高二物理32514.docx

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高二物理32514

zflww@翟甫礼

高二物理导学案配餐

3-2第5章电磁感应现象目录

5.1交变电流…1……………………………………………………2

5.2描述交变电流的物理量1、2……………………………….……4

5.3电感和电容对交变电流的影响1、2……………………………..6

5.4变压器…………………………………………….…………8

5.5电能的输送…………………………………………………10

……………………………………………………………12

……………………………………《》

班级

姓名

课题：

§5.1交变电流

编写翟甫礼审定1课时序号01

教师批注反思

学生生成问题

一、学习目标

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、自学指导

1．__________________________叫做交流电；_____________________叫

做正弦交流电。

2．线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最_____,磁通量的变化率最_______，

感应电动势最____线圈中的电流方向要发生改变;线圈平行于中性面时，穿

过线圈的磁通量最_____,磁通量的变化最_______，感应电动势最_____。

3．交变电流的瞬时值：

如线圈在中性面位置计时时，瞬时电动势

e=__________，瞬时电压u=__________，瞬时电流i=__________；

如线圈平行于磁场时计时，则瞬时电动势e=__________;瞬时电压

u=__________;瞬时电流i=__________。

三、问题探究

1、如图1所示，设矩形线圈abcd以角速度ω绕oo'轴、从线圈平面跟磁感线垂

直的位置开始做逆时针方向转动．此时，线圈都不切割磁感线，线圈中感应电

动势等于零．经过时间t线圈转过ωt角，这时ab边的线速度v方向跟磁感线

方向夹角等于ωt，设ab边的长度为l，bd边的长度为l'，推导线圈中感应电

动势为e=Emsinωt，（其中Em=NBSω）

2、了解几种交流电的波形图象

四、小结

五、完成p33课后练习1-5

基础巩固型配餐

（1）

1、图5-1-4所示各的电流中不是交流电的是：

（AD）

2、如图5-1-5所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图所示位置时，（C）

A.穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小

B.穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大

C.穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大

D.穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小

3、交流发电机在工作时的电动势为e＝Emsinωt，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为（D）

　　A.Emsinωt/2　　B.2Emsinωt/2　　C.Emsin2ωt　　D.2Emsin2ωt

4、如图5-1-6所示，若线框abcd不闭合，当磁铁转动时，下列说法中正确的是（C）

A.线框中产生感应电动势，可跟随磁铁转动

B线框中不产生感应电动势，可跟随磁铁转动

C.线框中产生感应电动势，不跟随磁铁转动

D.线框中不产生感应电动势，不跟随磁铁转动

5、闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电瞬时值的表达式为i=0.2sin100πt，从t＝0到第一次出现通过线圈的磁通量变化率最大值的时间为（C）

　A.1/50s　　　B.1/100s　　　C.1/200s　　　D1/400s

6、矩形线圈的面积为S，匝数为n，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴OO以角速度ω匀速转动。

当转到线圈平面与磁场垂直的图5-1-7示位置时（AD）

A.线圈中的电动势为0

B.线圈中的电动势为

C.穿过线圈的磁通量为0

D.线圈不受安培力作用

7、线圈在磁场中转动时产生的交变电流如图5-1-8所示，从图中可知：

（B）

A.在A和C时刻线圈平面与磁场垂直

B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量最大

C.在A和C时刻，感应电流改变方向

D.若从O时刻到D时刻的时间为0.02s，则在1s内交变电流的方向改变50次

课题：

§5.2描述交变电流的物理量1

编写翟甫礼审定1课时序号02

班级

姓名

一．学习目标

教师批注反思

学生生成问题

1、理解交变电流的周期、频率及它们之间的关系，知道我国生产和生活用电

的周期（频率）。

2、知道交变电流和电压的峰值、瞬时值、理解交变电流的有效值，知道正弦

交变电流的有效值与峰值的关系。

3、知道有效值是根据电流的热效应规定的，会求有关交变电流的有效值。

知道交流电器设备所标值、交流电表的所测值均为有效值。

二、自学指导

阅读课本P34思考并完成下列表格：

交变电流物理量

定义

符号

单位

物理意义

T、f、ω的关系

周期

频率

瞬时值

峰值

有效值

平均值

三、问题探究

1.某交流电压随时间变化的规律如图：

则此交流电的周期为____，频率为_____，

把它接在一个电容器上，电容器的击穿电压不能低于_________.

2.家用照明电路中的交变电压随时间变化的规律如图所示，则1秒内电流的方向改变_________次。

四．小结:

五、完成p33课后练习1-5

基础巩固型配餐

（2）

1、一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流的电动势为e=220

sin100πtV，关于这个交变电流的下列说法中正确的是（ABC）

A、该交变电流的频率为50Hz

B、电动势的有效值为220V

C、电动势的峰值为220

V

D、用交流电压表测量时，读数为311V

2、一根电阻丝接入100V直流电，10min内产生的热量为Q，同样电阻丝接正弦交变电压，20min内产生的热量为2Q，则该交变电压的峰值为（A）

A、100

VB、100V

C、50

VD、70V

3、下面关于交流电的说法中正确的是（CD）

A、交流电器设备上所标的电压和电流值是交流的峰值

B、用交流电流表和电压表测定的读数值是交流的瞬时值

C、给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值

D、跟交流有相同的热效应的直流电的数值是交流的有效值

4、下列关于交变电流的说法错误的是（D）

A、交流电的频率等于发电机的转速

B、交流电每秒电流方向改变次数是频率的两倍

C、计算电阻发热时要用有效值

D、Im＝

I，Um＝

U适用于任何交变电流

5、电流方向每秒改变50次的交变电流，它的周期和频率分别是（A）

A、0.04s，25HzB、0.08s，25Hz

C、0.04s，50HzD、0.08s，50Hz

6、交变电流的有效值：

它是根据电流的__________________。

正弦交流电的有

效值与最大值之间的关系是：

E有=______,U有=_______,I=___

7、有一个电热器，工作时的电阻为50Ω，接在电压为u=Umsin100ωt的交流电源上，其中Um＝311V，ω＝100πs-1。

则该电热器消耗的功率是多大？

968w

班级

姓名

课题：

§5.2描述交变电流的物理量2

编写翟甫礼审定1课时序号03

教师批注反思

学生生成问题

一．学习目标

1.学会交变电流和电压的峰值、瞬时值、有效值的计算。

2.进一步理解交变电流的有效值，

3.熟悉正弦交变电流的有效值与峰值的关系。

二、问题探究

知识点1、有效值的理解及与峰值之间的关系

1、让交流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在一个周期内产生的热

量相等，而这个恒定电流是I，电压是U，我们就把I、U叫做这个交流

的。

探究：

如右图所示的电流i通过一个R=1Ω的电阻：

（1）怎样计算通电1s内R中产生的热量?

（2）如果有一个恒定电流通过这个电阻R,也能在1s内产生同样的热,这个

恒定电流是多大?

1.Q=2.8J

2.I=1.673

总结：

（1）让交流与恒定电流通过相同的______,如果它们在一个________内

产生的________相等，而这个恒定电流是I、电压是U,我们就把I、U叫做这

个交流的有效值。

（2）有效值是描述交流电_____________的物理量。

计算交变电流通过导

体产生的热量和电功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交变电流

的_______值。

（3）交流电器的设备上标出的额定电压、额定电流都是_________，电压表

、电流表的读数指的也是_________。

知识点2：

交流电的平均值

探究：

一线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以3000r/min匀速转动。

当

线圈平面与磁感线平行时，线圈感应电动势大小为20V.求此线圈从该位置开

始旋转1/600s的时间内感应电动势的平均值？

E=60/π=19.1V

总结：

交变电流的平均值与交变电流的方向及所取时间长短均有关，其数值

可根据_____________________计算。

而不是初末状态瞬时值的平均值。

反映在交流图象上是：

波形与横轴（t轴）所围的“面积”对时间的比值。

其大小与所取时间间隔有关。

如正弦式交流电，其正半周期或负半周期

的平均电动势大小为___________而一个周期内的平均电动势为_________。

基础巩固型配餐（3）

1：

如图所示为一交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电电流的有效值为：

（B）

A、3.5

AB、5AC、5

AD、3.5A

2：

如图所示表示一交流电随时间而变化的图像，其中电流的正值为正弦曲线的正半

周，其最大值为Im；电流的负值的强度为

-Im,则该交流电的有效值为（D）

A、

B、

ImC、ImD、

Im

3：

边长为L，总电阻为R的闭合正方形n匝线框，放在磁感应强度为B的

匀强磁场中，磁感线与线框平面垂直．t=0时，线框绕OO/轴以周期T匀速

转动，求线框由图示位置转过900角过程中，流过线框导线横截面的电量是多少？

Q=nBL2/R

（A）1、一个电热器接在一交变电压上时，消耗的电功率为P，若将它接在一直流电压上，消耗的电功率为4P，则交变电流的电压峰值与直流电压值的比为________。

2、有一正弦交流电，电流的有效值是2A，它的最大值是________A。

3、一个灯泡，上面写着“220V，40W”。

当它正常工作时，通过灯丝电流的峰值是________A。

4、我国电网中交变电流的周期是0.02s，1min内电流方向发生______次改变。

5、如图所示，是一个正弦式电流的波形图。

根据图象可知它的周期是______s，频率是________Hz，电流的峰值是________A，电流的有效值是________A。

（B）6、一个电容器，当它的两个极板间的电压超过10V时，其间的电介质就可能被破坏而不再绝缘，这个现象叫做电介质的击穿，这个电压叫做这个电容器的耐压值。

能否把这个电容器接在交流电压是10V的电路两端？

为什么？

7、在如图所示的实验中，设ab边长为20cm，线圈的宽ad为10cm，磁感强度B为0.01T，线圈的转速n为50r/s（转/秒），求电动势的最大值和有效值。

如果从线圈平面在中性面的位置开始计时，经过0.01s时电动势的瞬时值是多大？

（C）8、如图所示，线圈abcd的面积是0.5m2，共100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度为

，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：

（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式。

（2）线圈转过

时电动势的瞬时值多大？

这段时间通过外电阻的电荷量是多少？

（3）电路中电压表和电流表的示数各是多少？

（4）该电阻R消耗的功率是多少？

课题：

§5.3电感和电容对交变电流的影响A

编写翟甫礼审定1课时序号04

班级

姓名

一．学习目标

教师批注反思

学生生成问题

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.知道容抗与哪些因素有关。

二、问题探究（阅读课本探究并完成下列问题）

一．电感对交变电流的阻碍作用

1．实验现象：

接直流，灯泡______；接交流，灯泡_______。

2．实验表明：

__________________________

3．感抗：

____________________________________________

4．成因：

____________________________________________

_____________________________________________________

5．影响感抗的因素：

__________________________________

6．应用：

二．交变电流能够“通过”电容器

1．实验现象：

接直流，灯泡_______；接交流，灯泡________。

2．实验表明：

__________________________

3．成因：

____________________________________________

_____________________________________________________

_____________________________________________________

三．电容器对交变电流的阻碍作用

1．实验现象：

接交流，灯泡________；将电容器短路，灯泡_____________

2．实验表明：

______________________________

3．容抗：

_____________________________________________

4．影响感抗的因素：

___________________________________

5．应用：

四．小结:

1.电感的特性“通直流，阻交流；通低频，阻高频”。

2.电容的特性“通交流，隔直流；通高频，阻低频”。

3.了解电感和电容在电子技术中的应用

基础巩固型配餐（4）

A：

1．在交流电路中，要增大电感线圈的感抗，可以（）

A．增大交流电的电压B．提高交变电流的频率

C．减少线圈的匝数D．在线圈中插入铁芯

2．在交流电路中，要减小电容器的容抗，可以（）

A．减小两极板的正对面积B．减小极板间的距离

C．适当增加交变电流的电压D．减小交变电流的频率

B：

3．下列说法正确的是（）

A．电感线圈和电容器跟电阻一样，接入电路后都产生焦耳热

B．电感线圈和电容器跟电阻一样，都对电流起阻碍作用

C．电感线圈对变化的电流起阻碍作用

D．电容器能使交流“通过”的实质是电容器在交流电路中交替地进行充电和放电

4．对于感抗和容抗，下列说法正确的是（）

A．感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势，阻碍了电流变化而形成的

B．感抗是由于线圈导线的电阻而形成的

C．容抗是由于电容器两极板间的电介质对电流的阻碍作用而形成的

D．感抗和容抗都是由线圈和电容器本身的特性所决定的，与接在怎样的电路中无关

AB：

5．如图所示，交流电流表A1、A2、A3分别与电容器、线圈L和电阻R串联后接在同一个交流电源上，供电电压瞬时值

，三个电流表各有不同的示数。

现换另一个电源供电，供电电压瞬时值为

，

。

改换电源后，三个电流表的读数如何变化？

为什么？

班级

姓名

课题：

§5.3电感和电容在电子技术中的应用B

编写翟甫礼审定1课时序号05

一．学习目标

1．进一步理解为什么电感对交变电流有阻碍作用。

2．能了解电感和电容在电子技术中的应用及选用条件

二、例题分析

例1、如图5－3－1所示，线圈的自感

系数L和电容器的电容C都很小

（如：

L＝1mH，C＝200pF），此电路的

作用是：

A.阻直流通交流，输出交流

B．阻交流通直流，输出直流

C．阻低频通高频，输出高频交流

D．阻高频通低频，输出低频交流和直流

解析：

因自感系数L很小，所以对低频成分的阻碍作用很小，这样直流和低

频成分能顺利通过线圈，电容器并联在电路中，起旁路作用，因电容C很小，

对低频成分的阻碍作用很大，而对部分通过线圈的高频成分阻碍作用很小，被

它旁路，最终输出的是低频交流和直流。

D

拓展：

如图5-3-2所示电源交流电频率增大，则

A.电容器电容增大

B.电容器容抗增大

C.电路中电流增大

D.电路中电流减小

解析：

交流电频率增大，电容的容抗减少，导致电流增大。

故

正确答案：

[C]

三、问题探究（结合课本问题与练习完成下列问题）

问题1。

如图两电路是电容器的两种不同连接方式，它们各在什么情况下采用？

应该怎样选择电容器？

问题2。

按要求完成表格填写

电阻、电感器、电容器对对交变电流阻碍作用的区别与联系

电阻

电感器

电容器

产生的原因

定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞

由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化

电容器两极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的反抗作用

在电路中的特点

对直流、交流均有阻碍作用

只对变化的电流如交流有阻碍作用

不能通直流，只能通变化的电流．对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随频率的降低而增大

决定因素

由导体本身（长短、粗细、材料）决定，与温度有关

由导体本身的自感系数和交流的频率f决定

由电容的大小和交流的频率决定

电能的转化与做功

电流通过电阻做功，电能转化为内能

电能和磁场能往复转化

电流的能与电场能往复转化

基础巩固型配餐（5）

1、如图5-3-5所示电路，线圈导线的电阻可忽略不计，那么当输入电压具有直流和交流两种成分时，电阻R两端和线圈两端的电压成分分别是：

[　A　　]

A.直流和交流，交流B.交流，交流图5-3-5

C.直流和交流，直流和交流D.直流，直流

2、图5-3-6所示电路中的电容器称为高频旁路电容，下列说法正确的是：

[　BD　　]

A.电容器的电容很大

B.电容器的电容很小

C.对高频而言，电容器的容抗很大

D.对低频而言，电容器的容抗很大

3、如图5-3-8所示，开关S与直流恒定电源接通时，L1、L2两灯泡的亮度相同，若将S与交变电源接通：

[　B　　]

A.L1、L2两灯泡亮度仍相同

B.L1比L2更亮些

C.L1比L2更暗些

D.交变电源电压的有效值与直流电压相同，两灯与原来一样亮

4、如图5-3-9所示电路由交变电源供电，如果交变电流的频率降低，则：

　　　　　　　　　　　　　　[　BC　　]

A.线圈自感系数变小；B.线圈感抗变小,C.电路中电流增大,

D.电路中电流变小

例2、如图5－3－3所示，（a）、（b）两电路是电容器的两种不同连接方式，它们各在什么情况下采用？

应该怎样选用电容器？

解析：

交流电路中常包含有直流成分和交流成分，电容器在电路中有“通交流、隔直流”或“通高频、阻低频”的作用。

图中的C1串联在电路中，它的作用是“通交流、隔直流”，为了使交流成分都能顺利地通过，容抗必须较小，应选用电容较大的电容器。

图中的C2并联在电路中，如果输入端输入的电流中包含有高频和低频两种交流成分，该电容器的作用是“通高频、阻低频”，即对高频电流起旁路作用，而让需要的低频信号输入到下一级，一般取电容较小的电容器；如果输入的电流是直流和交流两种成分，该电容器的作用是滤去交流成分，把直流成分输入到下一级，这时要选用电容较大的电容器。

另外，选用电容器还须注意它的耐压值，以防被击穿。

例3、在彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器，其电路图如图图5－3－4所示。

主要元件是两个电感线圈L1、L2，它们的自感系数很大，F是熔丝，R是电阻，C1、C2是电容器，S为电视机开关。

某一次用户没有先关电视（没断开S）就拔掉电源插头，结果烧坏了图中电路元件，可能被烧坏的元件是

A.C2B.C1C.L1或L2D.F

解析：

在未断开S时拔掉电源插头，使得L1、L2中的电流突然减小，产生很高的感应电动势，这一电动势加在C2两端，C1受到R的保护而不受损坏，L1、L2中电流减小，也不损坏，A正确。

教师批注反思

学生生成问题

一．学习目标

1．知道变压器的构造，了解变压器的工作原理。

2．理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，

能应用它分析解决有关问题。

猜一猜：

下图中的小灯泡可能发光吗？

说明理由。

二．问题导学（认真阅读课本完成下列填空）

1．变压器的原理

（1）构造：

原线圈：

也叫_______,与________相接

　　副线圈：

也叫_______,与________相接

　　　铁芯：

由涂有_______的硅钢片叠合而成

（2）符号：

（3）工作原理：

原线圈上加上交变电压U1时，原线圈中就有交变电流，铁芯中产生交变的

磁通量，在原、副线圈中都要引起________________，如果副线圈是闭合

的，则副线圈中将产生__________，它也要在铁芯中产生交变的磁通量，在

原、副线圈中同样要引起感应电动势，在原、副线圈中由于有交变电流而发

生互感现象。

所以变压器只能在_________电路中工作________________是

变压器的工作原理，_________________是变压器的工作基础。

（4）能量转换方式

　原、副线圈虽然不相连，但电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈，

其能量转换方式为：

___________转化为____________再转化为__________

2．电压与匝数的关系

（1）理想变压器：

忽略___________________________________________的变压器叫理想变

压器，是一个理想化的模型。

实际的变压器工作时有能量损失。

（如电流经

过变压器线圈时会发热，铁芯在交变磁场的作用下也会发热（涡流），还有漏磁。

）

（2）电压关系：

实验和理论分析表明，对于理想变压器，原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的__________之比，即______________________。

当n1>n2时，变压器使电压________，这种变压器叫_____________；当n1

三、问题探究（阅读课本结合能量守恒定律完成下列问题）

（3）功率关系：

对于理想的变压器，由于不考