高中電流的教案

交變電流。

古人云，工欲善其事，必先利其器。教師要準(zhǔn)備好教案為之后的教學(xué)做準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容，有效的提高課堂的教學(xué)效率。那么，你知道教案要怎么寫呢？下面是小編幫大家編輯的《交變電流》，相信能對大家有所幫助。

課題交變電流課型
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1．知道為什么電感對交變電流有阻礙作用．
2．知道用感抗來表示電感對交變電流阻礙作用的大小，知道感抗與哪些因素有關(guān)．
3．知道交變電流能通過電容，知道為什么電容器對交變電流有阻礙作用．
4．知道用容抗來表示電容對交變電流阻礙作用的大小，知道容抗與哪些因素有關(guān)．
【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】
1、重點(diǎn)：電感和電容對交變電流的影響
2、難點(diǎn)：電感和電容對交變電流的影響

【自主學(xué)習(xí)】
新課
一、感抗
1．定義：對電流阻礙作用的大小，用感抗表示．
2．感抗的成因：因?yàn)榻蛔冸娏鞯碾S時(shí)間周期性變化，這個(gè)變化的電流通過線圈時(shí)產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢，自感電動(dòng)勢總是阻礙的變化，故線圈對交變電流有阻礙作用，這就是感抗．
3．決定因素：感抗的實(shí)質(zhì)就是由線圈的自感現(xiàn)象引起的，線圈的自感系數(shù)L越，自感作用就越大，因而感抗也就越大；交流的頻率f越，電流的變化率就越大，自感作用也越大，感抗也就越大．*實(shí)際上進(jìn)一步研究可得出線圈的感抗XL與它的自感系數(shù)L及交變電流的頻率f間有如下的關(guān)系：
XL＝2πfL
說明：通常所講的直流，常指恒定電流．恒定電流流過電感線圈，電流沒有變化，因而就不產(chǎn)生自感現(xiàn)象．因此，電感線圈對恒定電流而言無所謂感抗．
二、低頻扼流圈和高頻扼流圈
1．低頻扼流圈：自感系數(shù)的線圈（約幾十亨），線圈電阻較，對直流的阻礙作用較小，這種線圈可以“通，阻”。
2．高頻扼流圈：自感系數(shù)較小的線圈（約幾個(gè)毫亨），對低頻交變電流的阻礙作用較而對高頻交變電流的阻礙作用很，可以用來“通，阻”。
三、交變電流能夠“通過”電容器．
（1）電流實(shí)際上并沒有通過電容器，也就是說，自由電荷定向移動(dòng)，不會(huì)從一個(gè)極板經(jīng)極板間的電介質(zhì)到達(dá)另一個(gè)極板．
（2）電容器“通交流”，只不過是在交變電壓的作用下，當(dāng)電源電壓升高時(shí)，電容器，電荷向電容器的極板上集聚，形成；當(dāng)電源電壓降低時(shí)，電容器，電荷從電容器的極板上放出，形成．電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，表現(xiàn)為交流“通過”了電容器．
四、容抗
1．定義：對交流的阻礙作用的大小，用容抗來表示．
2．成因：電容器接入交流電路中后，極板上的電荷形成了二極板間的電壓，這電壓和電源電壓相反，從而產(chǎn)生了對交變電流的阻礙作用，即形成了容抗．
3．決定因素：交流電路中的容抗和交變電流的頻率、電容器的電容成反比．容抗與交變電流的頻率和電容的關(guān)系為XC＝，即交流電的頻率越大，電容越，電容器對交變電流的阻礙作用越小，容抗越．
說明：電容不僅存在于成形的電容器中，也存在于電路的導(dǎo)線、元件及機(jī)殼間．當(dāng)交流電頻率很高時(shí)，電容的影響會(huì)很大．
五、電感和電容在電路中的作用
1．電感的作用是：“通、阻、通、阻”．
2．電容的作用是：“通、直流、通、阻”．
【疑難辨析】
電阻、電感器、電容器對對交變電流阻礙作用的區(qū)別與聯(lián)系
電阻電感器電容器
產(chǎn)生的原因定向移動(dòng)的自由電荷與不動(dòng)的離子間的碰撞由于電感線圈的自感現(xiàn)象阻礙電流的變化電容器兩極板上積累的電荷對向這個(gè)方向定向移動(dòng)的電荷的反抗作用
在電路中的特點(diǎn)對直流、交流均有阻礙作用只對變化的電流如交流有阻礙作用不能通直流，只能通變化的電流．對直流的阻礙作用無限大，對交流的阻礙作用隨頻率的降低而增大
決定因素由導(dǎo)體本身（長短、粗細(xì)、材料）決定，與溫度有關(guān)由導(dǎo)體本身的自感系數(shù)和交流的頻率f決定由電容的大小和交流的頻率決定
電能的轉(zhuǎn)化與做功電流通過電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能和磁場能往復(fù)轉(zhuǎn)化電流的能與電場能往復(fù)轉(zhuǎn)化
【問題思考】
為什么交變電流能夠通過電容器？
電容器的兩級板之間是絕緣的，不論是恒定電流還是交變電流，自由電荷都不能通過兩極板之間的絕緣體（電介質(zhì)）。通常所說的交變電流“通過”電容器，并非有自由電荷穿過了電容器，而是在交流電源的作用下，當(dāng)電壓升高時(shí)，電容器充電，電容器極板上的電荷量增多，形成充電電流，當(dāng)電壓降低時(shí)，電容器放電，電容器極板上的電荷量減少，形成放電電流，由于電容器反復(fù)不斷地充電和放電，使電路中有持續(xù)的交變電流，表現(xiàn)為交變電流“通過”了電容器。
【例題解析】
【例1】一個(gè)燈泡通過一個(gè)粗導(dǎo)線的線圈與一交流電源相連接，如圖所示．一塊鐵插進(jìn)線圈之后，該燈將：（）
A．變亮B．變暗
C．對燈沒影響D．無法判斷
【解析】線圈和燈泡是串聯(lián)的，當(dāng)鐵插進(jìn)線圈后，電感線圈的自感系數(shù)增大，所以電感器對交變電流阻礙作用增大，因此電路中的電流變小，則燈變暗。【答案】B
【說明】早期人們正是用改變插入線圈中鐵芯長度的方法來控制舞臺燈光的亮暗的。
【例2】如圖4所示，接在交流電源上的電燈泡正常發(fā)光，以下說法正確的是
A．把電介質(zhì)插入電容器，燈泡變亮
B．增大電容器兩極板間的距離，燈泡變亮
C．減小電容器兩極板間的正對面積

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交變電流學(xué)案課件練習(xí)

作為杰出的教學(xué)工作者，能夠保證教課的順利開展，高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是教師工作中的一部分。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收，幫助高中教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？小編為此仔細(xì)地整理了以下內(nèi)容《交變電流學(xué)案課件練習(xí)》，供大家參考，希望能幫助到有需要的朋友。

交變流電學(xué)案
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
1、理解交變電流的產(chǎn)生原理及變化規(guī)律；
2、理解描述交變電流幾個(gè)物理量以及它們之間的關(guān)系；
3、理解電感、電容器對交變電流有阻礙作用的原因？
[自主學(xué)習(xí)]
一、交變電流的產(chǎn)生
1、什么是中性面？
2、當(dāng)線圈處于中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量，感應(yīng)電流為，而當(dāng)線圈垂直于中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量為，感應(yīng)電流。
3、線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流方向改變次，電流方向改變時(shí)，線圈處于什么位置？我國日常生活中使用的交變電流一秒中電流方向改變次。
二、交變電流的描述
1、寫出正弦式交變電流電動(dòng)勢的最大值、瞬時(shí)值、有效值以及平均值表達(dá)式？
2、對于正弦式交變電流其有效值與最大值得關(guān)系是：，是不是對一切交變電流都是如此？

3、在我們經(jīng)常遇到的問題中，那些地方應(yīng)用有效值？那些地方應(yīng)用最大值？那些地方應(yīng)用平均值？

三、電感、電容
1、試分析電感電容器對交變電流有阻礙作用的原因？感抗與容抗與那些因素有關(guān)？有什么關(guān)系？

2、扼流圈分為低頻扼流圈和高頻扼流圈：那低頻扼流圈的作用是：，高頻扼流圈的作用是：。

[典型例題]
例1：一矩形線圈，繞垂直勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢e隨時(shí)間t的變化如圖所示，下列說法中正確的是（）
A、t1時(shí)刻通過線圈的磁通量為零；
B、t2時(shí)刻通過線圈的磁通量的絕對值最大；
C、t3時(shí)刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大；
D、每當(dāng)e改變方向時(shí)，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大

例2、如圖表示一交變電流的電流隨時(shí)間而變化的圖象，
此交變電流的有效值（）
A、52AB、5A
C、3.52AD、3.5A

例3：如圖，矩形線圈面積為s，匝數(shù)為N，線圈電阻為r，在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞OO`軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R。求：
⑴、寫出線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中產(chǎn)生的電動(dòng)勢的最大值表達(dá)式；
⑵、如果線圈從圖示位置開始計(jì)時(shí)，寫出電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式；
⑶、當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過900的過程中，電阻R上所產(chǎn)生的熱量；
⑷、當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過900的過程中，通過電阻R的電荷量。

[針對訓(xùn)練]
1、交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)電動(dòng)勢為e=Emsinωt，若將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高一倍，同時(shí)將電樞所圍面積減少一半，其它條件不變，則電動(dòng)勢為（）
A、e=Emsin（ωt/2）B、e=2Emsin（ωt/2）
C、e=Emsin2ωtD、e=Em/2sin2ωt

2、一電熱器接在10v的電源上，產(chǎn)生的熱功率為P,把它改接到另一正弦交變電路中，要使產(chǎn)生的熱功率為原來的一半，如果忽略電阻值隨溫度的變化，則該交變電流的電壓的最大值為等于（）
A、5vB、14vC、7.1vD、10v

3、如圖是一個(gè)正弦交變電流的i—t圖象，根據(jù)這一圖象，該交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式為
A,它的有效值為A。

4、如圖所示，A、B、C為三個(gè)相同的燈泡，a、b、c為與之串聯(lián)的三個(gè)元件，E1為直流電源，E2為交流電源。當(dāng)開關(guān)S接“1”時(shí)，A、B兩燈均正常發(fā)光，C燈不亮。S接“2”時(shí)，A燈仍正常發(fā)光，B燈變暗，C燈正常發(fā)光。由此可知，a元件應(yīng)是b元件應(yīng)是c元件應(yīng)是。

5、一個(gè)面積為S的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中以某一邊為軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場方向與軸垂直，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢e與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B=，在t=T/12時(shí)刻，線圈平面與磁感線的夾角等于。

6、如圖所示，表示一交流電的電流隨時(shí)間的變化圖象，
其中電流正值為正弦曲線的正半周，則該交流電的
有效值為多少？

7、如圖所示，一交流發(fā)電機(jī)的線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)N=100，線圈電阻r=3Ω，ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，
電阻R=311Ω，當(dāng)線圈以n=300r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求：
⑴感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值；
⑵t=0時(shí)刻，線圈在圖示位置，寫出此交變電流電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；
⑶此電壓表的示數(shù)是多少？

[能力訓(xùn)練]
1、如圖甲中所示，一矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈所圍面積的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，下列論述正確的是（）
A、t1時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢最大；
B、t2時(shí)刻導(dǎo)線ad的速度方向跟磁感線垂直；
C、t3時(shí)刻線圈平面與中性面重合；
D、t4、t5時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向相同

2、已知交變電流i=Imsinωt,線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)了多長時(shí)間，其瞬時(shí)值等于有效值（）
A、2π/ωB、π/2ωC、π/4ωD、π/2ω

3、如圖，[形金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌上跨接一
金屬棒ab，與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合電路，并能在導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)，在導(dǎo)軌左側(cè)與ab平行放置的導(dǎo)線cd中。通有如圖所示的交變電流。規(guī)定電流方向自c向d為正，則ab棒受到向左的安培力的時(shí)間是（）
A、0—t1B、t1—t2
C、t2—t3D、t3—t4

4、在如圖所示電路圖中，L為電感線圈，R為燈泡，電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻無窮大，交流電源的電壓u=2202sin100πtV，若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為100Hz，下列說法正確的是（）
A、電流表示數(shù)增大B、電壓表示數(shù)增大
C、燈泡變暗D、燈泡變亮

5、如圖所示，接在交流電源上的電燈泡正常發(fā)光，以下說法正確的是（）
A、把電介質(zhì)插入電容器，燈泡變亮；
B、增大電容器兩板間的距離，燈泡變亮；
C、減少電容器兩板間的正對面積，燈泡變暗；
D、使交變電流頻率減小，燈泡變暗

6、如圖所示，有一閉合的正方形線圈，匝數(shù)N=100，邊長為10cm，線圈總電阻為10Ω，線圈繞OO’軸在B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，每分鐘轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)，則線圈平面從圖示位置轉(zhuǎn)過30度時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢的值是V。

7、一交流電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為U=15sin100πt，將該交流電壓加在一電阻上，產(chǎn)生的電功率為25W，那么這個(gè)電阻的阻值Ω。

8、有一交流電壓的變化規(guī)律為U=311sin314t，若將輝光電壓是220V的氖管接上此交流電壓，則在1s內(nèi)氖管發(fā)光的時(shí)間為多少？
9、一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻速磁場中以恒定的角速度
ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)n=100，穿過每
匝的磁通量Φ隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，發(fā)電機(jī)內(nèi)阻
r=5.0Ω，外電路電阻R=95Ω。已知感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值
Em=nωΦm。其中Φm為穿過每匝線圈磁通量的最大值。
求串聯(lián)在外電路中的交流電流表（內(nèi)阻不計(jì)）的讀數(shù)？
OO`軸以n=10r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T，
線圈的匝數(shù)N=100匝，電阻r=1Ω。線圈兩端分別接在兩個(gè)固定
于OO`軸上且彼此絕緣的金屬滑環(huán)上，外電路接有R=9Ω的電阻
，并接有一只理想交流電壓表。求：
⑴、電壓表的讀數(shù)；
⑵、若從線圈通過中性面開始計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)過900過程中，通過電阻R的電荷量；
⑶、在1min內(nèi)，作用在線圈上的外力所做的功是多少？

11．將阻值為5Ω的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的交流電源上，電源電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。下列說法正確的是()
A．電路中交變電流的頻率為0.25Hz
B．通過電阻的電流為A
C．電阻消耗的電功率為2.5W
D．用交流電壓表測得電阻兩端的電壓是5V

12．如圖甲所示電路，電阻R的阻值為50Ω，在ab間加上圖乙所示的正弦交流電，則下面說法中錯(cuò)誤的是（）
A．交流電壓的有效值為100V
B．電流表示數(shù)為2A
C．產(chǎn)生該交流電的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為3.14rad/s
D．如果產(chǎn)生該交流電的線圈轉(zhuǎn)速提高一倍，則電流表的示數(shù)也增大一倍

13．一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知（）
A．該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝100sin(25t)V
B．該交流電的頻率為25Hz
C．該交流電的電壓的有效值為
D．若將該交流電壓加在阻值R＝100Ω的電阻兩端,則電阻消耗的功率時(shí)50W
14A．如圖a所示，AB兩端接直流穩(wěn)壓電源，UAB＝100V，R0＝40W，滑動(dòng)變阻器總電阻R＝20W，當(dāng)滑動(dòng)片處于變阻器中點(diǎn)時(shí)，C、D兩端電壓UCD為V,通過電阻R0的電流為______A。

14B．如圖b所示，自耦變壓器輸入端A、B接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值UAB＝100V，R0＝40W，當(dāng)滑動(dòng)片處于線圈中點(diǎn)位置時(shí)，C、D兩端電壓的有效值UCD為V，通過電阻R0的電流有效值為______A。

15．電阻R1、R2與交流電源按照圖1方式連接，R1=10Ω，R2=20Ω。合上開關(guān)S后，通過電阻R1的正弦交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖2所示。則()
A．通過R1的電流有效值是1.2A
B．R1兩端的電壓有效值是6V
C．通過R2的電流最大值是1.2A
D．R2兩端的電壓最大值是6V

16．圖a為某型號電熱毯的電路圖，將電熱絲接在u＝156sin120πtV的電源上，電熱毯被加熱到一定溫度后，由于P的作用使輸入的正弦交流電僅有半個(gè)周期能夠通過，即電壓變?yōu)閳Db所示波形，從而進(jìn)入保溫狀態(tài)，則此時(shí)交流電壓表的讀數(shù)是()
A．156VB．110VC．78VD．55V

17．兩個(gè)相同的燈L1和L2，接到如圖所示的電路中，燈L1與電容器串聯(lián)，燈L2與電感線圈串聯(lián)，當(dāng)a、b處接電壓最大值Um、頻率f為的正弦交流電源時(shí)，兩燈都發(fā)光，且亮度相同。更換一個(gè)新的正弦交流電源后，燈L1的亮度高于燈L2的亮度，新電源的電壓最大值和頻率可能是（）
A．最大值仍為Um，而頻率大于f
B．最大值仍為Um，而頻率小于f
C．最大值大于Um，而頻率仍為f
D．最大值小于Um，而頻率仍為f

18、如圖2所示電路中，如果交流電的電壓不變而頻率降低，則三盞電燈的亮度變化情況是（）
A、三盞電燈的亮度都不變；
B、L1的亮度變亮，L2的亮度變暗，L3的亮度不變；
C、L2的亮度變亮，L1的亮度變暗，L3的亮度不變；
D、L1的亮度變亮，L3的亮度變暗，L2的亮度不變。

19．“二分頻”音箱內(nèi)有高頻、低頻兩個(gè)揚(yáng)聲器。音箱要將擴(kuò)音機(jī)送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低兩個(gè)頻段分離出來，送往相應(yīng)的揚(yáng)聲器。圖為音箱的簡化電路圖，高低頻混合電流由a、b端輸入，L是線圈，C是電容器。則下列判斷中正確的是()
A．甲揚(yáng)聲器是低頻揚(yáng)聲器
B．C的作用是阻礙低頻電流通過乙揚(yáng)聲器
C．L的作用是阻礙低頻電流通過甲揚(yáng)聲器
D．乙揚(yáng)聲器中的電流的最大值一定比甲中的大

20.如圖14-14所示，邊長為L的正方形線圈abcd的匝數(shù)為n，線圈電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線OO′恰好位于勻強(qiáng)磁場的邊界上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，現(xiàn)在線圈以O(shè)O′為軸，以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求：
⑴閉合電路中電流瞬時(shí)值的表達(dá)式
⑵線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量
⑶線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中通過R的電荷量
⑷電阻R上的最大電壓

21．用單位長度電阻為r0=0.05Ω/m的導(dǎo)線繞制一個(gè)n=100匝、邊長a=0.20m的正方形線圈，線圈兩端與阻值R=16Ω的電阻連接構(gòu)成閉合回路，如圖甲所示。線圈處在均勻磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。求：
（1）在0～1.0×10-2s時(shí)間內(nèi)，通過電阻R的電荷量；
（2）1min內(nèi)電流通過電阻R所產(chǎn)生的熱量；
（3）線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值。
交流電學(xué)案答案
自主學(xué)習(xí)：
一、交變電流的產(chǎn)生
1：線圈平面與磁場垂直時(shí)的平面叫做中性面
2：最大，零，零，最大。
3：2，中性面，100。
二、交變電流的描述
1：最大值：,
瞬時(shí)值：從線圈轉(zhuǎn)至中性面開始計(jì)時(shí)（從轉(zhuǎn)至平行磁感線開始計(jì)時(shí)
），
有效值：
平均值：
2：不是
3：有效值：通常所說的交變電流的電流、電壓；交流電表讀數(shù)；交流電器的額定電壓、額定電流，保險(xiǎn)絲的電流等都是指有效值，求解交流電產(chǎn)生的熱量問題時(shí)用有效值。
最大值：電容器的耐壓值是最大值
平均值：若計(jì)算通過電路某一截面的電量,需用電流的平均值
三、電感、電容
1:
2：通直流，阻交流，
通低頻，阻高頻。

典型例題：例1：D例2：B
針對訓(xùn)練：1：C，2：D，，4：a電阻，b電感線圈，c電容
5:ACD，

能力訓(xùn)練：1：BC，2：C，3：AC，4：BC，5：ACD，
7：4.5Ω，8：0.5s，9：，10：；0.01C；，11:C，12：C，13：BD，14：80V、2A，15：BD，16：C，17：A，18：B，19：AB，
20：

電感和電容對交變電流作用

電感和電容對交變電流作用

教學(xué)目的：

1、了解電感對電流的作用特點(diǎn)．

2、了解電容對電流的作用特點(diǎn)．

教學(xué)重點(diǎn)：電感和電容對交變電流的作用特點(diǎn)．

教學(xué)難點(diǎn)：電感和電容對交變電流的作用特點(diǎn)．

教學(xué)方法：啟發(fā)式綜合教學(xué)法

教學(xué)用具：小燈泡、線圈（有鐵芯）、電容器、交流電源、直流電源．

教學(xué)過程：

一、引入：

在直流電流電路中，電壓、電流和電阻的關(guān)系遵從歐姆定律，在交流電路中，如果電路中只有電阻，例如白熾燈、電爐等，實(shí)驗(yàn)和理論分析都表明，歐姆定律仍適用．但是如果電路中包括電感、電容，情況就要復(fù)雜了．

二、講授新課：

1、電感對交變電流的作用：

實(shí)驗(yàn)：把一線圈與小燈泡串聯(lián)后先后接到直流電源和交流電源上，觀察現(xiàn)象：

現(xiàn)象：接直流的亮些，接交流的暗些．

引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：接交流的電路中電流小，間接表明電感對交流有阻礙作用．

為什么電感對交流有阻礙作用？

引導(dǎo)學(xué)生解釋原因：交流通過線圈時(shí)，電流時(shí)刻在改變．由于線圈的自感作用，必然要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，阻礙電流的變化，這樣就形成了對電流的阻礙作用．

實(shí)驗(yàn)和理論分析都表明：線圈的自感系數(shù)越大、交流的頻率越高，線圈對交流的阻礙作用就越大．

應(yīng)用：日光燈鎮(zhèn)流器是繞在鐵芯上的線圈，自感系數(shù)很大．日光燈起動(dòng)后燈管兩端所需的電壓低于220V，燈管和鎮(zhèn)流器串聯(lián)起來接到電源上，得用鎮(zhèn)流器對交流的阻礙作用，就能保護(hù)燈管不致因電壓過高而損壞．

2、交變電流能夠通過電容

實(shí)驗(yàn)：把白熾燈和電容器串聯(lián)起來分別接在交流和直流電路里．

現(xiàn)象：接通直流電源，燈泡不亮，接通交流電源，燈泡能夠發(fā)光．

結(jié)論：直流不能通過電容器．交流能通過交流電．

引導(dǎo)學(xué)生分析原因：直流不能通過電容器是容易理解的，因?yàn)殡娙萜鞯膬蓚€(gè)極板被絕緣介質(zhì)隔開了．電容器接到交流電源時(shí)，實(shí)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(dāng)電壓升高時(shí)，電荷向電容器的極板上聚集，形成充電電流；當(dāng)電壓降低時(shí)，電荷離開極板，形成放電電流．電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，表現(xiàn)為交流“通過”了電容器．

學(xué)生思考：

使用220V交流電源的電氣設(shè)備和電子儀器，金屬外殼和電源之間都有良好的絕緣，但是有時(shí)候用手觸摸外殼仍會(huì)感到“麻手”，用試電筆測試時(shí)，氖管發(fā)光，這是什么？

原因：與電源相連的機(jī)芯和金屬外殼可以看作電容器的兩個(gè)極板，電源中的交變電流能夠通過這個(gè)“電容器”．雖然這一點(diǎn)“漏電”一般不會(huì)造成人身危險(xiǎn)，只是為了在機(jī)身和外殼間真的發(fā)生漏電時(shí)確保安全，電氣設(shè)備和電子儀器的金屬外殼都應(yīng)該接地．

3、電容不僅存在于成形的電容器中，也存在于電路的導(dǎo)線、無件、機(jī)殼間．有時(shí)候這種電容的影響是很大的，當(dāng)交變電流的頻率很高時(shí)更是這樣．同樣，感也不僅存在于線圈中，長距離輸電線的電感和電容都很大，它們造成的電壓損失常常比電阻造成的還要大．

總結(jié)：

電容：通高頻，阻低頻．

電感：通低頻，阻高頻．

表征交變電流物理量

一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性，作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng)，幫助高中教師有計(jì)劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢？為了讓您在使用時(shí)更加簡單方便，下面是小編整理的“表征交變電流物理量”，僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。

教學(xué)目的：

l、掌握表征交變電流大小物理量．

2、理解有效值的定義并會(huì)用它解決相關(guān)問題．

3、掌握表征交變電流變化快慢的物理量．

教學(xué)重點(diǎn)：表征交流電的幾個(gè)物理量，特別是“有效值”

教學(xué)難點(diǎn)：有效值的理解

教學(xué)方法：啟發(fā)式綜合教學(xué)法

教學(xué)用具：幻燈片、交流發(fā)電機(jī)模型、演示電流表、

教學(xué)過程：

一、知識回顧

（一）、交變電流：

大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流．如圖所示（b）、（c）、（e）所示電流都屬于交流，其中按正弦規(guī)律變化的交流叫正弦交流．如圖（b）所示．而（a）、(d)為直流，其中（a）為恒定電流．

（二）、正弦交流的產(chǎn)生及變化規(guī)律．

1、產(chǎn)生：當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交流是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的．即正弦交流．

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(shí)線圈的磁通量變化率為零，線圈中無感應(yīng)電動(dòng)勢．

3、規(guī)律：

（1）函數(shù)表達(dá)式：匝面積為的線圈以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，從中性面開始計(jì)時(shí)，則．用表示峰值,則在純電阻電路中，

電流：．

電壓：．

（2）圖象表示：

二、新課教學(xué)：

①瞬時(shí)值：對應(yīng)某一時(shí)刻的交流的值，用小寫字母表示，，，．

②峰值：即最大的瞬時(shí)值用大寫字母表示，,，．

,．

注意：線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的峰值為，即僅由匝數(shù)，線圈面積，磁感強(qiáng)度和角速度四個(gè)量決定．與軸的具體位置，線圈的形狀及線圈是否閉合都是無關(guān)的．

③有效值：

ⅰ、意義：描述交流電做功或熱效應(yīng)的物理量

ⅱ、定義：跟交流熱效應(yīng)相等的恒定電流的值叫做交流的有效值．

ⅲ、正弦交流的有效值與峰值之間的關(guān)系是；.

注意：正弦交流的有效值和峰值之間具有；的關(guān)系，非正弦（或余弦）交流無此關(guān)系，但可按有效值的定義進(jìn)行推導(dǎo)，如對于正負(fù)半周最大值相等的方波電流，其熱效應(yīng)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．

ⅳ、交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值；交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值．對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值．

ⅴ、在求交流電的功、功率或電熱時(shí)必須用交流電的有效值．

④峰值、有效值、平均值在應(yīng)用上的區(qū)別．

峰值是交流變化中的某一瞬時(shí)值，對純電阻電路來說，沒有什么應(yīng)用意義．若對含電容電路，在判斷電容器是否會(huì)被擊穿時(shí)，則需考慮交流的峰值是否超過電容器的耐壓值．

交流的有效值是按熱效應(yīng)來定義的，對于一個(gè)確定的交流來說，其有效值是一定的．而平均值是由公式確定的，其值大小由某段時(shí)間磁通量的變化量來決定，在不同的時(shí)間段里是不相同的．如對正弦交流，其正半周或負(fù)半周的平均電動(dòng)勢大小為：

，而一周期內(nèi)的平均電動(dòng)勢卻為零．在計(jì)算交流通過電阻產(chǎn)生的熱功率時(shí)，只能用有效值，而不能用平均值．在計(jì)算通過導(dǎo)體的電量時(shí)，只能用平均值，而不能用有效值．

在實(shí)際應(yīng)用中，交流電器銘牌上標(biāo)明的額定電壓或額定電流都是指有效值，交流電流表和交流電壓表指示的電流、電壓也是有效值，解題中，若題示不加特別說明，提到的電流、電壓、電動(dòng)勢都是指有效值．

２、表征交變電流變化快慢的物理量

①周期：電流完成一次周期性變化所用的時(shí)間．單位：s.

②頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)．單位：ＨZ.

③角頻率：就是線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度．單位：rad/s.

④、角速度、頻率和周期的關(guān)系：

3、疑難辨析

交流電的電動(dòng)勢瞬時(shí)值和穿過線圈面積的磁通量的變化率成正比．當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈磁通量也是按正弦（或余弦）規(guī)律變化的，若從中性面開始計(jì)時(shí)，時(shí)，磁通量最大，應(yīng)為余弦函數(shù)，此刻變化率為零（切線斜率為零），時(shí)，磁通量為零，此刻變化率最大（切線斜率最大），因此從中性面開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式是正弦函數(shù)，如上圖（a）（b）所示分別是和

三相交變電流

一名優(yōu)秀負(fù)責(zé)的教師就要對每一位學(xué)生盡職盡責(zé)，作為高中教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容，使高中教師有一個(gè)簡單易懂的教學(xué)思路。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫呢？下面是小編精心為您整理的“三相交變電流”，希望能為您提供更多的參考。

教學(xué)目標(biāo)

一、知識目標(biāo)
1、知道三相交變電流是如何產(chǎn)生的．了解三相交變電流是三個(gè)相同的交流電組成的．
2、了解三相交變電流的圖象，知道在圖象中三個(gè)交變電流在時(shí)間上依次落后1／3周期．
3、知道產(chǎn)生三相交變電流的三個(gè)線圈中的電動(dòng)勢的最大值和周期都相同，但它們不是同時(shí)達(dá)到最大值（或?yàn)榱悖?br> 4、了解三相四線制中相線（火線）、中性線、零線、相電壓、線電壓等概念．
5、知道什么是星形連接、三角形連接、零線、火線、線電壓及相電壓．

二、能力目標(biāo)
1、培養(yǎng)學(xué)生將知識進(jìn)行類比、遷移的能力．
2、使學(xué)生理解如何用數(shù)學(xué)工具將物理規(guī)律建立成新模型
3、訓(xùn)練學(xué)生的空間想象能力的演繹思維能力．
4、努力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力．

三、情感目標(biāo)
1、通過了解我國的電力事業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)學(xué)生的愛國熱情
2、讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中體會(huì)到三相交流電的對稱美

教學(xué)建議

教材分析
三相電流在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用，學(xué)生應(yīng)對它有一定的了解．但這里只對學(xué)生可能接觸較多的知識做些介紹，而不涉及太多實(shí)際應(yīng)用中的具體問題．三相交變電流在生產(chǎn)生活實(shí)際中應(yīng)用廣泛，所以其基本常識應(yīng)讓每個(gè)學(xué)生了解．

教法建議
1、在介紹三相交變電流的產(chǎn)生時(shí)，除課本中提供的插圖外，教師可以再找一些圖片或模型，使學(xué)生明白，三個(gè)相同的線圈同時(shí)在同一磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生三相交變電流，它們依次落后1／3周期．三相交變電流就是三個(gè)相同的交變電流，它們具有相同的最大值、周期、頻率．每一個(gè)交變電流是一個(gè)單相電．
2、要讓學(xué)生知道，三個(gè)線圈相互獨(dú)立，每一個(gè)都可以相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的電源單獨(dú)供電．由于三個(gè)線圈平面依次相差120o角．它們達(dá)到最大值（或零）的時(shí)間就依次相差1／3周期．用掛圖配合三相電機(jī)的模型演示，效果很好．
讓三個(gè)線圈通過星形連接或三角形連接后對外供電，一方面比用三個(gè)交變電流單獨(dú)供電大大節(jié)省了線路的材料，另一方面，可同時(shí)提供兩種不同電壓值的交變電流．教師應(yīng)組織學(xué)生觀察生活實(shí)際中的交變電流的連接方式，理解課本中所介紹的三相電的連接．

教學(xué)設(shè)計(jì)方案

三相交變電流

教學(xué)目的

１、知道三相交變電流的產(chǎn)生及特點(diǎn)．

２、知道星形接法、三角形接法和相電壓、線電壓知識．

教具：演示用交流發(fā)電機(jī)

教學(xué)過程：

一、引入新課

本章前面學(xué)習(xí)了一個(gè)線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，電路中產(chǎn)生交變電流的變化規(guī)律．如果三組互成120°角的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，三組線圈產(chǎn)生三個(gè)交變電流．這就是我們今天要學(xué)習(xí)的三相交變電流．

板書：第六節(jié)三相交變電流

二、進(jìn)行新課

演示單相交流發(fā)電機(jī)模型：只有一個(gè)線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，電路中只產(chǎn)生一個(gè)交變電動(dòng)勢，這樣的發(fā)電機(jī)叫單相交流發(fā)電機(jī)．它發(fā)出的電流叫單相交變電流．

演示：三相交流發(fā)電機(jī)模型，提出研究三相交變電流的產(chǎn)生．

板書：一、三相交變電流的產(chǎn)生

１、三相交變電流的產(chǎn)生：互成120°角的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，三組線圈各自產(chǎn)生交變電流

２、三相交變電流的特點(diǎn)：最大值和周期是相同的．

板書：三組線圈到達(dá)最大值(或零值)的時(shí)間依次落后1/3周期

我們還可以用圖像描述三相交變電流

板書：三相交變電流的圖像

三組線圈產(chǎn)生三相交變電流可對三組負(fù)載供電，那么三組線圈和三個(gè)負(fù)載是怎樣連接的呢？

板書：二、星形連接和三角形連接

1、星形連接

說明：在實(shí)際應(yīng)用中，三相發(fā)電機(jī)和負(fù)載并不用６條導(dǎo)線連接，而是把線圈末端和負(fù)載之間用一條導(dǎo)線連接，這就是我們要學(xué)習(xí)的星形連接

①把線圈末端和負(fù)載之間用一條導(dǎo)線連接的方法叫星形連接（符號Ｙ）

②端線、火線和中性線、零線

從每個(gè)線圈始端引出的導(dǎo)線叫端線，也叫相線，在照明電路里俗稱火線．從公共點(diǎn)引出的導(dǎo)線叫中性線，照明電路中，中性線是接地的叫做零線．

③相電壓和線電壓

端線和中性線之間的電壓叫做相電壓

兩條端線之間的電壓叫做線電壓．

我國日常電路中，相電壓是220Ｖ、線電壓是380Ｖ

2、三角形連接

①把發(fā)電機(jī)的三個(gè)線圈始端和末端依次相連的方式叫三角板連接（符號△）

②相電壓和線電壓

兩條端線之間的電壓就是其中一個(gè)線圈的相電壓，所以三角形連接中相電壓等于線電壓．