高中物理選修第五章 交變電流

第五章交變電流教學(xué)目標(biāo)：1．了解交變電流的產(chǎn)生過程；2．定性了解交流的變化規(guī)律及其圖象表示和主要特征物理量；3．知道交流能通過電容器的原因，了解交流這一特性在電子技術(shù)中的應(yīng)用。4．初步了解發(fā)電機(jī)、交變電流的確發(fā)明和利用對(duì)促進(jìn)人類社會(huì)進(jìn)步的作用，進(jìn)一步體驗(yàn)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)生活之間的密切關(guān)系。教學(xué)重、難點(diǎn)：交流有效值的概念。教學(xué)過程：引入新課：19世紀(jì)初，蒸汽機(jī)改變了自古以來依靠人力、畜力的生產(chǎn)形態(tài)。蒸汽動(dòng)力推動(dòng)著火車和船隊(duì)，加快了不同國(guó)家、不同民族的物質(zhì)流通和交流。法拉第電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)，激勵(lì)著一批科學(xué)家和工程師進(jìn)機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿奶剿?。他們?cè)O(shè)想廠房中巨型發(fā)電機(jī)發(fā)出的電也許會(huì)比蒸汽動(dòng)力新課進(jìn)行：1．交流發(fā)電機(jī)（1）發(fā)電機(jī)的構(gòu)造：由定子和轉(zhuǎn)子組成。在發(fā)電機(jī)內(nèi)固定不動(dòng)的部分叫定子，能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子。（2）原理：線圈相對(duì)于磁場(chǎng)繞垂直于磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電流。如圖所示。磁體轉(zhuǎn)動(dòng)（磁體是轉(zhuǎn)子），而線圈不動(dòng)（線圈是定子）的發(fā)電機(jī)叫旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)。線圈轉(zhuǎn)動(dòng)（線圈是轉(zhuǎn)子），而磁體不動(dòng)（磁體是定子）的發(fā)電機(jī)叫旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)。演示實(shí)驗(yàn)：手搖交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，可以看到燈泡被點(diǎn)亮，在轉(zhuǎn)動(dòng)中，燈泡的亮度有什么變化？電流表的示數(shù)有什么變化？（3）交變電流：大小、方向隨時(shí)間做周期性的變化的電流叫交變電流（alternationcurrent），簡(jiǎn)稱交流電(AC)。只沿一個(gè)方向流動(dòng)的電流叫直流電（directcurrent，DC）。2．交流電的變化規(guī)律演示實(shí)驗(yàn)：用示波器觀察交流電變化的規(guī)律。（1）電網(wǎng)中交流電變化的規(guī)律：電流、電壓隨時(shí)間按正弦函數(shù)的規(guī)律變化，叫正弦式電流（sinusoidalcurrent）.正弦式電流在某一時(shí)刻的電流、電壓可以表示為：i=Imsinωt，u=Umsinωt（2）用函數(shù)圖象表示:（2）描述交變電流的物理量：①峰值(peakvalue)：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈與磁感線平行時(shí)，電壓達(dá)到最大值。②交變電流的周期和頻率i)交變電流的周期(period)：交流電完成一次周期性變化所需要的時(shí)間為交流電的周期，代表符號(hào)是T，單位：秒s；ii)交變電流的頻率(frequency：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)為交流電的頻率，代表符號(hào)是f，單位:赫茲，簡(jiǎn)稱赫Hz；iii)交流電的角頻率(角速度)：產(chǎn)生交流電的線圈在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度為角頻率，代表符號(hào)是ω，單位：弧度/秒rad/s；它們之間的關(guān)系是：f=1/T，ω=2πf=2π/T交流電的周期和頻率都由線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期和頻率決定。線圈轉(zhuǎn)一周，交流電完成一次周期性變化。我國(guó)市電周期為0.02s，頻率為50Hz。交流電的周期和頻率都是描述交流電變化快慢的物理量.③有效值(effectivevalue)：i)根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的，把交流和直流分別通過相同的電阻，如果在相等的時(shí)間時(shí)它們產(chǎn)生的熱量相等，我們就把這個(gè)直流電壓、直流的數(shù)值叫做交流電壓、電流的有效值。ii)正弦式交變電流的有效值與峰值間的關(guān)系：，iii)在各種使用交變電流的電器設(shè)備上，所標(biāo)注的額定電壓、額定電流值，都是交流的有效值?！敖涣饔秒娖鞯念~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測(cè)得的讀數(shù)是有效值．保險(xiǎn)絲的熔斷電流指交流電的有效值。對(duì)于交變電流，若沒有特殊說明的均指有效值．”3．交變電流能夠通過電容器：交變電流能夠通過電容器的實(shí)質(zhì)是電容器的充、放電的過程。電容對(duì)交變電流的作用：“通交流、隔直流；通高頻、阻低頻”例題1在電子技術(shù)中，從某一裝置輸出電流常常既有交流成分，又有直流成分。如果只需要把交流成分輸送到下一級(jí)裝置，只要在兩級(jí)電路之間拉入一個(gè)電容器就可以了。電容器應(yīng)并聯(lián)還是串聯(lián)接入電路？下圖所示的接法對(duì)嗎？為什么？這里的電容器叫做隔直電容器例題2在電子技術(shù)中，從某一裝置輸出電流常常既有高頻成分，又有低頻成分。如果只需要把低頻成分輸送到下一級(jí)裝置，只要在下一級(jí)電路的輸入端并聯(lián)一個(gè)電容器就可以達(dá)到目的。請(qǐng)說明它的工作原理。具有這種用途的電容器叫做高頻旁路電容器問題：收音機(jī)中的音量控制電路部分如圖所示，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑臂P，可控制揚(yáng)聲器的音量。但收音機(jī)直接接收到的信號(hào)，既有高頻信號(hào)，又有低頻信號(hào)，而揚(yáng)聲器所需的音頻信號(hào)是低頻信號(hào)。為此，需要用電容器C1、C2濾去直流和高頻部分。根據(jù)電容器容抗的性質(zhì)，試確定C1、C2應(yīng)分別用電容較大的，還是較小的。

答案：C1用大電容，C2用小電容。教后記一、課堂教學(xué)內(nèi)容反思表教學(xué)內(nèi)容及行為反思記錄1、掌握了什么概念？滲透了什么科學(xué)哲學(xué)思想？運(yùn)用了什么科學(xué)思維