高中物理选修32第五部分交流电课件

远距离输电问题解题思路：
（１）画好远距离输电示意图
（２）将有关物理量字母标在图上
得： I1 U2 n2
I2 U1 n1
五．应用
思考一：升压变压器，n2＞n1，降压变压器，n2＜n1。 升压变压器，I2<I1，降压变压器，I2>I1。
思考二：在绕制升压变压器原副线圈时，副线圈导线 应比原线圈导线粗一些好，还是细一些好？降压变压 器呢？
因为升压变压器，I2<I1，所以副线圈导线可以比原线 圈导线细一些。降压变压器，I2>I1，所以副线圈导线
（1）图5.1-3中，甲图所示时刻线圈中电流为多大？在线圈 由甲转到乙的过程中，AB中电流向哪个方向流动？大小如何 变化？到乙图所示时刻，线圈中电流大小有何特点？
（2）在线圈由乙转到丙的过程中，AB中电流向哪个方向流 动？大小如何变化？到丙图所示时刻，线圈中电流大小有何 特点？
（3）在线圈由丙转到丁的过程中，AB中电流向哪个方向 流动？大小如何变化？到丁图所示时刻，线圈中电流大小 有何特点？
减少功率与电压损失。 难点：理解高压输电原理，区别导线上的输电电压U和损失电压
ΔU。
一、降低输电损耗的两个途径
根据功率损失的表达式ΔP=I2r可知，要减少输电线上的功
率损失，有两种方法：其一是减小输电线的电阻；其二是减
小输电电流。
1.减小输电线的电阻
根据电阻定律电阻定律可知r=ρ l ，要减小输电线的电阻r，
二、教学设计思路及教学建议
1、交变电流 2、描述交变电流的物理量 3、电感和电流对交变电流的影响 4、变压器
5 、电能的输送
第一节、交变电流
教学目标（一）知识与技能 1．使学生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。 （二）过程与方法 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物理问题的能力。 （三）情感、态度与价值观 通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会 运用数学知识解决物理问题的重要性 重点：交变电流产生的物理过程的分析。
1.中性面
(1)定义:与磁感线垂直的 平面。 (2)强调:①线圈处于中性 面位置时，穿过线圈Φ最 大，但I=0。 ②线圈越过中性面，线圈 中感应电流方向要改变。 线圈转一周，感应电流方 向改变两次。
2．交变电流的变化规律
(1)若线圈有N匝时，相当于N
个完全相同的电源串联，
e=NBL1L2ωsinωt， 令Em=NBL1L2ω=NBSω=NΦmω， 叫做感应电动势的峰值，e叫
一.变压器的原理 １构、成构的造。：变压器就是由闭合铁芯和绕在铁芯用 向上可 学的两拆 生个变 展线压 示圈器 变 一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈）压，器另一的个构线造圈．
跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）。两个线圈都是绝缘导 线绕制成的。铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
２、画出变压器的结构示意图和符号，如下图示：
道理。
３、两种途径比较
在输电电流一定的情况下，线路电阻减为原来的一半， 线路中损耗的功率减为原来的１／２。
在线路电阻一定的情况下，电压提高一倍，线路中的 电流减为一半，而损耗的功率减为原来的１／４。
二、远距离高压输电的原理 １．远距离高压输电示意图
设发电机的输出功率为P，I2= P／U2，则功率损失为 ΔP=I22R 用户得到的功率为P用=P-ΔP 输电线路上的电压损失为：ΔU=I2R，则U3=U2-ΔU
（4）在线圈由丁转到甲的过程中，AB中电流向哪个方向 流动？大小如何变化？
2.实验验证 (1)
(2)
给出交流电和直流电的概念.(强调方向的区别)
二.交变电流的变化规律
在课后的问题与练 习中有两道题用到
Em==NBSω 教材中未对交变电流的瞬时值表达式作理论推导，建议在
实际教学中对交变电流的瞬时值表达式进行推导。
３、变压器的原理：互感现象时变压器工作的基础。 通过互感现象，电源的能量可以从一个线圈传输给另 一个线圈。
二、电压与匝数的关系
１、利用可拆变压器，学生电源，多用电表，导线 若干，探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系．
注意事项：（1）连接好电路后，同组同学分别独 立检查，然后由老师确认，电路连接无误才能接通 电源。 （2）注意人身安全。只能用低压交流电源，可使 用电源电压为６V （3）使用多用电表交流电压档测电压时，先用最 大量程测试，然后再用适当的挡位进行测量。
做感应电动势的瞬时值。 (2)根据闭合电路欧姆定律，
电压流的的 瞬最 时值Im=iE=Imm/s(ir+nωR)t，电
(3)根据部分电路欧姆定律，
电的压瞬的 时最 值大U=值UmsUim=nIωmRt，。电压
3.交流电的图像 电动势、电流与电压的瞬时值与时间 关系图像
此处可与Φ－t图相
比较．
三．几种常见的交变电波形
与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。 （二）过程与方法 在探究变压比、电流比和匝数比的关系中培养学生运用物
理理想化模型分析问题、解决问题的能力。 （三）情感、态度与价值观 1．使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的。 2．培养学生实事求是的科学态度。 重点：探究变压比和匝数比的关系。 难点：探究变压比和匝数比的关系。
电流阻碍大。即“通低频、阻高频
二、．交变电流能够通过电容器 ［演示］电容对交、直流的影响。 实验电路如图所示：
电容器交替进行充电和 放电，电路中就有了流， 表现为交流通过了电容器。
三.电容器对交变电流的阻碍作用
１、容抗：电容对交流电的电容阻越碍大作,在用同的样大电小压下电容器
容纳电荷越多，因此充放电的 电流越大，容抗就越小；交变 电流的频率越高，充放电进行
难点：交变电流的变化规律及应用。
5.1 交变电流 一.交变电流的产生过程
1.理论探究
教材并没有直接给出线圈在各个位置时电流的方 向,而是以问题的方式引导学生自己分析.
建议:将一个周期内的四个位置和四个过程的电流大小、方 向从中性面起依次以问题的形式展现,让学生对交变电流的 产生过程有一个完整的认识
一．电感对交变电流的阻碍作用 ［演示］电阻、电感对交、直流的影响。实验电路 如下图甲、乙所示：
说明：由于电感线圈 中通过交变电流时产 生自感电动势，阻碍 电流变化，对交变电 流有阻碍作用.电感对 交变电流阻碍作用大 小用感抗来表示.线圈 自感系数越大，交变 电流的频率越高，感 抗越大.
１、感抗：电感对交流电的阻碍作用的大小
２、影响感抗的因素：自感系数，交流电频率。线圈自感系 数越大，交变电流的频率越高，感抗越大。
３、线圈的作用：线圈有“通直流、阻交流”或 “通低频，阻高频”特征 ４、感抗的利用 （1）低频扼流圈 自感系数很大。对低频交变电流有很大的阻碍作用。
即“通直流、阻交流”。 （2）高频扼流圈 自感系数小。对低频交变电流阻碍小，对高频交变
第二节. 描述交变电流的物理量
（一）知识与技能 1．理解什么是交变电流的峰值和有效值，知道它们
之间的关系。 2．理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。
知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。 （二）过程与方法 能应用数学工具描述和分析处理物理问题。 （三）情感、态度与价值观 让学生了解多种电器铭牌，介绍现代科技的突飞猛
高中物理选修3-2第五章《交流电》
教材分析与教学建议
青岛十七中高二物理集备组 2007.9.26
教学的时间安排
第1单元 §5.1 交变电流 （1学时） §5.2 描述交变电流的物理量（1学时） 习题课 （1 学时）
第2单元 §5.3 电感和电容对交变电流的影响（1 学时）
第3单元 §5.4 变压器 （2学时） §5.5 电能的输送 （1学时）
要比原线圈导线粗一些。
自学了解：电压互感器和电流互感器的作用和原理
第五节.电能的输送
（一）知识与技能 1．知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。 2．知道降低输电损耗的两个途径，会进行远距离输电的有关计
算． 3．了解电网供电的优点和意义。 （二）过程与方法 通过思考、讨论、阅读，培养学生阅读、分析、综合和应用能力 （三）情感、态度与价值观 1．培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度。 2．介绍我国远距离输电概况，激发学生投身祖国建设的热情。 重点：找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电可
因素有关。 （二）过程与方法 1．培养学生独立思考的思维习惯。 2．培养学生用学过的知识去理解、分析新问题的习惯。 （三）情感、态度与价值观 培养学生有志于把所学的物理知识应用到实际中去的学习习惯。 重点 1．电感、电容对交变电流的阻碍作用。 2．感抗、容抗的物理意义。 难点 1．感抗的概念及影响感抗大小的因素。 2．容抗概念及影响容抗大小的因素。
注意区分交流电的“四值” １、最大值 ２、有效值 ３、平均值 ４、瞬时值
第三节. 电感和电容对交变电流的影响
（一）知识与技能 1．理解为什么电感对交变电流有阻碍作用。 2．知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些
因素有关。 3．知道交变电流能通过电容器.知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用。 4．知道用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小.知道容抗与哪些
取U1＝6V
实验次 数
1
原线圈 匝数n1
n1
副线圈 匝数n2
1
2n1
副线圈 输出电 压U2
结论
2
3
4
n1
n1
n2
1
n1
2 n1
n22
U 1 n1 U 2 n2
2．电压与匝数的关系