高中歷史選修二教案

5.5電能的輸送學(xué)案（人教版選修3-2）。

一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé)，高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是老師職責(zé)的一部分。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ)，幫助高中教師提前熟悉所教學(xué)的內(nèi)容。那么怎么才能寫(xiě)出優(yōu)秀的高中教案呢？為滿足您的需求，小編特地編輯了“5.5電能的輸送學(xué)案（人教版選修3-2）”，希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。

5.5電能的輸送學(xué)案（人教版選修3-2）
1．輸電線上的功率損失P＝________，降低輸電損耗的兩個(gè)途徑為：
____________________，____________________.
2．遠(yuǎn)距離輸電基本原理：在發(fā)電站內(nèi)用________變壓器______電壓，然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，在用電區(qū)域通過(guò)______變壓器______所需的電壓．
3．下列關(guān)于電能輸送的說(shuō)法中正確的是()
A．輸送電能的基本要求是可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)
B．減小輸電導(dǎo)線上功率損失的惟一辦法是采用高壓輸電
C．減小輸電導(dǎo)線上電壓損失的惟一方法是增大輸電線的橫截面積
D．實(shí)際輸電時(shí)，要綜合考慮各種因素，如輸電功率大小、距離遠(yuǎn)近、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件等
4．輸電導(dǎo)線的電阻為R，輸送電功率為P.現(xiàn)分別用U1和U2兩種電壓來(lái)輸電，則兩次輸電線上損失的功率之比為()
A．U1∶U2B．U21∶U22
C．U22∶U21D．U2∶U1
5．如圖1所示為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示意圖．關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電，下列表述正確的是()
圖1
A．增加輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過(guò)程中的電能損失
B．高壓輸電是通過(guò)減小輸電電流來(lái)減小電路的發(fā)熱損耗
C．在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過(guò)程中的電能損失越小
D．高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好
【概念規(guī)律練】
知識(shí)點(diǎn)一線路損耗問(wèn)題
1．發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學(xué)校的輸電線電阻為R，通過(guò)導(dǎo)線的電流為I，學(xué)校輸入電壓為U2，下列計(jì)算輸電線損耗的式子中，正確的是()
A.U21RB.U1－U22R
C．I2RD．I(U1－U2)
2．某發(fā)電站采用高壓輸電向外輸送電能．若輸送的總功率為P0，輸電電壓為U，輸電導(dǎo)線的總電阻為R.則下列說(shuō)法正確的是()
A．輸電線上的電流I＝UR
B．輸電線上的電流I＝P0U
C．輸電線上損失的功率P＝(P0U)2R
D．輸電線上損失的功率P＝U2R
知識(shí)點(diǎn)二遠(yuǎn)距離輸電線路中各物理量的關(guān)系
3．一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4000kW，電壓為4000V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電．輸電線路總電阻R＝1kΩ.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的燈泡(220V，60W)．若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10%，變壓器T1和T2的耗損可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，則()
A．T1原、副線圈電流分別為103A和20A
B．T2原、副線圈電壓分別為1.8×105V和220V
C．T1和T2的變壓比分別為1∶50和40∶1
D．有6×104盞燈泡(220V,60W)正常發(fā)光
4．某小型水電站的電能輸送示意圖如圖2所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)．要使額定電壓為220V的用電器正常工作，則()
圖2
A.n2n1n3n4
B.n2n1n3n4
C．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓
D．升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率
【方法技巧練】
關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的分析方法
5．發(fā)電機(jī)的端電壓220V，輸出電功率44kW，輸電導(dǎo)線的電阻為0.2Ω，如果用初、次級(jí)匝數(shù)之比為1∶10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用初、次級(jí)匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶，則
(1)畫(huà)出全過(guò)程的線路示意圖；
(2)求用戶得到的電壓和功率；
(3)若不經(jīng)過(guò)變壓而直接送到用戶，求用戶得到的電壓和功率．

6．在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，所用導(dǎo)線電阻率為ρ，橫截面積為S，總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，輸電線損失的電功率為P′，用戶得到的電功率為P用，則下列關(guān)系式正確的是()
A．P′＝U2SρLB．P′＝P2ρLU2S
C．P用＝P－U2SρLD．P用＝P(1－PρLU2S)
參考答案
課前預(yù)習(xí)練
1．I2r減小輸電導(dǎo)線的電阻減小輸電導(dǎo)線中的電流
2．升壓升高降壓降到
3．AD
4．C[由P＝UI，P損＝I2R可得P損＝P2RU2，所以輸電線上損失的功率與輸送電壓的平方成反比，C項(xiàng)正確．]
5．ABD[導(dǎo)線的橫截面積越大，導(dǎo)線的電阻越小，電能損失就越小，A對(duì)；在輸送功率一定的前提下，提高輸送電壓U，由I＝PU知，能減小電流I，從而減小發(fā)熱損耗，B對(duì)；若輸送電壓一定，由I＝PU知，輸送的電功率P越大，I越大，發(fā)熱損耗就越多，C錯(cuò)；高壓輸電時(shí)要綜合考慮材料成本、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性等各種因素，不是電壓越高越好，D對(duì)．]
課堂探究練
1．BCD[輸電線的損耗P損＝I2R線＝U2線R線＝IU線
其中U線＝U1－U2，故B、C、D正確．]
點(diǎn)評(píng)計(jì)算功率損失常用公式P損＝I2線R線和P損＝U2線R線，特別在利用P損＝U2線R線時(shí)要注意U線是R線上的電壓．
2．BC[輸電線上的電流I線＝P0U＝U線R故A錯(cuò)誤，B正確；輸電線上的功率損失P＝I2線R＝(P0U)2R＝U2線R，故C正確，D錯(cuò)誤．]
點(diǎn)評(píng)由功率損失P＝(P輸U(kuò)輸)2R線知：當(dāng)輸送功率P輸一定時(shí)減少輸電線上功率損失的方法為提高輸電電壓或減小輸電導(dǎo)線的電阻．
3．ABD[輸電線上消耗的功率P線＝I22R＝400kW，則I2＝P線R＝20A，又P1＝U1I1，則I1＝P1U1＝103A，故A正確；T1的變壓比U1U2＝I2I1＝150，又P＝U1I1＝U2I2，得U2＝2×105V，輸電線上損失電壓U線＝I2R＝2×104V，則T2原線圈的輸入電壓U3＝U2－U線＝1.8×105V，又燈泡正常發(fā)光，T2的副線圈的電壓為220V，B正確；T2的變壓比U3U4＝1.8×105220＝900011，C錯(cuò)誤；根據(jù)U3I2＝60n，解得n＝6×104，D正確．]
點(diǎn)評(píng)遠(yuǎn)距離輸電線路圖如下
各物理量有下列關(guān)系
①電壓關(guān)系：U發(fā)＝U1，U1U2＝n1n2，U2＝U3＋U損，U3U4＝n3n4，U4＝U用；
②電流關(guān)系：n1I1＝n2I2，I2＝I線＝I3，n3I3＝n4I4；
③功率關(guān)系：P發(fā)＝P1＝P2，P2＝P3＋P損，P3＝P4＝P用，
P損＝I2R線，P損＝PU22R線，P損＝IU損．
4．AD[由于輸電線上的功率損耗，故升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率．P出－P損＝P入，故D正確.U2U1＝n2n1，U3U4＝n3n4，因?yàn)閁1＝200VU4＝220V，U2U3＝U2－U線，故n2n1n3n4，選項(xiàng)A正確．]
點(diǎn)評(píng)在理解電壓關(guān)系時(shí)，可把輸電線路理解為三個(gè)閉合回路．如圖
第一個(gè)回路發(fā)電機(jī)是電源，升壓變壓器的原線圈是用電器，若輸電線電阻忽略則有U發(fā)＝U1；第二個(gè)回路升壓變壓器副線圈是電源，降壓變壓器的原線圈為用電器，則有U2＝U線＋U3；第三個(gè)回路降壓變壓器副線圈為電源，用戶為用電器，若輸電線電阻忽略則有U4＝U用．
5．(1)見(jiàn)解析(2)219.6V4.392×104W
(3)180V3.6×104W
解析(1)示意圖如下圖所示
(2)升壓變壓器次級(jí)的輸出電壓
U2＝n2n1U1＝101×220V＝2200V
據(jù)升壓變壓器輸出電功率等于輸入電功率知，升壓變壓器次級(jí)輸出電流
I2＝PU2＝44×1032200A＝20A
輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為
UR＝I2R＝20×0.2V＝4V
PR＝I22R＝202×0.2W＝80W
加到降壓變壓器初級(jí)上的輸入電流和電壓為
I3＝I2＝20A
U3＝U2－UR＝2200V－4V＝2196V
降壓變壓器次級(jí)的輸出電壓和電流為
U4＝n4n3U3＝110×2196V＝219.6V
I4＝n3n4I3＝10×20A＝200A
用戶得到的功率為
P4＝I4U4＝200×219.6W＝4.392×104W
(3)若不采用高壓輸電，用220V低壓直接供電時(shí)，電路如下圖所示，則輸電電流I＝PU1＝44×103220A＝200A，輸電線路上的電壓損失
UR′＝IR＝200×0.2V＝40V
所以用戶得到的電壓為
U4′＝U1－UR′＝220V－40V＝180V
用戶得到的功率為P4′＝IU4′＝200×180W＝3.6×104W
方法總結(jié)(1)求解遠(yuǎn)距離輸電的關(guān)鍵是熟悉輸電線路圖，并畫(huà)出示意圖，把需要的物理量都標(biāo)在圖中的相應(yīng)位置上．
(2)分別在“三個(gè)回路”以及“兩個(gè)變壓器”上找各物理量的關(guān)系，特別注意以升壓變壓器的副線圈、輸電線、降壓變壓器的原線圈組成的回路，在此回路中利用電路知識(shí)分析電壓關(guān)系和功率關(guān)系．
6．BD[輸電線電阻R＝ρLS，輸電電流I＝PU
故輸電線上損失的電功率為P′＝I2R＝PU2ρLS＝P2ρLU2S
用戶得到的電功率為P用＝P－P′＝P1－PρLU2S.故B、D正確．]
方法總結(jié)在遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題中，也要時(shí)刻注意能量守恒這一線索，即發(fā)電機(jī)的總功率應(yīng)等于線路上損失的熱功率和用戶得到的功率之和(在不考慮變壓器自身的能量損失的條件下)．[幼兒教師教育網(wǎng) yjS21.COM]

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4.3楞次定律學(xué)案（人教版選修3-2）

作為杰出的教學(xué)工作者，能夠保證教課的順利開(kāi)展，教師要準(zhǔn)備好教案，這是每個(gè)教師都不可缺少的。教案可以讓上課時(shí)的教學(xué)氛圍非常活躍，幫助教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。怎么才能讓教案寫(xiě)的更加全面呢？下面是小編為大家整理的“4.3楞次定律學(xué)案（人教版選修3-2）”，僅供參考，歡迎大家閱讀。

4.3楞次定律學(xué)案（人教版選修3-2）

1．楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．
2．右手定則：伸開(kāi)右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線垂直從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向．
3．下列說(shuō)法正確的是()
A．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反
B．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向可能相同，也可能相反
C．楞次定律只能判定閉合回路中感應(yīng)電流的方向
D．楞次定律可以判定不閉合的回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向
答案BD
解析本題的關(guān)鍵是理解楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．如果是因磁通量的減小而引起的感應(yīng)電流，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同，阻礙磁通量的減??；如果是因磁通量的增大而引起的感應(yīng)電流，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反，阻礙磁通量的增大，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；楞次定律既可以判定閉合回路中感應(yīng)電流的方向，還可以判定不閉合回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向．C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．
4．如圖1所示，一線圈用細(xì)桿懸于P點(diǎn)，開(kāi)始時(shí)細(xì)桿處于水平位置，釋放后讓它在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，已知線圈平面始終與紙面垂直，當(dāng)線圈第一次通過(guò)位置Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ時(shí)(位置Ⅱ正好是細(xì)桿豎直位置)，線圈內(nèi)的感應(yīng)電流方向(順著磁場(chǎng)方向看去)是()
圖1
A．Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ位置均是順時(shí)針?lè)较?br> B．Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ位置均是逆時(shí)針?lè)较?br> C．Ⅰ位置是順時(shí)針?lè)较颍蛭恢脼榱?，Ⅲ位置是逆時(shí)針?lè)较?br> D．Ⅰ位置是逆時(shí)針?lè)较颍蛭恢脼榱?，Ⅲ位置是順時(shí)針?lè)较?br> 答案D
解析本題關(guān)鍵是判定出Ⅰ，Ⅱ位置時(shí)磁通量的變化情況，線圈由初始位置向Ⅰ位置運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，沿磁場(chǎng)方向的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，從右向左穿過(guò)線圈，根據(jù)安培定則，Ⅰ位置時(shí)感應(yīng)電流的方向(沿磁感線方向看去)是逆時(shí)針?lè)较?；在Ⅱ位置時(shí)由左向右穿過(guò)線圈的磁通量最大，由Ⅱ位置向Ⅲ位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，向右穿過(guò)線圈的磁通量減少，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向右，阻礙它的減少，根據(jù)安培定則可判定Ⅲ位置的電流方向(沿磁感線方向看去)是順時(shí)針?lè)较?，且知Ⅱ位置時(shí)感應(yīng)電流為零．故選D.
5．如圖2所示，當(dāng)導(dǎo)體棒MN在外力作用下沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)R的電流方向是()
圖2
A.由A→B?
?B.由B→A?
C．無(wú)感應(yīng)電流
D．無(wú)法確定
答案AM，則通過(guò)R的電流為A→M，則通過(guò)R的電流為A→B.

【概念規(guī)律練】
知識(shí)點(diǎn)一楞次定律的基本理解
1．如圖3所示為一種早期發(fā)電機(jī)原理示意圖，該發(fā)電機(jī)由固定的圓形線圈和一對(duì)用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成，兩磁極相對(duì)于線圈平面對(duì)稱，在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧XOY運(yùn)動(dòng)(O是線圈中心)，則()
圖3
A．從X到O，電流由E經(jīng)G流向F，先增大再減小
B．從X到O，電流由F經(jīng)G流向E，先減小再增大
C．從O到Y(jié)，電流由F經(jīng)G流向E，先減小再增大
D．從O到Y(jié)，電流由E經(jīng)G流向F，先增大再減小
答案D
解析S，方向向上．當(dāng)磁極由X到O時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量增加．根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)向下，再根據(jù)安培定則可知電流由F經(jīng)G流向E，當(dāng)磁極在圓形線圈正上方時(shí)，磁通量的變化率最小，故電流先增大后減?。?dāng)磁極從O到Y(jié)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量減少，可判斷電流方向由E經(jīng)G流向F.再根據(jù)磁通量最大時(shí)，磁通量的變化率最小，則感應(yīng)電流最小，故電流先增大后減?。蔬x項(xiàng)D正確．→S，方向向上．當(dāng)磁極由X到O時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量增加．根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)向下，再根據(jù)安培定則可知電流由F經(jīng)G流向E，當(dāng)磁極在圓形線圈正上方時(shí)，磁通量的變化率最小，故電流先增大后減小．當(dāng)磁極從O到Y(jié)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量減少，可判斷電流方向由E經(jīng)G流向F.再根據(jù)磁通量最大時(shí)，磁通量的變化率最小，則感應(yīng)電流最小，故電流先增大后減?。蔬x項(xiàng)D正確．
點(diǎn)評(píng)應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的一般步驟：
原磁場(chǎng)方向及穿過(guò)回路的磁通量的增減情況――→楞次定律感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向――→安培定則感應(yīng)電流的方向
2．如圖4所示，一均勻的扁平條形磁鐵的軸線與圓形線圈在同一平面內(nèi)，磁鐵中心與圓心重合，為了在磁鐵開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)線圈中能得到逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，磁鐵的運(yùn)動(dòng)方式應(yīng)是()
圖4
A．N極向紙內(nèi)，S極向紙外，使磁鐵繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)
B．N極向紙外，S極向紙內(nèi)，使磁鐵繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)
C．磁鐵在線圈平面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
D．磁鐵在線圈平面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
答案A
解析當(dāng)N極向紙內(nèi)，S極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)由無(wú)到有并向里，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)向外，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，A選項(xiàng)正確；當(dāng)N極向紙外，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)向外并增加，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)磁鐵在線圈平面內(nèi)繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量始終為零，因而不產(chǎn)生感應(yīng)電流，C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤．
點(diǎn)評(píng)此題是“逆方向”應(yīng)用楞次定律，只需把一般步驟“逆向”即可
感應(yīng)電流的方向――→安培定則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向――→楞次定律穿過(guò)回路的磁通量的增減情況
知識(shí)點(diǎn)二右手定則
3.如圖表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b的是()?
答案Ab，B中電流由b→b，B中電流由b→a，C中電流沿a→c→b→a方向，D中電流由b→a.故選A.
點(diǎn)評(píng)判別導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向時(shí)，采用右手定則更有針對(duì)性，當(dāng)然用楞次定律也可以判別．
4．如圖5所示，導(dǎo)線框abcd與通電直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線通有恒定電流并通過(guò)ad和bc的中點(diǎn)，當(dāng)線框向右運(yùn)動(dòng)的瞬間，則()
圖5
A．線框中有感應(yīng)電流，且按順時(shí)針?lè)较?br> B．線框中有感應(yīng)電流，且按逆時(shí)針?lè)较?br> C．線框中有感應(yīng)電流，但方向難以判斷
D．由于穿過(guò)線框的磁通量為零，所以線框中沒(méi)有感應(yīng)電流
答案B
解析此題可用兩種方法求解，借此感受右手定則和楞次定律分別在哪種情況下更便捷．
方法一：首先由安培定則判斷通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)方向（如下圖所示），因ab導(dǎo)線向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，由右手定則判斷感應(yīng)電流由a→b,同理可判斷cd導(dǎo)線中的感應(yīng)電流方向由c→d,ad、bc兩邊不做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，所以整個(gè)線框中的感應(yīng)電流是逆時(shí)針?lè)较虻?
方法二：首先由安培定則判斷通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)方向(如右圖所示)，由對(duì)稱性可知合磁通量Φ＝0；其次當(dāng)導(dǎo)線框向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量增大(方向垂直向里)，由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，最后由安培定則判斷感應(yīng)電流按逆時(shí)針?lè)较颍蔅選項(xiàng)正確．
點(diǎn)評(píng)右手定則在判斷由于部分導(dǎo)體切割磁感線的感應(yīng)電流方向時(shí)針對(duì)性強(qiáng)，若電路中非一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)用楞次定律更輕松一些．
【方法技巧練】
一、增反減同法
5．某磁場(chǎng)磁感線如圖6所示，有一銅線圈自圖示A處落至B處，在下落過(guò)程中，自上向下看，線圈中的感應(yīng)電流方向是()
圖6
A．始終順時(shí)針
B．始終逆時(shí)針
C．先順時(shí)針再逆時(shí)針
D．先逆時(shí)針再順時(shí)針
答案C
解析自A落至圖示位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量增加，磁場(chǎng)方向向上，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與之相反，即向下，故可由安培定則判斷線圈中的感應(yīng)電流為順時(shí)針；自圖示位置落至B點(diǎn)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量減少，磁場(chǎng)方向向上，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與之相同即向上，故可由安培定則判斷線圈中的感應(yīng)電流為逆時(shí)針，選C.
方法總結(jié)此題中的“增反減同”為：當(dāng)回路中的磁通量增加(減少)時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反(相同)．
6．電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖7所示，現(xiàn)使磁鐵開(kāi)始自由下落，在N極接近線圈上端的過(guò)程中，流過(guò)R的電流方向和電容器極板的帶電情況是()
圖7
A．從a到b，上極板帶正電
B．從a到b，下極板帶正電
C．從b到a，上極板帶正電
D．從b到a，下極板帶正電
答案D
解析在N極接近線圈上端的過(guò)程，穿過(guò)線圈的磁通量向下增加，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上．由安培定則可判定電路中的電流為順時(shí)針?lè)较?，故通過(guò)R的電流由b到a，電容器下極板帶正電．
方法總結(jié)應(yīng)用增反減同法時(shí)，特別要注意原磁場(chǎng)的方向，才能根據(jù)增反減同判斷出感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向．
二、來(lái)拒去留法
7．如圖8所示，當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是()
圖8
A．向右擺動(dòng)
B．向左擺動(dòng)
C．靜止
D．無(wú)法判定
答案A
解析此題可由兩種方法來(lái)解決
方法1：畫(huà)出磁鐵磁感線分布，如圖甲所示，當(dāng)磁鐵向環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)環(huán)的磁通量增加，由楞次定律判斷出銅環(huán)中的感應(yīng)電流方向如圖甲所示．銅環(huán)中有感應(yīng)電流時(shí)銅環(huán)又要受到安培力的作用，分析銅環(huán)受安培力作用而運(yùn)動(dòng)時(shí)，可把銅環(huán)中的電流等效為多段直線電流元．取上、下兩小段電流研究，由左手定則確定兩段電流受力，由此可聯(lián)想到整個(gè)銅環(huán)所受合力向右，則A選項(xiàng)正確．

甲乙
方法2(等效法)：磁鐵向右運(yùn)動(dòng)，使銅環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流可等效為圖乙所示的條形磁鐵，則兩磁鐵有排斥作用，故A正確．
方法總結(jié)此題中若磁鐵遠(yuǎn)離銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，同樣可分析出銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況為向左擺動(dòng)，故可歸納出：感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受力時(shí)有“來(lái)拒去留”的特點(diǎn)．
8．如圖9所示，蹄形磁鐵的兩極間，放置一個(gè)線圈abcd，磁鐵和線圈都可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵如圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是()
圖9
A．俯視，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同
B．俯視，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同
C．線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，但轉(zhuǎn)速小于磁鐵轉(zhuǎn)速
D．線圈靜止不動(dòng)
答案C
解析本題“原因”是磁鐵有相對(duì)線圈的運(yùn)動(dòng)，“效果”便是線圈要阻礙兩者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，線圈阻止不了磁鐵的運(yùn)動(dòng)，由“來(lái)拒去留”線圈只好跟著磁鐵同向轉(zhuǎn)動(dòng)；如果二者轉(zhuǎn)速相同，就沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，線圈就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，故答案為C.
方法總結(jié)感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受力，用“來(lái)拒去留”來(lái)直接判斷既快又準(zhǔn)，此法也可理解為感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受力總是“阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)”．
三、增縮減擴(kuò)法
9．如圖10所示，光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置于導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路，一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)()
圖10
A．P、Q將相互靠攏
B．P、Q將相互遠(yuǎn)離
C．磁鐵的加速度仍為g
D．磁鐵的加速度小于g
答案AD
解析根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的效果是總要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，本題中“原因”是回路中磁通量的增加，P、Q可通過(guò)縮小面積的方式進(jìn)行阻礙，故可得A正確．由“來(lái)拒去留”得回路電流受到向下的力的作用，由牛頓第三定律知磁鐵受向上的作用力，所以磁鐵的加速度小于g，選A、D.
方法總結(jié)增縮減擴(kuò)法，就閉合電路的面積而言，致使電路的面積有收縮或擴(kuò)張的趨勢(shì)．
10．如圖11(a)所示，兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合，放在同一水平面內(nèi)，線圈A中通以如圖11(b)所示的交變電流，t＝0時(shí)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(如圖箭頭所示)，在t1～t2時(shí)間段內(nèi)，對(duì)于線圈B，下列說(shuō)法中正確的是()
圖11
A．線圈B內(nèi)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)
B．線圈B內(nèi)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，線圈有收縮的趨勢(shì)
C．線圈B內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)
D．線圈B內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，線圈有收縮的趨勢(shì)
答案A
解析在t1～t2時(shí)間段內(nèi)，A線圈的電流為逆時(shí)針?lè)较?，產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直紙面向外且是增加的，由此可判定B線圈中的電流為順時(shí)針?lè)较?，線圈的擴(kuò)張與收縮可用阻礙Φ變化的觀點(diǎn)去判定．在t1～t2時(shí)間段內(nèi)B線圈內(nèi)的Φ增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律，只有B線圈增大面積，才能阻礙Φ的增加，故選A.
方法總結(jié)注意B線圈內(nèi)的磁通量是穿進(jìn)穿出兩部分抵消后的磁通量．

6.2傳感器的應(yīng)用學(xué)案（人教版選修3-2）

一名優(yōu)秀負(fù)責(zé)的教師就要對(duì)每一位學(xué)生盡職盡責(zé)，教師要準(zhǔn)備好教案，這是每個(gè)教師都不可缺少的。教案可以讓學(xué)生們充分體會(huì)到學(xué)習(xí)的快樂(lè)，幫助教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。教案的內(nèi)容要寫(xiě)些什么更好呢？小編收集并整理了“6.2傳感器的應(yīng)用學(xué)案（人教版選修3-2）”，供大家參考，希望能幫助到有需要的朋友。

6.2傳感器的應(yīng)用學(xué)案（人教版選修3-2）

1．傳感器應(yīng)用的一般模式：______________________.
2．電子秤由________、電壓放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器和數(shù)字顯示器組成．電阻應(yīng)變片受到力的作用，它的______會(huì)發(fā)生變化，從而引起上下表面的電壓差發(fā)生變化．把應(yīng)變片放到合適的電路中，它能夠把物體的______這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為_(kāi)_____這個(gè)電學(xué)量，因而電子秤是______傳感器的應(yīng)用．
3．電飯鍋中的敏感元件為_(kāi)___________，它具有這樣的性質(zhì)：常溫下具有________，能夠被磁體吸引，當(dāng)溫度上升到約103℃時(shí)，就__________，不能被磁體吸引，這個(gè)溫度在物理學(xué)中稱為該材料的“居里溫度”或“居里點(diǎn)”，電飯鍋是溫度傳感器的應(yīng)用．
4．傳感器的種類多種多樣，其性能也各不相同，空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后，會(huì)自動(dòng)停止工作，空調(diào)機(jī)內(nèi)使用的傳感器是()
A．生物傳感器B．紅外傳感器
C．溫度傳感器D．壓力傳感器
5．下列器件是應(yīng)用力傳感器的是()
A．鼠標(biāo)器B．火災(zāi)報(bào)警器
C．測(cè)溫儀D．電子秤
6．用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過(guò)程，實(shí)際上是電視機(jī)中的傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的過(guò)程．下列屬于這類傳感器的是()
A．紅外報(bào)警裝置
B．走廊照明燈的聲控開(kāi)關(guān)
C．自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置
D．電飯鍋中控制加熱和保溫的溫控器
【概念規(guī)律練】
知識(shí)點(diǎn)一力傳感器的應(yīng)用
1．壓敏電阻的阻值會(huì)隨所受壓力的增大而減?。煌瑢W(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷升降機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，如圖1甲所示，將壓敏電阻平放在升降機(jī)內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一物體m，升降機(jī)靜止時(shí)電流表示數(shù)為I0.某過(guò)程中電流表的示數(shù)如圖乙所示，則在此過(guò)程中()
圖1
A．物體處于失重狀態(tài)
B．物體處于超重狀態(tài)
C．升降機(jī)一定向上做勻加速運(yùn)動(dòng)
D．升降機(jī)可能向下做勻減速運(yùn)動(dòng)
2．傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖2所示的是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片的電極上時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是()
圖2
①若F向上壓膜片電極，電路中有從a到b的電流
②若F向上壓膜片電極，電路中有從b到a的電流
③若F向上壓膜片電極，電路中不會(huì)出現(xiàn)電流
④若電流表有示數(shù)，則說(shuō)明壓力F發(fā)生變化
⑤若電流表有示數(shù)，則說(shuō)明壓力F不發(fā)生變化
A．②④B．①④C．③⑤D．①⑤
知識(shí)點(diǎn)二溫度傳感器的應(yīng)用
3．關(guān)于電飯鍋的說(shuō)法正確的是()
A．電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是氧化鐵
B．鐵氧體在常溫下具有鐵磁性，溫度很高時(shí)失去鐵磁性
C．用電飯鍋燒水，水開(kāi)時(shí)能自動(dòng)斷電
D．用電飯鍋煮飯時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷電后，它不能自動(dòng)復(fù)位
4．如圖3所示是電飯煲的電路圖，S1是一個(gè)溫控開(kāi)關(guān)，手動(dòng)閉合后，當(dāng)此開(kāi)關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)(103℃)時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，S2是一個(gè)自動(dòng)溫控開(kāi)關(guān)，當(dāng)溫度低于70℃時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合；溫度高于80℃時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，紅燈是加熱時(shí)的指示燈，黃燈是保溫時(shí)的指示燈，分流電阻R1＝R2＝500Ω，加熱電阻絲R3＝50Ω，兩燈電阻不計(jì)．
圖3
(1)分析電飯煲的工作原理．
(2)簡(jiǎn)要回答，如果不閉合開(kāi)關(guān)S1，能將飯煮熟嗎？
(3)計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比．

知識(shí)點(diǎn)三光傳感器的應(yīng)用
5．在如圖4所示的電路中，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，LED為發(fā)光二極管(電流越大，發(fā)出的光越強(qiáng))，且R與LED之間的距離不變，下列說(shuō)法正確的是()
圖4
A．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率增大
B．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率減小
C．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率可能不變
D．無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P，L消耗的功率都不變
6．如圖5為煙霧散射式火災(zāi)報(bào)警器，它主要由帶孔的外罩，發(fā)光二極管LED、光電三極管及不透明的擋板組成，請(qǐng)簡(jiǎn)述它的工作原理．
圖5

【方法技巧練】
傳感器問(wèn)題的分析技巧
7．電熨斗在達(dá)到設(shè)定的溫度后就不再升溫，當(dāng)溫度降低時(shí)又會(huì)繼續(xù)加熱，使它總與設(shè)定的溫度相差不多．在熨燙不同的織物時(shí)，設(shè)定的溫度可以不同，進(jìn)行這樣的控制，靠的是溫度傳感器．電熨斗中裝有雙金屬片溫度傳感器，這種雙金屬片的作用是控制電路的通斷，如圖6所示為電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，圖中雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)大于下層金屬，請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答以下問(wèn)題：
圖6
(1)常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是接觸的還是分離的？當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)雙金屬片將起怎樣的作用？
(2)熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，這是如何利用調(diào)溫旋鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)的？

8．如圖7所示為某種電子秤的原理示意圖，AB為一均勻的滑線電阻，阻值為R，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩邊分別有P1、P2兩個(gè)滑動(dòng)頭，P1可在豎直絕緣光滑的固定桿MN上保持水平狀態(tài)而上下自由滑動(dòng)，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，P1剛好指著A端，P1與托盤固定相連，若P1、P2間出現(xiàn)電壓，該電壓經(jīng)過(guò)放大，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換后在顯示屏上將顯示物體重力的大?。阎獜椈傻膭哦认禂?shù)為k，托盤自身質(zhì)量為m0，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.求：
圖7
(1)托盤上未放物體時(shí)，在托盤自身重力作用下，P1離A的距離x1；
(2)托盤上放有質(zhì)量為m的物體時(shí)，P1離A的距離x2；
(3)在托盤上未放物體時(shí)通常先校準(zhǔn)零點(diǎn)，其方法是：調(diào)節(jié)P2，使P2離A的距離也為x1，從而使P1、P2間的電壓為零．校準(zhǔn)零點(diǎn)后，將物體m放在托盤上，試推導(dǎo)出物體質(zhì)量m與P1、P2間的電壓U之間的函數(shù)關(guān)系式．

參考答案
課前預(yù)習(xí)練
放大(轉(zhuǎn)換)電路→放大(轉(zhuǎn)換)電路→執(zhí)行機(jī)構(gòu)(或顯示系統(tǒng))
2．應(yīng)變片電阻形變電壓力
3．感溫鐵氧體鐵磁性失去磁性
4．C[空調(diào)機(jī)根據(jù)溫度調(diào)節(jié)工作狀態(tài)，所以內(nèi)部使用了溫度傳感器，故C正確．]
5．D[鼠標(biāo)器中的傳感器是紅外線接收管，屬于光傳感器；火災(zāi)報(bào)警器中傳感器是光電三極管，屬于光傳感器；測(cè)溫儀用的是溫度傳感器；電子秤的敏感元件是應(yīng)變片，是力傳感器，D正確．]
6．A[遙控器發(fā)出紅外線，電視中的傳感器感知紅外線，是紅外線傳感器，所以A選項(xiàng)正確．]
課堂探究練
1．BD[由乙圖知電流強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的二倍，而加在壓敏電阻兩端的電壓不變，說(shuō)明壓敏電阻的阻值減小，即物體對(duì)壓敏電阻的壓力增大，物體所受支持力大于重力，升降機(jī)勻加速上升或勻減速下降，處于超重狀態(tài)，故選B、D.]
2．A[當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，板間距離減小，電容器的電容將增大．當(dāng)F變化時(shí)，電容變化，而板間電壓不變，由Q＝CU，故帶電荷量Q發(fā)生變化，電容器將發(fā)生充、放電現(xiàn)象，回路中有電流，電流計(jì)有示數(shù)．反之，電流計(jì)有示數(shù)時(shí)，壓力F必發(fā)生變化．]
點(diǎn)評(píng)力傳感器能夠把物體的形變轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化，外力越大，電壓或電流的變化就越大，由變化的差值大小，可以得知外力的大?。?br> 3．BD[電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是鐵氧體，故A選項(xiàng)錯(cuò)，B選項(xiàng)正確．因水開(kāi)時(shí)溫度約為100℃，達(dá)不到居里溫度，故不能自動(dòng)斷電，則選項(xiàng)C錯(cuò)．溫控開(kāi)關(guān)只能手動(dòng)閉合，故D正確．]
4．(1)見(jiàn)解析(2)不能(3)12∶1
解析(1)電飯煲盛上食物后，接上電源，S2自動(dòng)閉合，同時(shí)手動(dòng)閉合S1，這時(shí)黃燈短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)，加熱到80℃時(shí)，S2自動(dòng)斷開(kāi)，S1仍閉合；水燒開(kāi)后，溫度升高到103℃時(shí)，開(kāi)關(guān)S1自動(dòng)斷開(kāi)，這時(shí)飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)，由于散熱，待溫度降至70℃時(shí)，S2自動(dòng)閉合，電飯煲重新加熱，溫度達(dá)到80℃時(shí)，S2又自動(dòng)斷開(kāi)，再次處于保溫狀態(tài)．
(2)如果不閉合開(kāi)關(guān)S1，則不能將飯煮熟，因?yàn)橹荒芗訜岬?0℃.
(3)加熱時(shí)電飯煲消耗的電功率為P1＝U2R并，保溫時(shí)電飯煲消耗的電功率P2＝U2R1＋R并，兩式中R并＝R2R3R2＋R3＝500×50500＋50Ω.從而有P1∶P2＝R1＋R并R并＝500＋500/11500/11＝12∶1.
點(diǎn)評(píng)①電飯煲的工作過(guò)程：開(kāi)始煮飯時(shí)，用手壓下開(kāi)關(guān)按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開(kāi)后，按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài)，則觸點(diǎn)接通，電熱板通電加熱，水沸騰后，由于鍋內(nèi)保持100℃不變，故感溫磁體仍與永磁體相吸，繼續(xù)加熱，直到飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當(dāng)溫度升至“居里點(diǎn)103℃”時(shí)，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開(kāi)，觸點(diǎn)分離，切斷電源，從而停止加熱．
②如果用電飯煲燒水，水沸騰后，鍋內(nèi)保持100℃不變，溫度低于“居里點(diǎn)103℃”，電飯煲不能自動(dòng)斷電．只有水燒干后，溫度升高到103℃才能自動(dòng)斷電．因此，電飯煲用來(lái)燒水不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控溫．
5．A[滑動(dòng)觸頭P左移，使其電阻減小，流過(guò)二極管的電流增大，從而發(fā)光增強(qiáng)，使光敏電阻R減小，最終達(dá)到增大流過(guò)燈泡的電流的效果．]
6．見(jiàn)解析
解析使用時(shí)發(fā)光二極管處于發(fā)光狀態(tài)，平時(shí)光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)．煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變?。c傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)．
點(diǎn)評(píng)發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦?，?dǎo)電時(shí)還能發(fā)光．普通二極管只具有單向?qū)щ娦裕?br> 7．(1)常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的，但溫度過(guò)高時(shí)，由于雙金屬片上、下表面受熱膨脹系數(shù)不同，上部金屬膨脹大，下部金屬膨脹?。畡t雙金屬片向下彎曲，使觸點(diǎn)分離，從而切斷電源，停止加熱，溫度降低后，雙金屬片恢復(fù)原狀，重新接通電路加熱，這樣循環(huán)進(jìn)行，起到自動(dòng)控制溫度的作用．
(2)熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，此時(shí)可通過(guò)調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降螺絲，升降螺絲帶動(dòng)彈性銅片升降，從而改變觸點(diǎn)接觸的位置，達(dá)到設(shè)定不同溫度的目的．
8．(1)m0gk(2)m＋m0gk(3)m＝kLgEU
解析托盤的移動(dòng)帶動(dòng)P1移動(dòng)，使P1、P2間出現(xiàn)電勢(shì)差，電勢(shì)差的大小反映了托盤向下移動(dòng)距離的大小，由于R為均勻的滑線電阻，則其阻值與長(zhǎng)度成正比．
(1)由力的平衡知識(shí)知m0g＝kx1，解得x1＝m0gk
(2)放上重物重新平衡后m0g＋mg＝kx2
解得x2＝m＋m0gk
(3)由閉合電路歐姆定律知E＝IR，
由部分電路歐姆定律知U＝IR串，
由R串R＝xL，其中x為P1、P2間的距離，則x＝x2－x1＝mgk
聯(lián)立解得m＝kLgEU
方法總結(jié)分析傳感器問(wèn)題要注意四點(diǎn)
(1)感受量分析
要明確傳感器所感受的物理量，如力、熱、光、磁、聲等．
(2)輸出信號(hào)分析
明確傳感器的敏感元件，分析它的輸入信號(hào)及輸出信號(hào)，以及輸入信號(hào)與輸出信號(hào)間的變化規(guī)律．
(3)電路結(jié)構(gòu)分析
認(rèn)真分析傳感器所在的電路結(jié)構(gòu)，在熟悉常用電子元件工作特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析電路輸出信號(hào)與輸入信號(hào)間的規(guī)律．
(4)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作分析
傳感器的應(yīng)用，不僅包含非電學(xué)量如何向電學(xué)量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，還包含根據(jù)所獲得的信息控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作的過(guò)程．

5.1交變電流學(xué)案（人教版選修3-2）

一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時(shí)都會(huì)提前最好準(zhǔn)備，作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來(lái)，有效的提高課堂的教學(xué)效率。那么一篇好的教案要怎么才能寫(xiě)好呢？下面是小編為大家整理的“5.1交變電流學(xué)案（人教版選修3-2）”，歡迎大家與身邊的朋友分享吧！

5.1交變電流學(xué)案（人教版選修3-2）

1．大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做__________，方向不隨時(shí)間變化的電流稱為_(kāi)_____，大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為_(kāi)_________．
2．線圈在______磁場(chǎng)中繞____________的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生交變電流，此交變電流按正弦規(guī)律變化叫做________________電流，其電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝__________，其中Em＝________.
3．下列各圖中，哪些情況線圈中能產(chǎn)生交流電()
4．下圖所示的4種電流隨時(shí)間變化的圖中，屬于交變電流的有()
5．矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()
A．在中性面時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量最大
B．在中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大
C．穿過(guò)線圈的磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零
D．穿過(guò)線圈的磁通量為零時(shí)，磁通量的變化率也為零
【概念規(guī)律練】
知識(shí)點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生
1．如圖1所示為演示交變電流產(chǎn)生的裝置圖，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，正確的說(shuō)法是()
圖1
A．線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，指針左右擺動(dòng)兩次
B．圖示位置為中性面，線圈中無(wú)感應(yīng)電流
C．圖示位置ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b
D．線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁通量變化率為零
2．處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向平行于紙面并與ab垂直。在t=0時(shí)刻，線圈平面與紙面重合(如圖2所示)，線圈的cd邊離開(kāi)紙面向外運(yùn)動(dòng)。若規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，則能反映線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線是()
知識(shí)點(diǎn)二交變電流的變化規(guī)律
3．閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為240r/min，若線圈平面轉(zhuǎn)至與磁場(chǎng)方向平行時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為2V，則從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，所產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e＝________V，電動(dòng)勢(shì)的峰值為_(kāi)_______V，從中性面起經(jīng)148s，交流電動(dòng)勢(shì)的大小為_(kāi)_______V.
4．有一個(gè)10匝正方形線框，邊長(zhǎng)為20cm，線框總電阻為1Ω，線框繞OO′軸以10πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖3所示，垂直于線框平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T．問(wèn)：
圖3
(1)該線框產(chǎn)生的交變電流電動(dòng)勢(shì)最大值、電流最大值分別是多少？
(2)線框從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值是多大？
(3)寫(xiě)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式．
【方法技巧練】
一、瞬時(shí)值、平均值的計(jì)算方法
5．矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈共100匝，轉(zhuǎn)速為10πr/min，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量的最大值為0.03Wb，則線圈平面轉(zhuǎn)到與磁感線平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？當(dāng)線圈平面與中性面夾角為π3時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？

6．如圖4所示，匝數(shù)為n，面積為S的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，求線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．
圖4

二、交變電流圖象的應(yīng)用
7．矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如圖5所示．下面說(shuō)法中正確的是()
圖5
A．t1時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量為零
B．t2時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大
C．t3時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大
D．每當(dāng)e變換方向時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量絕對(duì)值都為最大
8．一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間的變化圖象如圖6所示，則下列說(shuō)法中，正確的是()
圖6
A．t＝0時(shí)刻，線圈平面與中性面垂直
B．t＝0.01s時(shí)刻，穿過(guò)線圈平面的磁通量的變化率最大
C．t＝0.02s時(shí)刻，線圈中有最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
D．t＝0.03s時(shí)刻，線圈中有最大感應(yīng)電流
參考答案
課前預(yù)習(xí)練
1．交變電流直流恒定電流
2．勻強(qiáng)垂直于磁感線正弦式交變EmsinωtnBSω
3．BCD[A中線圈中的磁通量始終是零，故無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生；B、C、D中都是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，故能產(chǎn)生交流電，則B、C、D正確．]
4．CD[恒定電流是強(qiáng)弱和方向都不隨時(shí)間改變，交變電流是強(qiáng)弱和方向都隨時(shí)間改變，正弦式交變電流是按正弦規(guī)律變化的交變電流，圖象中數(shù)值的正、負(fù)表示電流方向．A選項(xiàng)中電流數(shù)值總為正，表示電流方向不變，是恒定電流．B選項(xiàng)中圖象雖為正弦，但由于電流總是正值，表示電流方向不變，電流大小隨時(shí)間變化，也是恒定電流．C、D選項(xiàng)中電流強(qiáng)度和方向都隨時(shí)間做周期性變化，是交變電流．因此，是交變電流的只有C和D，是正弦式交變電流的只有D.]
5．A[中性面和磁場(chǎng)垂直，磁通量最大，磁通量的變化率為零．]
課堂探究練
1．C[線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在電路中產(chǎn)生呈周期性變化的交變電流，線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)電流改變方向，線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，有兩次通過(guò)中性面，電流方向改變兩次，指針左右擺動(dòng)一次，故A錯(cuò)；線圈處于圖示位置時(shí)，ab邊向右運(yùn)動(dòng)，由右手定則，ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b，故C對(duì)；線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，ab、cd邊垂直切割磁感線，線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大，也可以這樣認(rèn)為，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁通量為零，但磁通量的變化率最大，B、D錯(cuò)誤。]
點(diǎn)評(píng)①線圈平面垂直于磁感線時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流為零，這一位置叫中性面．線圈平面經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流方向就發(fā)生改變．線圈繞軸轉(zhuǎn)一周經(jīng)過(guò)中性面兩次，因此感應(yīng)電流方向改變兩次．
②線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零(即各邊都不切割)，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零．
2．C[線圈在磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交流電．對(duì)于圖示起始時(shí)刻，線圈的cd邊離開(kāi)紙面向紙外運(yùn)動(dòng)，速度方向和磁場(chǎng)方向垂直，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值最大；用右手定則判斷出電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍c規(guī)定的正方向相同．所以C對(duì)．]
點(diǎn)評(píng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交流電．其中“線圈”無(wú)特殊要求，即矩形線圈、圓形線圈等其他形狀都可，“繞某一軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)”，只要求此軸垂直于磁場(chǎng)方向，沒(méi)有其他限制條件．
3．2sin8πt21
解析當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)(S//B)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，即Em＝2V，ω＝2πn＝2π×24060＝8πrad/s，則從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，瞬時(shí)值表達(dá)式：e＝Emsinωt＝2sin8πtV，當(dāng)t＝148s時(shí)，e＝2sin(8π×148)V＝1V.
點(diǎn)評(píng)當(dāng)閉合線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)產(chǎn)生正弦式交流電電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式e＝Emsinωt，Em為最大值即當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)的瞬時(shí)值，ω為轉(zhuǎn)動(dòng)角速度．
4．(1)6.28V6.28A(2)5.44V
(3)e＝6.28sin10πtV
解析(1)交變電流電動(dòng)勢(shì)最大值為
Em＝nBSω＝10×0.5×0.22×10πV＝6.28V，
電流的最大值為
Im＝Em/R＝6.281A＝6.28A.
(2)線框轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e＝Emsin60°＝5.44V.
(3)由于線框轉(zhuǎn)動(dòng)是從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)的，所以瞬時(shí)值表達(dá)式為
e＝Emsinωt＝6.28sin10πtV.
點(diǎn)評(píng)①電動(dòng)勢(shì)最大值Em＝nBSω.
②當(dāng)計(jì)時(shí)起點(diǎn)為中性面位置時(shí)表達(dá)式為e＝Emsinωt
當(dāng)計(jì)時(shí)起點(diǎn)為線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，表達(dá)式為e＝Emcosωt.
5．1V32V
解析由題意知：Φm＝0.03Wb
ω＝2πn＝2π×10π×160rad/s＝13rad/s.
線圈轉(zhuǎn)至與磁感線平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故
Em＝NBSω＝NΦmω＝100×0.03×13V＝1V
瞬時(shí)值表達(dá)式e＝Emsinωt＝sint3V
當(dāng)θ＝ωt＝π3時(shí)，e＝sinπ3V＝32V.
方法總結(jié)①要記住兩個(gè)特殊位置感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值，即中性面位置e＝0；線圈平面與磁感線平行的位置e＝Em＝nBSω.
②確定線圈從哪個(gè)位置開(kāi)始計(jì)時(shí)的，從而確定電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式是正弦形式還是余弦形式．
6.2πnBSω
解析由楞次定律可判斷線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)間內(nèi)，線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E≠0.磁通量是沒(méi)有方向的標(biāo)量，但卻有正負(fù)．如果我們規(guī)定磁感線從線圈的一側(cè)穿入另一側(cè)，穿出磁通量為正，那么從另一側(cè)穿入這一側(cè)穿出時(shí)，磁通量就為負(fù)了．設(shè)線圈轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)，穿過(guò)它的磁通量Φ′＝BS，那么圖示位置時(shí)穿過(guò)它的磁通量Φ＝－BS.由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝nΔΦΔt＝nΦ′－Φ12T＝nBS－－BS12×2πω＝2πnBSω.
方法總結(jié)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不等于始、末兩瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)值的平均值，必須用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算即E＝nΔΦΔt.
7．D[t1、t3時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，線圈位于中性面位置，所以穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，A、C錯(cuò)誤；t2時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線圈位于中性面的垂面位置，穿過(guò)線圈的磁通量為零，B錯(cuò)誤；由于線圈每過(guò)一次中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大，e變換方向，所以D正確．]
方法總結(jié)當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)，磁通量的變化率最大，磁通量卻最小．
8．ABCD[由題意可知Φ＝Φmsinωt時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為e＝Emcosωt，當(dāng)t＝0時(shí)，Φ＝0，線圈平面與中性面垂直，穿過(guò)線圈平面的磁通量的變化率最大，線圈中有最大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，此類時(shí)刻還有0.01s，0.02s，0.03s，……所以答案為A、B、C、D.]
方法總結(jié)由E＝ΔΦΔt可知，交變電流的電動(dòng)勢(shì)隨線圈的磁通量的變化而變化，即由Φ的變化可推知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律(當(dāng)Φ＝Φmsinωt時(shí)e＝Emcosωt，當(dāng)Φ＝Φmcosωt時(shí)，e＝Emsinωt)．

電能的輸送

電能的輸送

教學(xué)目的：

1、了解電能輸送的過(guò)程．

2、知道高壓輸電的道理．

3、培養(yǎng)學(xué)生把物理規(guī)律應(yīng)用于實(shí)際的能力和用公式分析實(shí)際問(wèn)題的能力．

教學(xué)重點(diǎn)：培養(yǎng)學(xué)生把物理規(guī)律應(yīng)用于實(shí)際的能力和用公式分析實(shí)際問(wèn)題的能力．

教學(xué)難點(diǎn)：高壓輸電的道理．

教學(xué)用具：電能輸送過(guò)程的掛圖一幅（帶有透明膠），小黑板一塊（寫(xiě)好題目）．

教學(xué)過(guò)程：

一、引入新課

講述：前面我們學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象和發(fā)電機(jī)，通過(guò)發(fā)電機(jī)我們可以大量地生產(chǎn)電能．比如，葛洲壩電站通過(guò)發(fā)電機(jī)把水的機(jī)械能為電能，發(fā)電功率可達(dá)271.5萬(wàn)千瓦，這么多的電能當(dāng)然要輸?shù)接秒姷牡胤饺?，今天，我們就?lái)學(xué)習(xí)輸送電能的有關(guān)知識(shí)．

二、進(jìn)行新課

1、輸送電能的過(guò)程

提問(wèn)：發(fā)電站發(fā)出的電能是怎樣輸送到遠(yuǎn)方的呢？如：葛洲壩電站發(fā)出的電是怎樣輸?shù)轿錆h、上海等地的呢？很多學(xué)生憑生活經(jīng)驗(yàn)?zāi)芑卮穑菏峭ㄟ^(guò)電線輸送的．在教師的啟發(fā)下學(xué)生可以回答：是通過(guò)架設(shè)很高的、很粗的高壓電線輸送的．

出示：電能輸送掛圖，并結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)作介紹．

板書(shū)：第三節(jié)電能的輸送

輸送電能的過(guò)程：發(fā)電站→升壓變壓器→高壓輸電線→降壓變壓器→用電單位．）

2、遠(yuǎn)距離輸電為什么要用高電壓？

板書(shū)：（高壓輸電的道理）

分析討論的思路是：輸電→導(dǎo)線（電阻）→發(fā)熱→損失電能→減小損失

講解：輸電要用導(dǎo)線，導(dǎo)線當(dāng)然有電阻，如果導(dǎo)線很短，電阻很小可忽略，而遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，導(dǎo)線很長(zhǎng)，電阻大不能忽略．列舉課本上的一組數(shù)據(jù)．電流通過(guò)很長(zhǎng)的導(dǎo)線要發(fā)出大量的熱，請(qǐng)學(xué)生計(jì)算：河南平頂山至湖北武昌的高壓輸電線電阻約400歐，如果能的電流是1安，每秒鐘導(dǎo)線發(fā)熱多少？學(xué)生計(jì)算之后，教師講述：這些熱都散失到大氣中，白白損失了電能．所以，輸電時(shí)，必須減小導(dǎo)線發(fā)熱損失．

3、提問(wèn)：如何減小導(dǎo)線發(fā)熱呢？

分析：由焦耳定律，減小發(fā)熱,有以下三種方法：一是減小輸電時(shí)間，二是減小輸電線電阻，三是減小輸電電流．

4、提問(wèn)：哪種方法更有效？

第一種方法等于停電，沒(méi)有實(shí)用價(jià)值．第二種方法從材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)三方面來(lái)說(shuō)都有實(shí)際困難．適用的超導(dǎo)材料還沒(méi)有研究出來(lái)．排除了前面兩種方法，就只能考慮第三種方法了．從焦耳定律公式可以看出．第三種辦法是很有效的：電流減小一半，損失的電能就降為原來(lái)的四分之一．通過(guò)后面的學(xué)習(xí)，我們將會(huì)看到這種辦法了也是很有效的．

板書(shū)結(jié)論：（A：要減小電能

講解：另一方面，輸電就是要輸送電能，輸送的功率必須足夠大，才有實(shí)際意義．

板書(shū)：（B：輸電功率必須足夠大．）

5、提問(wèn)：怎樣才能滿足上述兩個(gè)要求呢？

分析：根據(jù)公式，要使輸電電流減小，而輸送功率不變（足夠大），就必須提高輸電電壓．

板書(shū)：（高壓輸電可以保證在輸送功率不變，減小輸電電流來(lái)減小輸送電的電能損失．）

變壓器能把交流電的電壓升高（或降低）

講解：在發(fā)電站都要安裝用來(lái)升壓的變壓器，實(shí)現(xiàn)高壓輸電．但是我們用戶使用的是低壓電，所以在用戶附近又要安裝降壓的變壓器．

討論：高壓電輸?shù)接秒妳^(qū)附近時(shí)，為什么要把電壓降下來(lái)？（一是為了安全，二是用電器只能用低電壓．）

板書(shū)：（3.變壓器能把交流電的電壓升高或降低）

三、引導(dǎo)學(xué)生看課本，了解我國(guó)輸電電壓，知道輸送電能的優(yōu)越性．

四、課堂小結(jié)：

輸電過(guò)程、高壓輸電的道理．

五、作業(yè)布置：

某電站發(fā)電功率約271.5萬(wàn)千瓦，如果用1000伏的電壓輸電，輸電電流是多少？如果輸電電阻是200歐，每秒鐘導(dǎo)線發(fā)熱損失的電能是多少？如果采用100千伏的高壓輸電呢？