变化，以及线圈的运动情况。
- 小组讨论：将学生分成小组，让他们讨论交流电测量方法、实际电路分析等话题，鼓励学生提出问题和观点，促进学生之间的互动。
- 角色扮演：让学生扮演电流、电压等角色，通过角色扮演的方式，帮助学生更好地理解交变电流的特性和行为。
f = ω / (2π)
2. 例题二：分析交变电流的特性
题目：已知交流电的电压为U，频率为f，求电流的有效值I'。

高中物理：1交变电流学案新人教版选修3

【归纳总结】
线圈转动过程中，若从中性面开始计时，电动势随时间的变化规律为 e=______________，峰值 Em=________________；路端电压 u=_____________，峰值 Um=___________；电流 i 的表达式 i=_____________，峰值 Im=___________。【本节知识树】直流：______不和_____都随时间做_______性变化的电流。交流 2.交变电流的变化规律【当堂检测】
分层互动 1 1. 交流发电机的线圈在转动过程中，当线圈平面与中性面垂直时，以下说法正确的是（ A B C 2. 电流将改变方向线圈中感应电动势最大线圈中磁通量最大一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为 Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω ；，。））
1.电动势瞬时值： 2.电压瞬时值： 3.电流瞬时值
【课后练习】
1、交流发电机中正弦交变电流的电动势的最大值出现在( A. 线圈平面与磁感线平行时 C. 线圈平面与中性面平行时 B. 线圈平面与磁感线垂直时 D. 线圈平面与中性面垂直时
2、在如图所示的装置中，设单匝线圈 ab 边长为 20cm，线圈的宽 ad 为 10 cm，磁感强度 B 为 0.01T，线圈的转速 n 为 50r/s（转/秒），则电动势的最大值为。
4
5、如图所示，KLMN 是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中，线框面积为 S，KL 边水平，线框绕某一竖直固定轴以角速度为ω 匀速转动。则：（1）线框中产生感应电动势的最大值是多少？（2）在 KL 边与磁场方向到达 300 角的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势 e 的大小是多少？（3）标出线框此时电流的方向。已知线框按俯视的逆时针方向转动。

物理选修3 1教案_物理选修交变电流教案

物理选修3 1教案_物理选修交变电流教案在高中物理中,交变电流知识比较抽象，下面是小编给大家带来的物理选修交变电流教案，希望对你有帮助。

高中物理交变电流教案一、教材分析交变电流知识对生产和生活关系密切，有广泛的应用，考虑到高中阶段只对交流电的产生、描述方法、基本规律作简要的介绍，这些知识是已学过的电磁感应的引伸，所以在教学过程中对开阔学生思路、提高能力是很有好处的。

为了适应学生的接受能力，教材采取从感性到理性、从定性到定量逐渐深入的方法讲述这个问题.教材先用教具演示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电，以展示交流电是怎样产生的.并强调让学生观察教材图5.1-3所示线圈通过甲、乙、丙、丁四个特殊位置时，电流表指针变化的情况，分析电动势和电流方向的变化，这样学生就会对电动势和电流的变化情况有个大致的了解.然后让学生用右手定则独立分析线圈中电动势和电流的方向.这样能充分调动学生的积极性,培养学生的观察和分析能力.关于交变电流的变化规律,教材利用上章学过的法拉第电磁感应定律引导学生进行推导,得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式,进而根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律推出电流与电压瞬时值与最大值的表达式.1、知识目标(1)知道什么是交变流电。

并理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面.(2)掌握交变电流的变化规律，及表示方法.(3)理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义.(4)知道几种常见的交变电流。

如正弦式交变电流、锯齿形交变电流、矩形脉冲电流。

2、能力目标(1)掌握描述物理量的三种基本方法(文字法、公式法、图象法).(2)培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力.(3)培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力.3、情感、态度和价值观目标结合实际情况培养学生理论联系实际的思想.三、教学重点难点重点：1、交变电流产生的物理过程的分析.2、交变电流的变化规律的图象描述。

人教版高中选修1-1物理3.3交变电流教案(1)

交流电的产生及变化规律基础知识一．交流电大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。

其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流，正弦式电流产生于在匀强电场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里，线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。

二．正弦交流电的变化规律线框在匀强磁场中匀速转动． 1．当从图12—2即中性面．．．位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：即 e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωtωt 是从该位置经t 时间线框转过的角度；ωt 也是线速度V 与磁感应强度B 的夹角；。

是线框面与中性面的夹角2．当从图位置开始计时：则：e=εm cos ωt ， i ＝I m cos ωtωt 是线框在时间t 转过的角度；是线框与磁感应强度B 的夹角；此时V 、B 间夹角为（π/2一ωt ）． 3．对于单匝矩形线圈来说E m =2Blv =BS ω；对于n 匝面积为S 的线圈来说E m =nBS ω。

对于总电阻为R 的闭合电路来说I m =mE R三．几个物理量1．中性面：如图所示的位置为中性面，对它进行以下说明：（1）此位置过线框的磁通量最多．（2）此位置磁通量的变化率为零．所以 e=εm sin ωt=0， i ＝I m sin ωt=0 （3）此位置是电流方向发生变化的位置，具体对应图中的t 2，t 4时刻，因而交流电完成一次全变化中线框两次过中性面，电流的方向改变两次，频率为50Hz 的交流电每秒方向改变100次． 2．交流电的最大值：εm ＝B ωS 当为N 匝时εm ＝NB ωS（1）ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，nad/s （注意rad 是radian 的缩写，round/s 为每秒转数，单词round 是圆，回合）．（2）最大值对应的位置与中性面垂直，即线框面与磁感应强度B 在同一直线上．（3）最大值对应图中的t 1、t 2时刻，每周中出现两次．3．瞬时值e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωt 代入时间即可求出．不过写瞬时值时，不要忘记写单位，如εm =2202V ，ω=100π，则e=2202sin100πtV ，不可忘记写伏，电流同样如此．4．有效值：为了度量交流电做功情况人们引入有效值，它是根据电流的热效应而定的．就是分别用交流电，直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产生的热量相同，则直流电的值为交流电的有效值．（1）有效值跟最大值的关系εm =2U 有效，I m =2I 有效（2）伏特表与安培表读数为有效值．（3）用电器铭牌上标明的电压、电流值是指有效值． 5．周期与频率：交流电完成一次全变化的时间为周期；每秒钟完成全变化的次数叫交流电的频率．单位1/秒为赫兹（Hz ）．规律方法一、关于交流电的变化规律【例1】如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0．5T ，边长L=10cm 的正方形线圈abcd 共100匝，线圈电阻r ＝1Ω，线圈绕垂直与磁感线的对称轴OO /匀速转动，角速度为ω＝2πrad ／s ，外电路电阻R ＝4Ω，求：（1）转动过程中感应电动势的最大值．（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过600时的即时感应电动势．（3）由图示位置转过600角时的过程中产生的平均感应电动势．（4）交流电电表的示数．（5）转动一周外力做的功．（6）61周期内通过R 的电量为多少？解析：（1）感应电动势的最大值，εm ＝NB ωS ＝100×0．5×0．12×2πV=3．14V （2）转过600时的瞬时感应电动势：e ＝εm cos600=3．14×0．5 V ＝1．57 V （3）通过600角过程中产生的平均感应电动势：ε=N ΔΦ/Δt=2．6V（4）电压表示数为外电路电压的有效值： U=r R +ε·R ＝2143⋅×54=1．78 V（5）转动一周所做的功等于电流产生的热量 W ＝Q ＝（2mε）2（R十r ）·T ＝0．99J（6）61周期内通过电阻R 的电量Q ＝I ·61T ＝R ε61T ＝()6/60sin 0r R T NBS +＝0．0866 C【例2】磁铁在电器中有广泛的应用，如发电机，如图所示。

高中物理第五章1交变电流课件新人教版选修3

第五章交变电流 1 交变电流
[学习目标]
1.会观察电流(或电压)的波形图,理解交变电流和直流的概念.
2.理解交变电流的产生过程,会分析电动势和电流方向的变化规律. 3.知道交变电流的变化规律及表示方法,知道交变电流的瞬时值、峰值的物理含义.知道中性面的物理特点.
课前预习掌握新知
知识梳理
一、交变电流 1.交变电流: 大小和方向随时间做周期性变化的电流叫交变电
学霸笔记
搞清两个特殊位置的特点 (1)线框平面与磁场垂直时:e 为 0,i 为 0,Φ为最大, 为 0.
t (2)线框平面与磁场平行时:e 为最大,i 为最大,Φ为 0, 为最大.
t
(教师备用)
例1-1:(多选)如图所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方
向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动,从线圈平面与磁场方向平行时
(4)交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置无关.( (5)交流电源没有正负极之分.( √ )
×)
×)
(1)如图所示,当线圈在磁场中绕OO′轴转动时,哪些边切割磁感线?线圈转到哪些位置时没有感应电流?
答案:当线圈在磁场中绕OO′轴转动时,AB,CD边切割磁感线产生感应电流.线圈转到(甲)和(丙)位置时没有感应电流,我们称之为中性面. (2)正弦式交变电流的图象一定是正弦函数曲线吗? 答案:不一定,根据计时起点不同,也可能是余弦函数曲线.
[要点归纳]
1.峰值表达式
Em=nBSω,Im= Em = nBS ,Um=ImR= nBSR .
Rr Rr
Rr
2.峰值决定因素:由线圈匝数n、磁感应强度B、转动角速度ω和线圈面积
S决定,与线圈的形状无关,与转轴的位置无关.

3-1 交变电流教案

3.1交变电流〖教材分析〗本节内容承接前面学习过的法拉第定律的内容。

交变电流在生产生活中扮演着十分重要的角色。

而正弦式电流又是最简单和最基本的，它的产生原理是在电磁感应的基础上进一步提升的。

本节知识是全章的理论基础，由于与直流电不同，会出现许多新的名词来描述它。

本节通过实验来分析交变电流的产生过程。

〖教学目标与核心素养〗物理观念∶知道交流电产生过程、以及交流电的瞬时值的表达式并能够解决相关问题。

科学思维∶通过交变电流瞬时值的推导，体会物理模型建立在物理规律形成中的作用。

科学探究：通过对交变电流产生过程及变化规律的探究，尝试用科学探究及数学分析的方法研究物理问题，认识数学工具在物理学中的应用。

科学态度与责任∶有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探索日常生活有关的物理问题。

〖教学重难点〗教学重点：对产生交变电流的物理过程的分析。

教学难点：交变电流的变化规律及应用。

〖教学准备〗多媒体课件、示教发电机模型。

〖教学过程〗公路旁、旷野上，坚实的钢架托着、吊着粗大的金属线，仿佛由天际而来，向天际而去……这些由发电厂、变电站而来的输电线，将电能输送到乡村、工厂，输送到千家万户。

电，每时每刻都在为人类作着巨大的贡献。

（动图展示发电厂发电过程）来自发电厂的电有什么特性?我们怎样才能更好地利用它?这一章我们就来学习与此相关的内容。

一、新课引入实验演示：用示波器或电压传感器先观察电池供给的电压的波形，再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。

这两种波形各有什么特点?二、新课教学（一）交变电流如图所示，在显示屏上显示的电压（或电流）随时间变化的图像，在电工技术和电子技术中常常叫作波形图。

通过刚才的演示实验我们可以看到，电池的电压并不随时间变化，它是一条平行于t轴的直线。

而学生电源交流档的电压呈现出波浪线型，大小和方向是不断变化的，有一定的周期性。

①交流电：方向随时间周期性变化的电流。

简称交流电或交流用AC表示，其中最常见的是咱们家里用的交流电。

高中物理选修1-1教案-3.3交变电流3-人教版

选修1-1 第三章第3节《交变电流》一、教学分析【课标及教材分析】本章教材立意：本节内容是人教版选修1-1第三章第3节交变电流的内容，在学习本节内容之前，学生们主要是学习和理解直流电，因此本节在选修1-1教材中起到承前启后的作用，不仅是法拉第电磁感应定律应用的体现，更是为后续变压器和高压输电等内容的学习做好知识准备。

在本章节的学习中能够从实验探究等教学以及科学知识的生活应用的引导中很好的体现“全面提高学生物理科学素养”、“倡导探究性学习”、“注重与现实生活相联系”等新课程理念。

【学情分析】作为学习的主体，学生所具备的先前知识、生活经验、认知水平以及已有的错误概念等将对定位教学目标具有现实意义，实际的学习内容和任务活动均与学习者的起点水平密切相关，因此学情分析至关重要。

本节内容作为文科班学生学习，难度不宜过大，主要是是感性认识和兴趣培养，从生活走向物理，从物理走向生活。

同学们已经学习过法拉第电磁感应定律，为本节的学习打下了理论基础，同时在前面学习了电流的热效应和电容器等知识，也为本节内容的学习做好了知识储备。

二、确定教学目标【教学目标】基于以上对课程标准和教材的分析，根据学生的特点及实际，确定本节课的三维教学目标如下：基于课程标准和教学目标，及学生在学习过程中遇到的困难，我确定本节课的教学重点、难点如下：重点：交流电和直流电的对比以及交流电的规律。

难点：1. 交流电能够通过电容器、有效值。

2. 有效值的计算。

三、教学策略分析【教学逻辑呈现】本节课在启发式教学的思想指导下，以学生为主体，教师创设情景，采取问题（任务）驱动教学以及实验探究教学相结合的方式，将讲授法、演示法、讨论法等多种教学方法相结合，我设计了创设情境——自主学习——实验探究——小组合作交流——群体探讨提升的主要教学流程，设计问题（任务）来驱动教学、驱动学生思考，教师的角色主要是引导、纠错、解惑和启发。

学生在解决问题和完成任务的过程中结合已有的知识和生活经验，构建和本节课新知之间的联系，主动搭建出新的知识框架和体系，并且能够在小组合作和探究中体验学习的快乐。

高中物理选修1-1教案-3.3交变电流-人教版

3.介绍发光二极管，学生实验，将两个相反放置的发光二极管并联后串入手摇发电机，用实验现象验证学生的理论分析。
二．交变电流的变化规律
定性了解交流的变化规律及其图像表示和主要特征的物理量
1.学生判断5幅i-t图像描述电流类型
2.以生活用电为例，通过示波器，显示交流电两端电压随时间的变化图像，得出正弦式交变电流的表达式。
交流的变化规律及其图像表示和主要特征的物理量。
教学流程：
Байду номын сангаас环节
设计目的
具体步骤
引入
从生活角度引入，激发学生学习兴趣。
视频“315晚会LED护眼灯”，跟着专业人士学习鉴别护眼灯是否护眼的方法。
一、交流发电机
了解交变电流是怎样产生的
1.学生回忆初中知识，分析发电机的内部构造。
2.小组合作，摇动手摇发电机，观察灯泡发光现象，并讨论分析产生这一现象的原因。（理论分析灯泡闪烁是因为电流的方向在发生变化）
《交变电流》教案
教学目标：
1.了解交变电流是怎样产生的。
2.定性了解交流的变化规律及其图像表示和主要特征的物理量
3.知道交流能通过电容器的原因，了解交流这一特性在电子技术中的应用。
4.初步了解发电机、交变电流的发明和利用对促进人类社会进步的作用，进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。
教学重难点：
3.根据表达式，学生小组讨论，从中能得出哪些表征交变电流的物理量。
4.以家用电器的铭牌为例，讨论铭牌上标注的额定电压和额定电流的物理意义，引出有效值的概念。
三．交流电能通过电容器
知道交流能通过电容器的原因，了解电容器这一特性在电子技术中的应用。
1.实验演示电容器“通交流、隔直流”的特性。

人教版选修3《交变电流》说课稿

人教版选修3《交变电流》说课稿1. 课程概述本节课是人教版选修3《交变电流》中的一节课，主要介绍了交流电的基本概念和特点，以及交流电路中的电压、电流与时间的关系。

通过本节课的学习，学生将了解到交变电流在电路中的应用，培养其分析和解决问题的能力。

2. 教学目标•知识与能力目标：–了解交流电的基本概念和特点；–掌握交流电的表示方法和计算方法；–理解交流电的正弦规律，能够绘制交流电的波形图；–理解并能够应用欧姆定律、基尔霍夫定律分析交流电路中的电压、电流关系。

•过程与方法目标：–通过实验、探究、讨论等活动激发学生的学习兴趣；–引导学生独立思考、合作实践，培养实践能力；–注重培养学生的问题分析和解决问题的能力。

•情感态度价值观目标：–培养学生勤于思考、敢于质疑的探究精神；–培养学生的合作意识和团队精神；–培养学生的科学态度和实践创新能力。

3. 教学重点•交流电的基本概念和特点；•交流电的表示方法和计算方法；•交流电的正弦规律及波形图的绘制。

4. 教学难点•交流电的正弦规律的理解和应用；•欧姆定律、基尔霍夫定律在交流电路中的应用。

5. 教学过程步骤一：导入新课通过一个小实验或问题情境导入新课。

可以利用一个实验装置，展示交流电的波形图，引发学生对交流电的思考，并提出问题，激发学生的学习兴趣。

步骤二：引入新知识1.引入交流电的基本概念和特点，与直流电进行对比，重点强调交流电中电流的变化规律。

2.介绍交流电的表示方法和计算方法，包括有效值、峰值、频率等概念，并通过实例进行演示和计算。

步骤三：交流电的正弦规律1.讲解交流电的正弦规律，即交流电的电压和电流随时间变化呈正弦函数。

2.引导学生通过绘制波形图来理解交流电的正弦规律，并通过示例演示如何根据波形图求取交流电各项参数。

3.通过合作讨论的方式，让学生运用正弦规律计算交流电中各项参数，并解答相关问题。

步骤四：交流电路中的电压、电流关系1.介绍欧姆定律和基尔霍夫定律在交流电路中的应用。

高中物理选修1-1：3.3交变电流教案(2篇)

备课时间上课时间第周周月班级节次课题 3.3交变电流总课时数第节教学目标1、了解电流是怎样产生的。

2、定性了解交流的变化规律及其图像表示的主要特征物理量。

3、知道交流通过电容器的原因，了解交流这一特性在电子技术中的应用。

教学重难点定性了解交流的变化规律及其图像表示的主要特征物理量。

教学参考教参教师用书授课方法问题引领教学辅助手段多媒体专用教室教学教学二次备课第三节、交变电流教学目标：1、理解交变电流是怎样产生的。

2、定性了解交流的变化规律及其图像表示和主要特征物理量。

3、知道交流能通过电容器的原因，了解交流这一特性在电子技术中的应用。

4、初步了解发电机、交变电流的发明和利用对促进人类社会进步的作用，进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。

教学过程：一、交流发电机说明：交流发电机是由定子和转子构成，有的发电机的磁体转动，线圈不动；有的发电机的磁体转动，线圈不动。

问：无论是线圈转动，还是磁体转动，转子的作用是什么？（转子的转动使得穿过线圈的磁通量发生变化)演示实验实验仪器：交流发电机、电灯、电流表实验过程：将交流发电机、电灯、电流表连接成电路，摇动交流发电机，观察电灯的亮度有什么变化？电流表的示数有什么变化？实验结果：电灯的亮度忽明忽暗，电流表的指针忽左忽右实验结论：发电机发出的电流大小和方向都在不断变化，大小、方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。

各种电池供给的电流只沿一个方向流动，叫做直流二、交流的变化规律演示实验：实验仪器：示波器、小灯泡、导线、学生电源实验过程：将示波器和灯泡并联接入电路中，用示波器演示加在灯泡两端的电压实验现象：显示的电压图象为正弦曲线说明：严格的数学分析表明，电网中的交变电流，它的电流、电压随时间按正弦函数的规律变化，这样的电流称之为正弦式电流问：如何表示正弦式电流在某一时刻的电流、电压？（i = Imsinωt u =Umsinωt）说明：Im、Um分别是电流和电压的最大值，叫做交流的峰值说明：交变电流的大小和方向在不断地变化，我们把交流完成一次周期性变化所用的时间叫做交流的周期，通常用T 表示，它的单位是秒。

高中物理第5章交变电流第3节电感和电容对交变电流的影响教案新人教版选修3

第3节电感和电容对交变电流的影响要点一感抗的作用要点二1．电感对交变电流的阻碍作用交变电流通过线圈时，由于电流时刻在变化，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍电流的变化，就形成了对交变电流的阻碍作用．2．交变电流能够“通过”电容器当电容器接到交流电源上时，由于电流时刻在变化，电压升高时，形成充电电流．电压降低时，形成放电电流，充放电交替进行．电路中就好像交变电流“通过”了电容器，实际上自由电荷并没有通过两极板间的绝缘介质．3．电容对交变电流的阻碍作用电源电压推动自由电荷定向运动．而电容器两极板上积累的电荷反抗自由电荷的定向运动．从而产生了电容器对交变电流的阻碍作用．4．当电容器与直流电源的两极相连接时，接通的瞬间因电容器充电产生瞬时电流，充电完毕后，电容器两极板间电压与电源两极间电压相等，电路中没有电流．5．电感、电容接到交流电源上时，电能与磁场能或电场能往复转化，所以不会消耗电能，而电流通过电阻时，必然会产生焦耳热，从而造成电能的损耗．二、电容器、电感器有何应用？1．电容器对交变电流作用的应用(1)隔直电容器，如图5－3－4甲所示，作用是“通交流、隔直流”，因为直流电不能通过电容器．交流电能“通过”电容器，起这样作用的电容器电容更大些．图5－3－4(2)高频旁路电容器，如图5－3－4乙所示，作用是“通高频，阻低频”．因为对不同频率的交流电，频率越高，容抗越小，频率越低，容抗越大，即电容对低频交变电流阻碍作用大，对高频交变电流阻碍作用小，起这样作用的电容器电容要小些．2．电感和电容的组合应用根据电感、电容对交变电流阻碍作用的特点，可以将二者结合并与电阻组合到一起来完成一定的任务．(1)如果将电容与负载并联，然后与电感串联，就能更好的起到滤掉电流中交流成分或高频成分的作用，如图5－3－5甲所示．(2)如果将电感与负载并联，然后与电容串联，就能更好的起到滤掉电流中直流成分和低频成分的作用．如图5－3－5乙所示．图5－3－5一、电感对交变电流的影响【例1】交变电流通过一段长直导线时，电流为I，如果把这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，通过线圈的电流为I′，则( )A．I′>I B．I′<IC．I′＝I D．无法比较解析长直导线的自感系数很小，感抗可忽略不计，其对交变电流的阻碍作用可以看作是纯电阻，流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用．当导线绕成线圈后，电阻值未变，但自感系数增大，对交变电流不但有电阻，而且有感抗，阻碍作用增大，电流减小．答案B二、交变电流“通过”电容器【例2】对交流电通过电容器的理解正确的是( )A．交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体B．交变电流定向移动的电荷通过电容器两板间的绝缘介质C．交变电流能够使电容器交替进行充电、放电，电路中就有了电流，表现为交变电流通过了电容器D．交变电流通过了电容器，实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)解析电流能“通过”电容器，并非电荷真的通过电容器两板间的电介质，而是交变电流交替对电容器充放电，电容器中并未有电荷通过，电路中有了电流，表现为交变电流通过了电容器．答案CD1.如图5－3－6所示，图5－3－6输入端ab的输入电压既有直流成分，又有交流成分，以下说法中，正确的是(L的直流电阻不为零)( )A．直流成分只能从L通过B．交流成分只能从R通过C．通过R的既有直流成分又有交流成分D．通过L的直流成分比通过R的直流成分要大答案CD解析由于线圈直流电阻不为零，所以有直流通过R，而线圈对交流有阻碍作用，因此也有交流成分通过R，B错，C正确．由于R对交流也有阻碍作用，所以也有交流成分通过L，A错，因为导线的一般直流电阻都很小，所以通过线圈的直流要比通过R的要大，D正确．2．如图5－3－7所示电路中，图5－3－7U为220 V交流电源，C为电容器，R是电阻，这一交流电路电压有效值关系是U2＝U2R＋U2C.关于交流电压表的示数，下列说法正确的是( )A．等于220 V B．大于220 VC．小于220 V D．等于零答案C3．如图5－3－8所示，交流电源的电压为220 V，频率f＝50 Hz，三只灯L1、L2、L3的亮度相同，线圈L无直流电阻，图5－3－8若将交流电源的频率变为f＝100 Hz，则( )A．L1灯比原来亮B．L2灯比原来亮C．L3灯和原来一样亮D．L3灯比原来亮答案AC解析电容器的容抗与交流电的频率有关，频率高、容抗小，即对高频交流电的阻碍作用小，所以A项正确．线圈对交流电的阻碍作用随频率升高而增大，所以B项错．电阻R中电流只与交流电有效值及R值有关，所以C项正确，D项错.题型一电容对交变电流的影响如图1所示，某输电线路横穿公路时，要在地下埋线通过．为了保护输电线不至于被压坏，可预先铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过．电线穿管的方案有两种，甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分别从两根钢管中穿过，乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根钢管中穿过，如果输电导线输送的电流很强大，那么，以下说法正确的是( )图1A．无论输送的电流是恒定电流还是交变电流．甲、乙两方案都是可行的B．若输送的电流是恒定电流，甲、乙两方案都是可行的C．若输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的D．若输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的思维步步高恒定电流和交变电流的区别是什么？钢管与电流间形成什么电器元件？怎样才能消除影响？答案BC解析恒定电流对于一根还是两根钢管毫无影响，但交变电流通过的导线和钢管之间形成电容器，对交变电流有阻碍作用，而两根线从一根钢管中穿过，并且任一时刻电流的方向都等大反向，产生的影响抵消．拓展探究某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图2所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件)．为了确定各元件种类，小华同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将AB、BC、CD接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图中a、b、c所示，则如下判断中正确的是( )图2A．AB间是电容器B．BC间是电感线圈C．CD间是电容器 D．CD间是定值电阻答案ABD解析电容器的特性是：闭合开关后，瞬间充电结束后，电路中不再有电流，a对应的AB应是电容器，A对；电感线圈对变化的电流有阻碍作用，对恒定电流无阻碍作用，BC间为电感线圈，B正确；定值电阻的特性是加恒定电压，瞬间即产生恒定的电流，D正确．题型二电容、电感在电路中的综合应用如图3所示，从AO输入的信号中，有直流电和交流电两种成分．图3(1)现在要求信号到达BO两端只有交流电，没有直流电，需要在AB端接一个什么元件？该元件的作用是什么？(2)若要求信号到达BO端只有直流电而没有交流电，则应在AB端接入一个什么元件？该元件的作用是什么？答案根据电容和电感对直流电和交流电的作用原理进行分析．(1)因为BO端不需要直流电，只需要交流电．故根据电容C有“通交流，隔直流”作用，应在AB端接入一个电容器C，该电容器对直流电有阻碍作用，能通过交流电．(2)因为BO端不需要交流电，只需要直流电．故根据电感L有“通直流，阻交流”的作用，应在AB端接入一个电感线圈，该线圈对交流电有阻碍作用，能通过直流电．拓展探究如图4所示，“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器，音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动．图为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器( )图4A．甲扬声器是高音扬声器B．C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器C．L1的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器D．L2的作用是减弱通过乙扬声器的低频电流答案BD解析这是一个实际应用问题，考查对电感、电容在高频、低频同时存在的电路中的综合作用．只要抓住基础知识点，就可进行综合分析．电路中的电感和电容作用可以简单概括为：电感——通直流，阻交流，通低频，阻高频；电容——通交流，隔直流，通高频，阻低频.1.如图5所示，L1、L2和L3是相同型号的白炽灯，L1与电容器C串联，L2与带铁芯的线圈L串联，L3与一个定值电阻R串联．当a、b间接电压有效值为U、频率为f的正弦交流电源时，三只灯泡的亮度相同．现将a、b间接另一正弦交流电源时，发现灯泡L1变亮、L2变暗、L3亮度不变．由此可知，另一正弦交流电源可能是( )图5A．电压有效值仍为U，而频率大于fB．电压有效值大于U，而频率大于fC．电压有效值仍为U，而频率小于fD．电压有效值小于U，而频率大于f答案A解析由题述中与一个定值电阻R串联的灯泡L3亮度不变可知，所接的另一正弦交流电源的电压有效值仍为U.灯泡L1变亮，说明与L1串联的电容器C容抗变小．由影响容抗的因素可知，这是由于正弦交流电的频率增大．所以正确选项是A.2．某信号源中有直流成分、交流高频成分和交流低频成分，为使放大器仅得到交流低频成分，下图所示电路中可行的是( )答案D解析A图放大器得到所有成分；B图放大器可得到直流成分，若为高频扼流圈也可得到低频成分；C图既可得高频成分也可得低频成分；D图通过C1的是高、低频都有，通过C2的是旁路电容让高频成分滤去，故D正确．3.图6如图6所示交流电源的电压有效值跟直流电源的电压相等，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为P1，而将双刀双掷开关接在交流电源上时，灯泡的实际功率为P2，则( ) A．P1＝P2B．P1>P2C．P1<P2 D．不能比较答案B解析开关接在直流电源上时，线圈对直流没有阻碍作用，电能全部转化为小灯泡的内能．而当双刀双掷开关接在交流电源上时，线圈对电流有阻碍作用，因此电能除转化成灯泡的内能外，还有一部分电能与磁场能往复转化，因此P1>P2，故选B.4.图7一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图7所示．一铁块插进线圈之后，该灯将( )A．变亮B．变暗C．对灯没影响D．无法判断答案B解析线圈和灯泡是串联的，因此加在串联电路两端的总电压一定是绕组上的电势差与灯泡上的电势差之和．由墙上插孔所提供的220 V电压，一部分降落在线圈上，剩余的降落在灯泡上．如果一个大电压降落在线圈上，则仅有一小部分电压降落在灯泡上．灯泡上电压变小，将使它变暗．故B正确5．如图8所示，图8白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交变电源的频率减小时( )A．电容器电容增加B．电容器电容减小C．电灯变暗D．电灯变亮答案C解析电容器的电容是由电容器本身的特性所决定的，与外加的交变电源的频率无关，选项A和B是错误的，当交变电源的频率减小时，电容器充放电的速度减慢，电容器的容抗增大，电流减小，电灯变暗，故C对，D错．6．如图9所示，两位同学利用图示装置做实验，第一位同学使ab在导轨上匀速运动，第二位同学使ab在导轨上做变速运动，但两位同学对ab杆做的功一样多，第一位同学的方法使小灯泡消耗电能为W1，第二位同学的方法使小灯泡消耗的电能为W2，它们相比较( )图9A．W1＝W2 B．W1>W2C．W1<W2 D．无法确定答案B解析匀速运动时，产生的感应电动势是稳定的，感应电流也是恒定的，因此在线圈上不会产生感抗，所以通过小灯泡的电流大，消耗的电能多；当ab做变速运动时，产生的感应电动势是变化的，感应电流也是变化的，在线圈上产生感抗，使通过小灯泡的电流减小，因此消耗的电能少．故B正确．7．家庭用吊扇的电源采用220 V单相交变电流，电扇中电动机电路如图10所示，C为电容，L1、L2为定子线圈．吊扇使用了几年后，转速明显变慢，在电容C上并联了一只标有“2μF，400 V”的电容后，吊扇转速明显变快了，试说明理由．图10答案在电容C上并联一只电容后，总电容变大，容抗变小，对交变电流起阻碍作用的容抗变小，线圈L中的电流变大，电动机转速明显加快．8．在电子技术中，从某一装置输出的电流既有高频成分又有低频成分，如果只需要把低频成分输送到下一级装置，只要在两极电路之间接入一个高频扼流圈就可以了．高频扼流圈是串联还是并联接入电路？图11所示的接法对吗？为什么？图11答案因为高频扼流圈自感系数较小，它有通低频、阻高频的功能，低频通过很容易，而高频很“费力”，但电阻让高频通过，所以高频就几乎不从高频扼流圈通过了．所以应串联，题中所给图接法不正确．9．使用220 V交流电源的设备和电子仪器，金属外壳和电源之间都有良好的绝缘．但是，有时候用手触摸外壳时仍会感到“麻手”，用试电笔测试时氖管也会发光，为什么呢？答案与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板，电源中的交变电流能够“通过”这个“电容器”，虽然这一点点“漏电”一般不会造成人身危险，但是为了确保安全，电器设备和电子仪器的金属外壳都应该接地．。

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物理选修31教案物理选修交变电流教案
在高中物理中,交变电流知识比较抽象，下面是WTT给大家带来的物理选修交变电流教案，希望对你有帮助。

高中物理交变电流教案
一、教材分析
交变电流知识对生产和生活关系密切，有广泛的应用，考虑
到高中阶段只对交流电的产生、描述方法、基本规律作简要的介绍，这些知识是已学过的电磁感应的引伸，所以在教学过程中对
开阔学生思路、提高能力是很有好处的。

为了适应学生的接受能力，教材采取从感性到理性、从定性
到定量逐渐深入的方法讲述这个问题.教材先用教具演示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电，以展示交流电是怎样产生的.并强调让学生观察教材图5.1-3所示线圈通过甲、乙、丙、丁四个特殊位置时，电流表指针变化的情况，分析电动势和电流方
向的变化，这样学生就会对电动势和电流的变化情况有个大致的
了解.然后让学生用右手定则独立分析线圈中电动势和电流的方向.这样能充分调动学生的积极性,培养学生的观察和分析能力.关于
交变电流的变化规律,教材利用上章学过的法拉第电磁感应定律引导学生进行推导,得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式,进
而根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律推出电流与电压瞬
时值与最大值的表达式.
1、知识目标(1)知道什么是交变流电。

并理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面.
(2)掌握交变电流的变化规律，及表示方法.
(3)理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义.
(4)知道几种常见的交变电流。

如正弦式交变电流、锯齿形交变电流、矩形脉冲电流。

2、能力目标(1)掌握描述物理量的三种基本方法(文字法、公式法、图象法).(2)培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力.
(3)培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力.
3、情感、态度和价值观目标结合实际情况培养学生理论联系实际的思想.
三、教学重点难点重点：1、交变电流产生的物理过程的分析.2、交变电流的变化规律的图象描述。

难点：1、交变电流的变化规律及应用.2、图象与实际发动机转动时的一一对应关系的理解。

四、学情分析学生已经学习了电磁感应，理解了导体切割磁场会产生电动势。

在此基础上学习交变电流，对于理解还是很符合学生的认知规律的。

但这是新的概念，鉴于学生接受能力的不同，讲解时还需详细，加强引导。

更是采用多媒体教学的手段，以便更直观更立体的让学生接受。

五、教学方法
演示+分析+归纳
1.通过矩形线圈在匀强磁场中匀速转一周的实物演示，立体
图结合侧视图分析，特殊位置结合任一位置分析，使学生理解交
变电流产生原理及变化规律.2.利用导体切割磁场线产生I感方
法，分析得交流电的变化规律.
六、课前准备 1.学生的学习准备：通过预习，初步了解一
些知识
2.教师的教学准备：多媒体课制作，课前预习学案，教具
七、课时安排：1课时八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具
有了针对性。

(二)情景导入、展示目标。

利用多媒体课展示目标
出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造.
[演示]老师手摇发电机模型.第一次发电机接小灯泡.当线框
缓慢转动时，小灯泡不亮;当线框快速转动时，小灯泡一闪一闪的.
第二次发电机接上示教电流计，当线框缓慢转动(或快速摆动)，电流计指针左右摆动.
思考问题：线圈中产生的是什么样的电流?
(引导学生回答：这种电流就是我们家里电路是的电流，它的
大小和方向都随时间做周期性的变化，这样的电流叫交变电流。

如果方向不随时间变化的电流称为直流电。

交流电和直流电之间可以相转换。

)
注：老师手摇发电机的速度有所改变，一次快一次慢。

观察实验现象，思考为什么会有这样的现象产生。

从而引入交变电流。

(三)合作探究、精讲点拨。

为什么矩形线框在匀强磁场中匀速转动，线框里能产生交变电流?
多媒体课打出下图.
[师问]abcd线框在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线?
[生答]ab与cd边.
[师问]线框转到什么位置，产生感应电动势最大?
[生答]线圈平面与磁感线平行时，ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向垂直，即两边都垂直切割磁感线.此时产生感应电动势最大.
[师问]线框转动到什么位置时，感应电动势最小?
[生答]当线框平面跟磁感线垂直时，ab与cd边的速度方向跟磁力线平行，即两边不切割磁力线，此时感应电动势为0.
利用多媒体课，屏幕上打出中性面概念：
1.中性面线框平面与磁力线垂直位置.
2.线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但=0.
3.线圈越过中性面，线圈中I感方向要改变.线圈转一周，感应电流I感方向改变两次.
如果从中性面开始计时，逆时针方向匀速转动，角速度
ω，经时间t，线圈转到图示位置，ab边与cd边的速度方向与磁场方向夹角为ωt，屏幕上打出线圈水平投影图，如图所示.
[师问]设ab=cd=l1 磁感应强度B，bc=ad=l
2
这时ab边E感多大?
[生答]eab=Bl1l2ωsinωt
[师]cd边中E感跟ab边中感应电动势大小相同，又是串联在一起，此时整个线框中感应电动势多大?
[生答]e=eab+ecd=Bl1l2ωsinωt
屏幕上打出：
1.在匀强磁场中，匀速转动线圈产生感应电动势及感应电流是按正弦规律变化的.
瞬时表达式：
e=Bl1l2ωsinωt=BSωsinωt
N匝线圈时，相当于N个完全相同的电源来个串联，
e=NBSωsinωt.
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