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1、教学课题：交变电流一教学目标【知识和技能】1、知道正弦交流电是矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生的知道中性面的概念2、掌握交变电流的变化规律及表示方法，理解描述正弦交流电的物理量的物理含义3、理解正弦交流电的图像，能从图像中读出所需要的物理量4、理解交变电流的瞬时值和最大值，能正确表达出正弦交流电的最大值、有效值、瞬时值5、理解交流电的有效值的概念，能用有效值做有关交流电功率的计算【过程和方法】1、 掌握描述物理规律的基本方法文字法、公式法、图像法2、培养学生观察能力、空间想象能力、立体图转化为平面图进行处理问题的能力3、培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力【情感、态度、价值观】培养学生爱
2、国主义精神及为富民强国认真学习的精神二教学重点、难点重点：交变电流产生的物理过程的分析及中性面的特点难点：交变电流产生的物理过程的分析三教学仪器交流发电机模型、演示电流表四教学方法讲授、演示、探究五教学过程引入复习提问感应电动势的大小：基本式：tn导出式：BlV感应电动势的方向：基本规律：楞次定律导出规律：右手定则（口诀： “力左电右”）教师演示交变电流产生的实验： 模型发电机产生的电流，大小和方向在不断的变化， 这种电流叫做交变电流 新课1、交变电流的产生演示 1： 出示手摇发电机模型， 并连接演示电流表当线圈在磁场中转动时， 电流表的指针随着线圈的转动而摆动，线圈每转动一周指针左右摆动一次
3、表明电流强度的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电2、交变电流的变化规律投影显示：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程分析：线圈 bc、da始终在平行磁感线方向转动，因而不产生感应电动势，只起导线作用（1）线圈平面垂直于磁感线（甲图），ab、cd 边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流 教师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫 中性面 中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零（2） 当线圈平面逆时针转过90 时 （乙图），即线圈平面与磁感线平行时，ab、cd 边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电
4、动势最大，线圈中的感应电流也最大（3）再转过 90 时（丙图），线圈又处于中性面位置，线圈中没有感应电动势（4）当线圈再转过 90时，处于图（丁）位置，ab、 cd 边的瞬时速度方向， 跟线圈经过图（乙）位置时的速度方向相反， 产生的感应电动势方向也跟在（图乙）位置相反（5） 再转过 90 线圈处于起始位置 （戊图），与（甲）图位置相同，线圈中没有感应电动势在场强为 的匀强磁场中，矩形线圈边长为l1、l2，逆时针绕中轴匀速转动， 角速度为 ，从中性面开始计时， 经过时间 t 线圈中的感应电动势的大小如何变化呢？线圈转动的线速度为，转过的角度为 t ，此时 ab 边线速度 以磁感线的夹角也等于t
5、 ，这时 ab边中的感应电动势为： E=(Bl1l2/2)sin t 同理， cd 边切割磁感线的感应电动势为：E=(Bl1l2/2)sin t 就整个线圈来看，因ab、cd 边产生的感应电势方向相同， 是串联，所以当线圈平面跟磁感线平行时，即 ，这时感应电动势最大值；Em=BS 感应电动势的瞬时表达式为：e= BS sin t 可见在匀强磁场中，匀速转动的线圈中产生的感应电动势是按正弦规律变化的 即感应电动势的大小和方向是以一定的时间间隔做周期性变化当线圈跟外电路组成闭合回路时， 设整个回路的电阻为 ， 则电路的感应电流的瞬时值为表达式感应电流瞬时值表达式为，这种按正弦规律变化的交变电流叫正
6、弦式电流3、交流电的图像：交流电的变化规律还可以用图像来表示，在直角坐标系中， 横轴表示线圈平面跟名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 中性面的夹角（或者表示线圈转动经过的时间），纵坐标表示感应电动势（感应电流 ）规律：tSinmtSinIim其中：nBSm，RrImm4、交流发电机（1）发电机的基本组成用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）用来产生磁场的磁极（2）发电机的基本种类旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）旋转磁
7、极式发电机（磁极动电枢不动）无论哪种发电机， 转动的部分叫转子， 不动的部分叫定子例题与练习【例 1】如图所示各图线中表示交变电流的是【 】【误解】选（ A），（ B），（ C），（ D）【正确解答】选（ B），（ C），（ D）【错因分析与解题指导】大小、方向随时间作周期性变化的电流为交变电流【误解】选有（A），然而（ A）中电流大小虽周期性变化，但方向不变， 是直流电流而不是交变电流【例 2】 一线圈中产生的正弦交变电流按i=10sin314tA变化，求出当线圈从中性面起转过30 、60 、90 、120所需时间及对应的电流值【分析】通过跟正弦交变电流的标准式比较，直接代入计算【解答】线圈
8、从中性面开始转动产生的正弦交变电流的标准式是i=Imsint式中 t 表示线圈平面对中性面的夹角（单位是rad）当线圈平面转过的角度1=30 时，由得经历的时间和对应的电流值分别为同理，当 2=60 时，得当 3=90 时，得当 4=120 时，得【说明】 用公式 i=Imsint 算出的是线圈在转动过程中某位置或某个时刻的电流值，所以它是一个瞬时值表达式【例 3】 在匀强磁场中的矩形线圈从中性面开始匀速转动，穿过线圈平面的磁通量与时间t 的图象是【 】【分析】设匀强磁场的磁感强度为B，矩形线圈abcd的面积为 S，如图 2 所示从中性面位置开始逆时针方向匀速转动设经时间t 转过的角度 =t，
9、转到位置a1d1，画出它的正视图如图3 所示积）可知，在时刻t 通过线圈平面的磁通量为【答】C名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - 【说明】磁通量是标量磁通量的正、负表示它穿过平面的方向 根据图 3 得出的上述表达式，是规定从左向右穿过平面左侧面 （用实线表示） 的方向为正 当转过 =90后，磁感线将从平面的右侧面（用虚线表示）穿过，磁通量为负线圈转动时， 穿过线圈的磁通量，线圈中产生的感应电动势随时间变化的对照关系
10、，如图4 所示练习1一矩形线圈在匀强磁场中转动， 当线圈平面跟中性面重合的瞬间，下列说法正确的是（）A电流方向改变B磁通量为零C圈中磁通量的变化率最大D线圈没有边切割磁感线2如图所示，线圈abcd 绕 ab 和 cd 的中点的连线OO转动， OO与匀强磁场垂直，线圈的单位长度的电阻值为定值， 为了使线圈中电流值增为原来的2 倍，可采用的办法有（）A使线圈绕cd 边转动B使线圈的面积增为原来的2 倍C使磁感强度和转速增加为原来的2 倍D使磁感强度减为原来的1/2，转速增为原来的4 倍小结1、交流电的产生强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流2、交流电的变化规律感应电动势的瞬时
11、表达式为：感应电流瞬时值表达式：3、交流电的图像4、交流发电机（1）发电机的基本组成：电枢磁极（2） 发电机的基本种类 : 旋转电枢式发电机旋转磁极式发电机作业六教学反思：教学课题：描述交变电流有物理量一教学目标【知识和技能】1.理解交变电流的周期、频率含义，掌握它们相互间关系，知道我国生产和生活用电的周期 （频率）的大小2、理解交变电流的最大值和有效值的意义，知道它们之间的关系，会应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算3、能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值【过程和方法】1、培养学生阅读、理解及自学能力2、培养学生将知识进行类比、迁移的能力3、使学生理解如何建立新的物理概念而培养学生处
12、理解决新问题能力4、培养学生应用 数学工具处理解决 物理 问题的能力5、训练学生由特殊到一般的归纳、 演绎思维能力6、培养学生的实际动手操作能力【情感、态度、价值观】1、由用电器铭牌， 可介绍我国近几年的经济腾飞，激发学生爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神2、让学生体会对称美二教学重点、难点重点：交流电的有效值、最大值、频率、周期的理解难点：1、交变电流有效值概念既是重点又是难点， 通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义。 2、交变电流瞬时值确定使学生感到困难，通过例题分析使学生学会借助数学工具处理解决 物理问题的能力。三教学仪器投影仪、交流发电机模型、演示电流表四教学方法启发
13、式综合教学法五教学过程引入一、知识回顾（一）、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流如图所示（b）、（ c）、（e）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流 如图（b）所示而（a）、(d)为直流，其中（ a）为恒定电流（二）、正弦交流的产生及变化规律1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时， 线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的即正弦交流2、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面 这一位置穿过线圈的磁通d c b a O O名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -
14、 - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - 量最大，但各边都未切割磁感线， 或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势3、规律：（1）函数表达式： 匝面积为 的线圈以角速度 转动，从中性面开始计时，则用 表示峰值 , 则 在纯电阻电路中，电流：tSinIim电压：tSinm（2）图象表示：新课1、表征交变电流大小 物理量瞬时值：对应某一时刻的交流的值， 用小写e、i 字母表示 . 峰值：即最大的瞬时值用大写Em、Im字母表示注意： 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的
15、峰值为nBSm， 即仅由匝数 ， 线圈面积 ， 磁感强度 和角速度 四个量决定与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的有效值：、意义：描述交流电做功或热效应的物理量、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是 ； . 注意： 正弦交流的有效值和峰值之间具有；的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导， 如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值即、 交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电压表的读数是有效值对于交流电若没有特殊说明的
16、均指有效值、在求交流电的功、 功率或电热时必须用交流电的有效值峰值、有效值、平均值在应用上的区别峰值是交流变化中的某一瞬时值， 对纯电阻电路来说，没有什么应用意义 若对含电容电路， 在判断电容器是否会被击穿时， 则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值交流的有效值是按热效应来定义的， 对于一个确定的交流来说， 其有效值是一定的 而平均值是由公式 确定的，其值大小由某段时间磁通量的变化量来决定， 在不同的时间段里是不相同的 如对正弦交流，其正半周或负半周的平均电动势大小为：BSE2，而一周期内的平均电动势却为零在计算交流通过电阻产生的热功率时，只能用有效值，而不能用平均值 在计算通过导体的电量时
17、，只能用平均值，而不能用有效值在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值， 交流电流表和交流电压表指示的电流、 电压也是有效值， 解题中，若题示不加特别说明， 提到的电流、 电压、电动势都是指有效值、表征交变电流变化快慢的物理量周期 ：电流完成一次周期性变化所用的时间单位： s. 频率 ：一秒内完成周期性变化的次数单位：Z. 角频率 ：就是线圈在匀强磁场中转动的角速度单位： rad/s. 、角速度、频率和周期的关系：fT123. 交流电的有效值计算21QQ例题与练习【例 1】 一交流电路中的电流变化规律为i=Imsint已知在【分析】电流表的示数表示的是电流的有效值即即电
18、流表示数为10A 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 【例 2】 一交变电流电压表达式为u=20sin314tV ，则这个交流电压的峰值Um=_，有效值 U=_ ，周期T=_，频率 _画出它的图象【分析】把已知的交流电压和标准式相对照即得【解】已知电压 u=20sin314t，这个交流电压的u-t 图像如图所示【例 3】 如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图像此交流电流的有效值是【 】【分析】使此交变电流通过电
19、阻R，在一个周期内产生的热量为设另一直流电I，通过同样的电阻在同样时间（T=0.02s）内产生的热量则为: 根据有效值的定义，由Q直=Q交，即这个直流电流强度，就称为此交变电流的有效值答 B【例 4】 在两个阻值相同的电阻上分别通以如图所示的正弦交变电流和方形波电流，它们的峰值和周期都相同，则两电阻在相同时间内产生的热量之比为【 】A11 B12 C21 D23 【分析】正弦交变电流的有效值为它流经电阻R 在时间 t 内产生的热量为方形波电流经过电阻R 在时间 t 内产生的热量为【答】B【说明】计算热量时必须用有效值【例 5】 把 U0=10V 的直流电压加在阻值为R 的电阻上，其发热功率交流
20、的峰值为【 】【分析】设这个交流的有效值为U，由题意知【答】A【说明】 （1）计算热功率 （或热量） 必须用有效值； （2）不能认为两者发热功率相同，即得出交流的有效值为10V必须注意这里的两个电阻阻值不同，因此需从定义式（热量相等或热功率相等）得出小结作业名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - 六教学反思：教学课题：电感和电容对交变电流的影响一教学目标【知识和技能】1、理解为什么电感对交变电流有阻碍作用2、知道用感抗
21、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阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关【过程和方法】使学生理解如何建立新的物理模型而培养学生处理解决新问题能力【情感、态度、价值观】1、通过电感和电容对交流电的阻碍作用体会事物的相对性与可变性2、 让学生充分体会通路与断路之间的辩证统一性3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度二教学重点、难点重点：电感和电容对交变电流的作用特点难点：电感和电容对交变电流的作用特点三教学仪器小灯泡、线圈（有铁芯）、电容器、交流电源、直流电源四教学方
22、法启发式综合教学法五教学过程引入在直流电流电路中，电压、电流 和电阻 的关系遵从欧姆定律， 在交流电路中， 如果电路中只有电阻，例如白炽灯、 电炉等，实验和理论分析都表明，欧姆定律仍适用但是如果电路中包括电感、电容，情况就要复杂了新课1、电感对交变电流的作用：实验： 把一线圈与小灯泡串联后先后接到直流电源和交流电源上，观察现象：现象：接直流的亮些，接交流的暗些引导学生得出结论：接交流的电路中电流小，间接表明电感对交流有阻碍作用为什么电感对交流有阻碍作用？引导学生解释原因： 交流通过线圈时， 电流时刻在改变由于线圈的自感作用， 必然要产生感应电动势，阻碍电流的变化， 这样就形成了对电流的阻碍作用
23、实验和理论分析都表明：线圈的自感系数越大、交流的频率越高， 线圈对交流的阻碍作用就越大应用：日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈，自感系数很大日光灯起动后灯管两端所需的电压低于220V，灯管和镇流器串联起来接到电源上，得用镇流器对交流的阻碍作用， 就能保护灯管不致因电压过高而损坏2、交变电流能够通过电容实验： 把白炽灯和电容器串联起来分别接在交流和直流电路里现象：接通直流电源，灯泡不亮，接通交流电源，灯泡能够发光结论：直流不能通过电容器交流能通过交流电引导学生分析原因：直流不能通过电容器是容易理解的，因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了电容器接到交流电源时， 实际上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质
24、， 只是由于两极板间的电压在变化，当电压升高时， 电荷向电容器的极板上聚集，形成充电电流； 当电压降低时， 电荷离开极板，形成放电电流电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器学生思考：使用 220V交流电源的电气设备和电子仪器，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仍会感到“麻手”，用试电笔测试时，氖管发光，这是什么？原因： 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“漏电”一般不会造成人身危险，只是为了在机身和外壳间真的发生漏电时确保安全，电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地3、电容
25、不仅存在于成形的电容器中，也存在于电路的导线、无件、机壳间有时候这种电容的影响是很大的，当交变电流的频率很高时更是这样同样，感也不仅存在于线圈中， 长距离输电线的电感和电容都很大，它们造成的电压损失常常比电阻造成的还要大练习【例 1】 试比较电阻、电感和电容在交流电路中的作用有何不同？【答】电阻、电感和电容在交流电路中对交变电流都有阻碍作用，统称为阻抗电阻器在交流电路中阻抗的大小就是电阻值R，它与交流的频率无关名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 -
26、- - - - - - - - 电感器在交流电路中阻抗的大小称为感抗，它与电感器的自感系数、 交流的频率均成正比自感系数越大、 交流频率越高，感抗也越大电容器在交流电路中阻抗的大小称为容抗，它与电容器的电容、交流的频率均成反比，电容越大交流频率越高，容抗便越小【例 2】 如图所示为一低通滤波电路已知电源电压包含的电流直流成分是240V，此外还含有一些低频的交流成分为了在输出电压中尽量减小低频交流成分，试说明电路中电容器的作用【答】电容器对恒定电流（直流成分）来说，相当于一个始终断开的开关， 因此电源输出的直流成分全部降在电容器上，所以输出的电压中直流成分仍为240V但交变电流却可以 “ 通过
27、” 电容器，交流频率越高、电容越大，电容器的容抗就越小， 在电容器上输出的电压中交流成分就越小在本题的低通滤波电路中，为了要使电容器上输出的电压中， 能将低频的交流成分滤掉，不输出到下一级电路中，就应取电容较大的电容器，实际应用中，取C500 F【例 3】 如图所示为一高通滤波电路，已知电源电压中既含有高频的交流成分，还含有直流成分为了在输出电压中保留高频交流成分，去掉直流成分， 试说明电路中电容器的作用【答】 电容器串联在电路中，能挡住电源中的直流成分，不使通过， 相当于断路 但能让交流成分通过，交流频率越高、电容越大，容抗越小，交流成分越容易通过因此在电阻 R 上只有交流成分的电压降如果再
28、使电阻比容抗大得多，就可在电阻上得到较大的高频电压信号输出小结电容：通高频，阻低频电感：通低频，阻高频作业六教学反思：教学课题：变压器一教学目标【知识和技能】1、知道变压器的构造知道变压器是用来改变交流电压的装置2、理解互感现象，理解变压器的工作原理3、掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题4、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题5、理解变压器的输入功率等于输出功率能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题6、理解在远距离输电时，利用变压器可以大大降低传输线路的电能消耗的原因7、知道课本中介绍的几种常见的变压器【过程和方法】1、通过观察演示实
29、验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯2、从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力3、从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义【情感、态度、价值观】1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度二教学重点、难点重点：变压器工作原理及工作规律难点：1. 理解副线圈两端的电压为交变电压 2.推导变压器原副线圈电流与匝数关系 3.掌握公式中各 物理 量所表示对象的含义三教学仪器投影仪、教学用变压器四教学方法实验、讲授五教学过程引入1电感对交
30、变电流的作用？2电容对交变电流的作用？3互感是指？新课1变压器的构造原线圈、副线圈、铁心2变压器的工作原理在原、 副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象， 互感现象是变压器工作的基础。3理想变压器磁通量全部集中在铁心内， 变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - A1A2C图16-1ABRRI2R1R2UU(甲)乙(R1R216-图3I14理想变压器电压跟匝数的
31、关系： U1/U2= n1/n2 说明： 对理想变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系，不仅适用于原、 副圈只有一个的情况， 而且适用于多个副线圈的情况。即有332211nUnUnU=。这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁心内。 因此穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的，每匝线圈产生相同的电动势，因此每组线圈的电动势与匝数成正比。 在线圈内阻不计的情况下，每组线圈两端的电压即等于电动势，故每组电压都与匝数成正比。5理想变压器电流跟匝数的关系I1/I2= n2/n1（适用于只有一个副线圈的变压器）说明： 原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈时，反比关系即
32、不适用了， 可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出： U1I1= U2I2+ U3I3+U4I4+再根据 U2=12nnU1 U3=13nnU1 U4=14nn U4可得出：n1I1=n2I2+ n3I3+ n4I4+6注意事项（1）当变压器原副线圈匝数比(21nn)确定以后 , 其输出电压 U2是由输入电压 U1决定的 (即 U2=12nnU1)但若副线圈上没有负载 , 副线圈电流为零输出功率为零 , 则输入 功率为零 , 原线圈电流也为零 ,只有副线圈接入一定负载 , 有了一定的电流 , 即有了一定的输出功率，原线圈上才有了相应的电流（I1=12nnI2） ，同时有了相等的输入功率，（P
33、入=P出）所以说：变压器上的电压是由原线圈决定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的。练习【例 1】 如图 16-1 所示, 理想变压器铁芯上绕有A、B、C三个线圈，匝数比为 nA:nB:nC=4:2:1, 在线圈 B和 C的两端各接一个相同的电阻R，当线圈 A与交流电源连通时，交流电流表A2的示数为 I0，则交流电表 A1的读数为 _I0。【分析与解】此题如果轻易用电流强度与匝数成反比的关系来解，即ABBAnnII得出 IA=0.5I0就错了。应该注意到变压器副线圈有多组， 电流反比关系不成立，但电压与匝数成正比的关系还是成立的，应先根据这一关系求出C组线圈电压，再根据 R相等的条件求出
34、 C组电流，由BCBCnnUU和RUIcc，得IC=0.5I0 . 此后利用关系式 nAIA=nBnB +nCnC 即 4IA=2I0+10.5I0得 IA=0.625I0【例 2】将电阻 R1和 R2如图 16-3 甲所示接在变压器上，变压器原线圈接在电压恒为U的交流电源上，R1和 R2上的电功率之比为2：1，若其它条件不变，只将 R1和 R2改成如图乙接法， R1和 R2上的功率之比为 1：8。若甲图中原线圈电流为I1，乙图中原线圈电流为I2，求： （1）两组副线圈的匝数之比； （2）I1和 I2之比。【分析与解】： （1）甲图中 R1和 R2串联，电流相同，功率与电阻成正比，所以有 R1
35、=2R2（1）设三组线圈的匝数分别是n1 ,n2 ,n3，两组副线圈上的电压分别是 U2和U3，易得U2=12nnU U3=13nnU乙图中 R1和 R2上的功率之比为 1 : 8 即 81212RUnn2213RUnn（ 2）联列（ 1）式和（ 2）式解得32nn=21（2）设甲图中输出功率为P1，则 P1=（Unnn132）2/ （R1+R2）设乙图中输出功率为 P2，则P2= （Unn12）2/R1+名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - -
36、- - - - - - - （Unn13）2/R2 以 R1=2R2，n3=2n2代入，可得：3221PP。由于输入功率等于输出功率， 所以甲、乙两图中输入功率之比也为32，根据 P=IU，电压恒定，所以两图中电流之比 I1：I2=2：3 小结1变压器的工作原理2变压器的特点3注意事项作业六教学反思：教学课题：电能的输送一教学目标【知识和技能】1、 知道“便于远距离输送”是电能的优点之一知道输电的过程了解远距离输电的原理2、理解各个物理量的概念及相互关系3、充分理解 ； ； 中的物理量的对应关系4、知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失 . 5、理解为什么远距离输电要用高
37、压.【过程和方法】1、培养学生的阅读和自学能力2、通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考3、通过远距离输电原理分析，具体计算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算和实验【情感、态度、价值观】1、通过对我国远距离输电挂图展示，结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严重后果的现象的介绍， 教育学生爱护公共设施，做一个合格公民2、教育学生节约用电，养成勤俭节约的好习惯二教学重点、难点重点：1、理论分析如何减少输电过程的电能损失2、远距离输电的原理难点：远距离输电原理图的理解三教学仪器投影仪四教学方法讲授五教学过程引入前面我们学习了电磁感应现象和
38、发电机，通过发电机我们可以大量地生产电能比如，葛洲坝电站通过发电机把水的机械能为电能， 发电功率可达 271.5 万千瓦，这么多的电能当然要输到远方要用电的城市去， 今天，我们就来学习输送电能的有关知识新课1、输送电能的过程提问： 发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？如：葛洲坝电站发出的电是怎样输到武汉、上海等地的呢？很多学生凭生活经验能回答：是通过电线输送的 在教师的启发下学生可以回答： 是通过架设很高的、很粗的高压电线输送的输送电能的过程：发电站升压变压器高压输电线降压变压器用电单位）2、远距离输电为什么要用高电压？提问： 为什么远距离输电要用高电压呢？学生思考片刻之后， 教师说：这个实
39、际问题就是我们今天要讨论的重点分析讨论的思路是：输电导线（电阻）发热损失电能减小损失讲解：输电要用导线， 导线当然有电阻， 如果导线很短，电阻很小可忽略， 而远距离输电时， 导线很长，电阻大不能忽略 列举课本上的一组数据 电流通过很长的导线要发出大量的热，请学生计算：河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400欧，如果能的电流是1 安，每秒钟导线发热多少？学生计算之后，教师讲述： 这些热都散失到大气中，白白损失了电能 所以，输电时，必须减小导线发热损失3、提问：如何减小导线发热呢？分析：由焦耳定律，减小发热 , 有以下三种方法：一是减小输电时间，二是减小输电线电阻，三是减小输电电流 4、提问：
40、哪种方法更有效？第一种方法等于停电， 没有实用价值 第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难适用的超导材料还没有研究出来排除了前面两种方法，就只能考虑第三种方法了 从焦耳定律公式可以看出 第三种办法是很有效的： 电流减小一半，损失的电能就降为原来的四分之一通过后面的学习，我们将会看到这种办法了也是很有效的（A： 要减小电能的损失， 必须减小输电电流）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - 讲解：另一方面， 输
41、电就是要输送电能， 输送的功率必须足够大，才有实际意义（B：输电功率必须足够大）5、提问：怎样才能满足上述两个要求呢？分析：根据公式 ，要使输电电流 减小，而输送功率 不变（足够大），就必须提高输电电压板书： （高压输电可以保证在输送功率不变，减小输电电流来减小输送电的电能损失）变压器能把交流电的电压升高（或降低）讲解：在发电站都要安装用来升压的变压器，实现高压输电但是我们用户使用的是低压电， 所以在用户附近又要安装降压的变压器讨论：高压电输到用电区附近时， 为什么要把电压降下来？（一是为了安全， 二是用电器只能用低电压）3. 变压器能把交流电的电压升高或降低）4输电流程理解（结合教材图）练习
42、【例 1】发电机的端电压为220V， 输出的电功率为44kW，输电线电阻为0.2，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果发电站用匝数比为110 的变压器将电压升高，经过同样的输电线后，再用匝数比为101 的变压器将电压降低供给用户，用户得到的电压和电功率各是多少？【分析】无论是从发电机直接向用户供电，还是通过变压器向用户供电， 发电机输出的总功率都等于输电线上损失的功率与用户得到的功率之和【解】从发电机直接用220V 电压输电时，线路中的电流输电线上损失的电压和电功率分别为U损=IR线=2000.2V=40V ，P损=IU损=I2R线=20020.2W=8103W，所以，用户得到的电压和电功率
43、分别为U用=U-U损=（220-40）V=180V ，P用=P总-P损=（ 44103-8103）W=36kW 通过变压器后向用户的供电线路如图1 所示理想升压变压器次级电压输电线上损失的电压和电功率分别为（图2）U损=I R线=200.2V=4V ，P损=I2R线=2020.2W=80W=0.08kW 降压变压器初级的电压U降=U -U损=2200V-4V=2196V 降压变压器次级电压为所以，用户得到的电压和电功率分别为U用=U 降=2196V，P用=P总-P损=44kW-0.08kW=43.92kW 【说明】（1）求解远距离输电的问题，先画出供电示意图，容易找出各部分间的关系，并有利分清
44、输电电压与输电线上的电压（即U损）；（ 2）通过计算可以看出，两情况输电线上功率损失之比可见，远距离输电必须采用高压【例 2】一小型水力发电站水坝落差h=5m， 流量 q=1m3/s，发电机组总效率 =50，机端输出电压350V为了向离电站较远处的用户供电，采用先升压、 再降压的办法 设输电线总电阻R线=4，允许输电线电热损失功率为电站输出功率的5，用户需要电压220V试计算升压变压器、降压变压器的匝数比g=10m/s2【分析】水电站是依靠从高处落下的水冲击水轮机，由水轮机带动发电机向外供电的能的转化方式是高处水的重力势能转化为电能已知落差、流量和发电机组效率，即可算出发电机的输出功率这些功率
45、通过升压变压器 输电线 降压变压器送给用户时，仅在输电线上有能量损失根据输电线损失功率的百分比和输电线电阻，可算出通过输电线上的电流，于是匝数比也就可算出【解】由题中条件得1s 内水做功发电机输出功率P= P水=0.55104W=25 103W升压变压器的输入电流（即原线圈电流）为名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - 升压变压器的输出电流（即副线圈电流）等于输电线中的电流，根据输电线中的电热损失限制得根据变压器公式
46、知升压变压器原、副线圈的匝数比为降压变压器的输入电流即输电线中的电流I1=I线=17.7A降压变压器的输出电流（即输入用户的电流）可由用户得到的总功率和用户电压得所以降压变压器的匝数比【说明】求解通过升、降压进行远距离送电的问题关键是分清各部分输入、输出的各个物理量及其相互关系通常，可先画出传输的结构示意图如本题，可作草图如下：上面解答中是通过原、副线圈的电流求出匝数比的，也可通过电压关系求解小结输电过程、高压输电的道理作业六教学反思：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -