人教社高中物理选修32第五章说课稿.docx
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人教社高中物理选修32第五章说课稿
我的说课内容是人教版高中物理选修3-2第五章交变电流第一节交变电流
一、教材分析
交变电流是生产和生活中最常用到的电流，而正弦式电流又是最简单和最基本的。
正弦式电流产生的原理是基于电磁感应的基本规律。
所以本章是前一章的延续和发展，是电磁感应理论的具体应用。
另一方面，本节知识是全章的理论基础，正因为交变电流的特殊性，才有了变压器及其广泛的应用。
所以，本节内容有承上启下的作用。
二、学情分析
已有知识、学生学习了法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则，是分析在线圈绕轴转动过程中的磁通量的大小、方向变化，为分析感应电流的大小、方向的周期变化的基础。
不足、本节概念多，学生对公式与图像的理解能力弱，因此要通过示波器和发动机模型逐步引导学生领会一个周期内的动态过程。
三、教学目标：
知识与技能
1、会观察电流或电压的波形图，理解交变电流、直流的概念；2、分析线圈转动一周过程中电动势和电流方向的变化，能对交变电流的产生有比较清楚的了解，具有运用基本原理解决新情景下问题的能力；3、知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理含义。
过程与方法
经历交流电的探究过程，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；经历理论推导探究过程，培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力。
情感态度与价值观
激发学生学习兴趣，培养学生探究物理问题的习惯；通过实验探究和理论探究，培养学生热爱科学和严谨的探求科学的态度。
四、教学重点难点
重点：
交变电流产生的物理过程的分析。
难点：
交变电流的变化规律及应用。
五、教法与学法
教法：
目标分层教学法、多媒体辅助教学法、问题导学法、演示实验法。
学法：
自主、合作、思考、探究、阅读、分析等方式方法。
六、教学过程
教学过程共分为以下五个环节完成“交变电流的产生、图像、瞬时表达式”等教学任务。
环节1、实验导入，交变电流（板书：
交变电流的产生）
设计情景1、体验交变电流的产生
我们的日常生活离不开电，城市的灯火辉煌、工厂里的机器轰鸣，一切都离不开电。
长江三峡水力发电站已投入生产，各地火力发电厂比比皆是，它们的共同之处就是生产和输送的大多都是交变电流。
什么是交变电流呢？
出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造。
演示：
将手摇发电机模型与演示电表组成闭合电路或播放视频“交流电的产生”。
问题1、当线框快速转动时，观察到什么现象?
（指针不断摆动，说明电流的大小和方向在不断变化）这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫做交变电流。
交变电流的产生
问题2、为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？
（线圈回路内的磁通量在不断变化或者线圈的某些边在切割磁感线）问题3、当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线?
（ab与cd。
）问题4、当ab边向右、cd边向左运动时，怎样判断线圈中感应电流的方向？
（用右手定则可判断沿着a→b→c→d→a方向流动的。
）问题5、当ab边向左、cd边向右运动时，线圈中感应电流的方向如何?
（感应电流是沿着d→c→b→a→d方向流动的。
）这说明线圈中产生的电流方向是不断变化的，且一圈内（一个周期内）会改变两次。
问题6、线圈平面与磁感线平行时，ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向垂直，即两边都垂直切割磁感线，此时产生感应电动势最大。
此时穿过线圈的磁通量是多少？
这说明了什么？
（磁通量为零、根据法拉第电磁感应定律可知磁通量的变化率是最大的，这说明磁通量的变化率与磁通量大小无关）问题7、线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小?
此时穿过线圈的磁通量是多少？
（当线圈平面跟磁感线垂直时，ab边和cd边线速度方向都跟磁感线平行，即不切割磁感线，此时感应电动势为零。
但此时的磁通量最大，称为中性面。
）问题8、在一圈（一个周期）内线圈几次经过中性面，那么感应电流的大小会改变几次？
（两次经过中性面，说明感应电流会改变四次）
白板展示强调中性面概念：
①中性面——线框平面与磁感线垂直的位置。
②线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但
=0，感应电流为0。
③线圈越过中性面，线圈中I感方向要改变。
线圈转一周，感应电流方向改变两次。
环节2,、视频感受、描绘图像（板书、交变电流的图像）
设计情景2、体会交变电流的图像
交变电流特点1、感应电流的方向是周期性变化的，既交变电流是有正负的。
交变电流特点2、感应电流的大小是周期性变化的，既正向电流增大、减小，负向电流增大、减小。
问题9、你猜测交变电流与时间的图像是怎样的？
（变化特点类似正弦或余弦图像）
白板播放“用示波器观察交流电通过二极管前后的波形”
播放“交流电图象的描绘”组织学生画出交变电流的图像
体会“周期”“频率”“最大值也叫峰值”等特点
环节3、理论探究、瞬时电流（板书、理论推导瞬时电动势的表达式）
设计情景3、设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω。
经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt，如右图所示。
问题9、
设ab边长为L1，bc边长L2，磁感应强度为B，这时ab边产生的感应电动势多大?
思路点拨、将速度分解→应用动生电动势公式→得出一般表达式→
根据
，得
，
，正弦交流电；
问题10、当线圈的匝数为n时感应电动势的峰值是多少？
（
）
问题11、如果给交流发电机接上电阻为R的电热丝，则路端电压如何表示？
电路中的电流如何表示？
（
或
；
或
）
环节4、图片展示、科学漫步
设计情景4、体会一般的交变电流及交流发电机的结构
环节5、课堂练习、巩固知识
练习1、
（1）一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示。
下面说法中正确的是
A．t1时刻通过线圈的磁通量为零
B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D．每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大
环节6、小节巩固、布置作业
小节、布置作业课本33页“问题与练习”1、（灯丝颤抖、电流方向改变力的方向改变）2、（磁通量与磁通量的变化率）3、（感应电动势峰值）4、5、（瞬时表达式）
七、板书
我的说课内容是人教版高中物理选修3-2第五章交变电流第二节描述交变电流的物理量
一、教材分析
本节内容是在学习交变电流的产生原理基础上，进一步探讨交变电流的定量描述问题，以利用这些物理量描述交变电流的变化规律，是本章的重点内容之一。
另外在应用电学规律进行交变电流运算时用到的是有效值、而频率是与电感和电容的阻碍相关的物理量，因而本节起着承上启下的作用。
二、学情分析
在学习圆周运动知识时，学生对周期性变化规律已经有了初步的认识，应充分利用已有的知识基础，建立起交变电流的周期、频率、角频率（线圈转动的角速度）与匀速圆周运动相关物理量的联系。
交变电流的“四值”的物理意义是学生容易混淆的地方，“四值”的应用更容易张冠李戴。
应让学生通过定义细致区分其物理意义上的差别，通过实例辨析其适用范围。
三、教学目标
知识与能力
1、知道交变电流的周期、频率的含义，以及它们相互间的关系。
知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小；2、运用等效代替法计算某些交变电流的有效值；3、会应用正弦式交变电流的有效值公式进行有关计算；4、区分交变电流的峰值、瞬时值、有效值和平均值的物理意义，知道上述“四值”的应用范围。
过程与方法
提高运用类比、迁移的科学方法分析新问题的意识和能力。
情感态度和价值观
联系日常生活中的交变电流知识，培养学生将物理知识应用于生活和生产实际的意识，鼓励学生勇于探究与日常生活有关的物理学问题。
四、教学重点难点
重点：
交变电流有效值的分析和计算；利用交变电流的瞬时值表达式和图象分析交变电流的“四值”。
难点：
如何从观察到的有关电磁感应的现象，推出电磁感应产生的一般条件。
五、教法学法
教法：
目标分层教学法、多媒体辅助教学法、问题引导法、分组探究法。
学法：
自主、合作、探究、思考、练习等方式方法。
六、教学过程
教学过程共分为以下四个环节完成“交流电的周期与频率、峰值与有效值”等教学任务。
环节1、复习导入，感受交流（板书：
交变电流的瞬时值和峰值）
设计情景1、复习感应电动势的最大值、瞬时值表达式以及电流的最大值、瞬时值表达式及图像
复习1、中性面
复习2、播放“交流电的图像”flash动画，对特殊时刻和过程复习
复习3、最大值、瞬时值表达式的得出
峰值的物理意义：
峰值表明交变电流在变化过程中所能达到的最大竖直，反应了交变电流的变化范围。
图像中的峰值：
教师出示如右图所示的图象，学生从中找出电流的峰值。
峰值的实际意义：
教师出示电容器的图片，讲授电容器的耐压值及交变电流的峰值在判定电容器是否击穿时的应用。
让学生从图片标称值上找出该电容器的电容值和耐压值。
瞬时值的计算方法：
交变电流的瞬时值是指交变电流在某一时刻所具有的数值。
代入法和坐标点法
环节2、自主学习、归纳总结（板书、周期和频率）
设计情景2、自主阅读教材，合作辨析周期频率
组织学生阅读课本34页和35页1、2段内容，并展示引导问题1、什么叫交变电流的周期?
什么叫交变电流的频率?
ω的物理意义是什么？
问题2、类比匀速圆周运动知识领会周期、频率、角速度（圆频率）的关系是怎样的？
问题3、在图像中如何知道周期，进一步知道频率、角速度？
问题4、试分析周期和频率的物理意义是什么？
问题5、周期与频率与瞬时表达式的哪些量有关，能不能进行互算？
总结：
物理意义：
表示交流电周期性变化的快慢
1、周期T：
交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
2、频率f：
交变电流一秒内完成周期性变化的次数。
3、角频率ω：
线圈在磁场中转动的角速度
4、关系：
环节3,、计算运用、归纳辨析（板书、周期与频率的计算）
设计情景3、分组讨论例题，巩固周期频率。
组织学生分组讨论并计算完成下列四个例题（在学案上或白板展示）
例题1、某发电机产生的电动势为u=220
sin100πtV。
求周期、频率和线圈转动的角速度。
例题2、我国生产和生活用交流电的周期如图，T=_____s，频率f=____Hz，角速度ω=_____rad/s，在1s内电流的方向变化____次。
例题3、某小型发电机产生的电动势随时间的变化规律为u=EmsinωtV。
如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则产生的电动势随时间的变化规律变为。
例题4、某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为（）
A、400V，0.02sB、200V，0.02s
C、400V，0.08sD、200V，0.08s
环节4、归纳总结、感应探究（板书：
感应电流产生的条件）
设计情景4、合作探究交变电流的有效值
小组合作探究教材图5.2-2对应的“思考与讨论”，通过问题的解决过程总结等效代替法的应用，理解特殊交变电流热效应的求解方法，建立交变电流的有效值概念。
引导问题6、通过计算可知恒定电流的大小是多少？
与交变电流的大小有关系吗？
图象反映
的交变电流可以分为4段。
前半个周期中，0—0.2S内，可看成电流大小为1A的恒定电流，0.2S—0.5S内，可看成电流大小为2A的恒定电流；后半个周期的电流与前半个周期方向相反，但产生热量相同
如果有一个大小、方
向都不变的恒定电流通过电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大?
恒定电流的热量
引导问题7、虽然两个电流的大小无关，但他们的效果相同，这儿的效果指什么？
我们把恒定电流的电流值称为交变电流的有效值，这是什么方法？
（在一个周期内通过同一电阻产生的热量相等，是等效法）
引导问题8、流过灯泡的电流是变化的，为什么看不出灯光会一亮一暗呢？
（与人眼的视觉暂留有关，电流变化太快灯丝总是热的，说明灯光的亮度取决于电功率变化的平均效果）
总结：
有效值：
（抓三个相同）让交流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在
一个周期内内产生的热量相等，把恒定电流的值叫做这个交变电流的有效值。
物理意义：
有效值和最大值都是反映电流强弱或电压高低的物理量。
计算方法、等效法——在一个周期内通过同一电阻产生的热量相等
正弦或余弦交变电流的有效值：
，
，
有效值是在一个周期内的平均值。
提到交变电流的电流、电压、电动势时，如果不加特别说明，通常都是指交变电流的有效值。
例如、交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；交流电压表和交流电流表的示数是有效值；保险丝的熔断值是有效值。
特别注意：
在计算电功率时只能用有效值；在计算电荷量时，只能用平均值
环节5、课堂小节、布置作业
小节并布置作业课本36页“问题与练习”1、（交流电的频率）2、3、（峰值与有效值）4、（图像与周期、频率、峰值）5、（瞬时表达式与周期、频率、峰值）
七、板书设计
第二课时
环节1、有效值的计算
方法1、等效法计算
练习1、如图所示为一交流电随时间变化的图象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，则该交变电流的有效值为A.
方法2、正弦与余弦交流电的公式计算
练习2、正弦交流电压的峰值为10V，周期为0.2s，将此电压接在10Ω的电阻上，在0.05s内电阻上产生的热量（）
A、可能为零B、一定为0.25JC、不可能大于0.25JD、可能小于是0.25J
环节2、交流电的平均值和有效值、峰值及瞬时值
物理含义
重要关系
适用情况
瞬时值
交变电流某一时刻的值
e＝Emsinωt
i＝Imsinωt
计算线圈某一时刻的受力情况
峰值
交变电流所能达到的最大值
Em=NBSω
Im=
确定用电器的耐压值
有效值
跟交变电流的热效应等效的恒定电流值
，
，
（1）计算与电流热效应相关的量（如功率、热量）
（2）交流电表的测量值
（3）电气设备标注的额定电压、额定电流
（4）保险丝的熔断电流
平均值
交变电流在某段时间内的平均大小
计算通过电路截面的电量
练习3、如图所示虚线框中是有理想边界的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长为l的正方形线圈以角速度ω绕对称轴（磁场边界）由图示位置转过90°，设线圈总电阻为R，求此过程中线圈中产生的热量。
甲同学的计算为
联立化简可得：
；乙同学的解法为
得：
，试分析两种解法，说明谁的解法正确？
解：
两种方法出现了两个结果，那个有问题呢？
甲同学的方法是利用法拉第电磁感应定律计算感应电动势，计算出的是电动势和电流在Δt时间内的平均值，因此是不正确的；乙同学的计算思路是计算峰值，然后利用正弦交流电有效值的计算公式，最后用有效值计算产生的热量，由于旋转的线圈中产生的是正弦交流电说明乙同学的解法是正确的。
练习4、有一交流电压的变化规律为u＝220
sin314tV，若将辉光电压为220V的氖管接上此交流电压，则1s内氖管的发光时间为多少？
（提示：
电压u≥220V时，氖管才发光）
解析：
由u＝220
sin314tV，T＝
＝
＝0.02（s）．
当u＝±220V时，代入±220＝220
sin314t，得
t1＝
s＝
，t2＝
s＝
T，t3＝
s＝
T，t4＝
s＝
T
故在一个周期内氖管发光的时间段为
～
T及
T～
T，
即有一半的时间发光，故1s内的发光时间为t＝
×
＝0.5（s）。
答案：
0.5s
环节3、综合计算
练习5、一个正弦规律变化的交变电流的图象如图所示，根据图象计算：
（1）交变电流的频率；
（2）交变电流的有效值；
（3）写出该电流的瞬时值表达式；
（4）在什么时刻该电流的大小与其有效值相等。
练习6、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长为L=10cm的正文形线圈abcd共100匝，线圈总电阻r=1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO’匀速转动，角速度
，外电路电阻R=4Ω，求：
（1）转动过程中感应电动势的最大值；
（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60º角时的瞬时感应电动势；
（3）由图示位置转过60º角的过程中产生的平均感应电动势；
（4）交变电压表的示数；
（5）线圈转动一周外力所做的功；
（6）
周期内通过R的电荷量为多少？
环节4、相位想意义
我的说课内容是人教版高中物理选修3-2第五章交变电流第三节电感和电容对交变电流的影响
一、教材分析
本节从电感器和电容器对直流和交流电流的作用不同来说明直流电流与交变电流的不同，本节教学与交变电流的频率有关，与电容器的电容、电感器的自感系数等知识有关，本节知识在电子技术中应用非常广泛，所以学习本节知识可以扩大学生眼界，提高学生知识应用的范围。
二、学情分析
已有知识：
学生已经学习了电容器的充电和放电，电感器中感应电流的阻碍作用，以及交变电流的产生过程，明确了交变电流变化频率的意义等。
不足、学生动手能力、见识面窄（zhai）、因此必须通过实验探究或通过实验视频，直接再现电容器和电感器的作用，从而教学的突破。
三、教学目标
知识与技能
1、了解电感器和电容器对交变电流的阻碍和导通作用；2、知道感抗和容抗的物理意义及影响因素。
过程与方法
通过探究实验，尝试应用科学的方法研究物理问题，认识物理实验在物理学发展过程中的作用；通过探究感抗和容抗的大小由哪些因素有关，获得实验探究过程的体验，培养学生分析、解决问题的能力。
情感、态度与价值观
合作学习过程中，培养学生主动与他人合作的精神，具有团队精神；通过真实记录观察到的现象，体验实事求是的科学态度。
四、教学重点难点
重点：
电感和电容对交变电流的影响。
难点：
容抗和感抗的大小和哪些因素有关。
五、教法学法
教法：
目标分层教学法、多媒体辅助教学法、问题引导法、实验引导法。
学法：
自主、合作、探究、猜测、观察、分析等方式方法。
六、教学过程
教学过程共分为以下四个环节完成“电感器与电容器对直流电流和交变电流的作用及应用”等教学任务。
环节1、实验导入，体验作用（板书：
用实验观察电感器和电容器对电流的作用）
在现代无线电仪器中，电容器、电感器都有广泛的应用，例如半导体收音机电路板上的电子元件，其中电容器、电感器十分醒目。
在交流电路中，它们对交变电流的作用是怎样的呢？
设计情景1、观察线圈和电容对直流电的作用
实验：
现在我们有三个小灯泡，让它们并联接入交流电路中，可以观察到三个灯泡的亮度相同，说明这是三个相同的灯泡。
问题1、现在我们在其中的一个支路中串联一个电容，在另一个支路中串联一个电感。
再将它们接入直流电路中。
会有什么现象？
现象：
没有串联任何东西的灯泡马上变亮，串联电容器的灯泡不亮，串联电感线圈的慢一点亮。
结论：
（电容器不通直流）电容隔直流，电感通直流。
设计情景2、观察电感器和电容器对交变电流的作用
实验：
问题2、再将它们接入交流电路中。
会有什么现象？
现象：
没有串联任何东西的灯泡马上变亮，串联电容器的灯泡和串联电感线圈的灯泡都亮，不过亮度比没有串联任何东西的灯泡暗些。
结论：
线圈和电容器都能通交流电，但是他们对交流电有阻碍。
环节2、应用所学、理论探究（板书：
理论探究线圈和电容器对交流电的作用）
设计情景3、理论探究电容器通交流的原因
问题3、为什么电容器能够通过交流电？
（电容器是通过充电、放电、反向充电、反向放电,使电路中就有了持续的交变电流,就好像电流“通过”了电容器。
）
播放“交变电流通过电容器”flash动画。
设计情景4、学习感抗和容抗概念
问题4、串联电容器的灯泡和串联电感线圈的灯泡比没有串联任何东西的灯泡暗些又
说明什么？
（说明电容和电感对交流电有阻碍的作用。
）
说明：
电容通交流，电感阻交流。
我们把电感对交变电流的阻碍作用的大小用感抗来表示。
而对电容对交变电流的阻碍作用的大小用容抗来表示。
环节3、实验探究、阻碍因素（板书：
感抗和容抗的相关因素）
设计情景5、探究感抗和容抗的决定因素
问题5、感抗和容
抗的大小和什么因素有关呢？
各小组进行猜想？
然后进行实验并分析。
（感抗与自感系数和交变电流的频率有关，原因是自感电动势与自感系数和电流的频率有关。
容抗与感抗类似，所以猜想容抗与电容和交变电流的频率有关。
）
实验验证：
1、探究自感系数对感抗大小的影响。
2、探究电容对感抗大小的影响。
3、探究交流电的频率对感抗大小的影响。
4、探究交流电的频率对容抗大小的影响。
实验器材：
提供的器材：
交流低压电源，信号发生器（可以产生频率不同电压相同的低压交流电）、小灯泡、电容器、电感器、多用
电表，电键，导线若干。
实验演示：
演示1、播放“影响感抗大小的因素”视频
演示2、播放“影响容抗大小的因素”视频
探究结论：
1．线圈的自感系数越大、交流电的频率越高，电感对交流的阻碍作用越大，线圈的感抗越大。
2．电容器的电容越大，交流电的频率越高，电容器对交流的阻碍作用越小，电容器的容抗就越小。
总结：
电感通直流，阻交流；通低频，阻高频。
电容阻直流，通交流；阻低频，通高频。
环节4、应用分析、巩固知识（板书：
电感器和电容器的应用）
应用1、耦合电容的“隔直流，通交流”作用
展示课本40页“问题与练习”2题：
由于电容器串联在前级和后级之间，直流成分不能通过电容器，而交流成分能够通过电容器，所以后级的成分中不含有前级的直流成分，两级的直流工作状态相互不影响。
应用2、高频旁路电容器的“通高频，阻低频”作用
展示课本40页“问题与练习”3题：
电容器对高频成分的容抗小，对低频成分的容抗大。
所以高频成分从旁路通过，无法进入后级；而低频成分则到达后级。
应用3、低频扼流圈的“通直流，阻交流”作用
自感系数很大，几十亨，匝数多，几千甚至超过一万匝，有闭合铁芯；
应用4、高频扼流圈的“通低频，阻高频”的作用
自感系数较小，几十毫亨，匝数少，几百匝，无铁芯或铁芯为铁氧体。
应用5、综合运用
在收音机线路中,经天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分,经放大后送给下一级前,需要把低频成分和高频成分分开,只让低频成分输入给下一级。
我们采用了如图所示的装置电路,其中代号a、b应选择的元件是（ ）。
A、a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈B、a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈
C、a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈D、a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈
环节5、小节、布置作业
小节、并布置作业课本13页“问题与练习”1、2、3、
七、板书设计
我的说课内容是人教版高中物理选修3-2第五章交变电流第四节变压器
一、教材分析：
变压器也是交流电路中常见的一种电器设备,它是建立在电磁感应现象的基础上，是电磁感应教学的进一步延伸，同时，是远距离输电不可缺少的装置，为学习远距离输电奠定了基础，所以这一节在物理的学习过程中起着承上启下的重要作用。
二、学情分析：
已有的知识：
学生已经学习了电磁感应现象和互感，又学习了交变电流，能够理解当初级线圈通过交变电流后将在次级线圈产生感应电动势，基本具备了学习变压器这一节内容的必备知识。
但对变压器原线圈两端的电压与原线圈产生的电动势大小关系的认识不清，在教学中需加强引导。
三、教学目标
知识与技能
1、知道变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理；2、探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数关系，电流与匝数关系；3、了解
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