2012高考总复习物理教学案第61讲

2012高考总复习物理教学案第61讲内容摘要：

1、一、教学目的1理解为什么电感对交电流有阻碍作用2理解感抗的概念和影响感抗大小的因素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理解容抗的概念和影响容抗大小的因素二、教学重点交流与直流的区别三、教学难点感抗的概念及影响感抗大小的因素和容抗的概念及影响容抗大小的因素四、教具学生电源、灯泡、电感线圈、电容器五、教学过程 (一)新课引入学习了表征交变电流的物理量，表征交变电流变化快慢的物理是什么。 （T和 f）表征交变电流大小的物理量是什么。 （瞬时值、最大值、有效值）(二)新课教学在直流电路中，影响电流跟电压的关系只有电阻，在交变电流电路中，影响电流跟电压的关系除电阻外，还有哪些。 2、演示：把电感线圈 L 和灯泡串联在电路中，实验中取直流的电压和交流的有效电压相等。 现象：直流电流灯较亮，交流电源灯较暗。 结论：这表明电感对交流有阻碍作用。 问：为什么会发生这样现象呢。 引导学生用自感现象来解释。 当线圈中通入交变电流时，线圈中的电流大小和方向时刻变化，在线圈中会产生自感电动势，阻碍电流变化。 电感对电流阻碍作用的大小用感抗来表示。 问：感抗的大小与那些因素有关呢。 引导学生回答自感系数大小的决定因素。 总结：感抗的大小与线圈的自感系数和交变电流的频率有关，线圈的感系数越大，电流的频率越大。 电感对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大。 介绍：自感现象在各种电器设备和无线电技术中有广泛的应用， 3、自感线圈是交流电路中的重要原件。 扼流线圈就是利用电感阻碍交流的作用制成的，2低频扼流圈和高频扼流圈低频扼流圈构造：线圈绕在铁心上，匝数多，电阻小，得出低频扼流圈的作用：“通直流、阻交流”高频扼流圈构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少对比说明 L 铁心易磁化，L 较大，铁氧体不易磁化，L 较小。 作用：通过低频，阻高频3电容器能通交流演示实验：把灯泡和电容器串联在电路中，分别通入直流和交流，观察灯泡发光情况。 现象：通入直流电，灯泡不亮，说明直流电不能通过电容器，接入交流电时，灯泡亮了，说明交流能够通过电容器。 结论：电容器有“通交流，隔直流”的作用。 将电容器从电路中取下，使灯泡直接接入交流电源观察发光情况 4、。 现象：比接的电容器时亮得多。 问：为什么。 答：电容器对交流的阻碍作用电容器对交流阻碍作用的大小用容抗来表示。 影响容抗大小的因素：C 和 容器的电容越大，电流频率越大，容抗越小。 介绍：电容和电感广泛存在。 六、板书设计电感和电容对交对电流的作用一、电感对交变电流有阻碍作用1电感在电路中具有“能直流，阻交流，通低频，阻高频”的性质。 2感抗：表示电感对交流阻碍作用的大小，线圈的自感系数和交变电流的频率越大，感抗也就越大二、电容器对交变电流的作用1电容器在电路中具有“隔直流，通交流，阻低频，通高频”的性质。 2容抗：表示电容器对交流阻碍作用的大小。 电容器的电容越大，交流频率越高，容抗就越小。 一、教育目标 5、1了解变压器的构造及工作原理。 2 掌握理想变压器的电压、电流与匝数间关系。 3掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。 二、重点、难点、疑点及解决办法 1重点变压器工作原理及工作规律。 2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。 3疑点变压器铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈。 4解决办法(1)通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律。 (2)通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系。 (3)通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义。 三、 6、教具准备可拆式变压器、投影交流电流表(2 只)、投影交流电压表(2 只)、导线若干学生电源、小电珠(5 只、电键(4 只)四、教学过程引入新课幻灯打出一组数据从以上表格可看到各类用电器额定工作电压往往不同，可我们国家民用统一供电均为220V，那这些元件是如何正常工作的呢。 出示已拆录音机，指出变压器。 这就靠我们这节将要学习的变压器来实现升压、降压，从而使我们各类用电器在供电电压 220V 以下都能正常工作。 出示可拆式变压器2讲授新课我们先来了解变压器的构造，请同学观察实物并回答变压器由哪些部分组成。 变压器由一个闭合铁心和两个绕在铁心上的线圈组成。 闭合铁心是由极薄彼此绝缘的硅钢片叠压而成，(实物呈 7、现，各组由前往后传)现在我们用符号来表示变压器。 强调线圈必须绕在铁心其中与电源连接叫原线圈，也叫初级线圈。 另一个与负载连接叫副线圈，也叫次级线圈。 接下来我们再来研究变压器的工作原理。 ，原副线圈彼此间没有直接关系。 但闭合铁芯使原副线圈发生了联系。 原线圈输入交变电压，则原线圈中就有交变电流，请同学们思考铁芯闭合与没有闭合两种情况的磁感线分布图。 当铁芯闭合，原线圈产生的磁感线几乎全部分布在铁芯内部。 当铁芯不闭合副线圈通过的磁通量减少。 由于原线圈中通的是交变电流，因而铁芯中的磁通量是变化的，这样副线圈两端有电压吗。 为什么演示因为通过副线圈的磁通量也发生变化那副线圈两端电压 化吗。 为什么。 感应电动势大小 8、与磁通量变化快慢有关，那副线圈的磁通量变化均匀吗。 如果通过线圈的磁通量均匀变化时，线圈中产生的感应电动势大小不变。 副线圈中的磁通量做周期性变化，所以 交变电压。 总结如下然变压器不能产生电能，它只是通过交变磁场传输电能。 电能磁场能电能变压器能改变直流电压吗。 为什么。 不能。 可能有部分学生难以理解，可分析若为直流情况，铁芯中有磁感线但铁芯中的磁通量不变。 即通过副线圈的磁通量不变。 演示按图 2 原线圈接直流电压 10V，则请学生观察伏特表的读数。 (部分学生可能只认为与副线圈匝数 关)接下来，请大家来看演示实验。 拿出仪器逐个向学生介绍，并连接好电路如下。 那如何来设计我们记录的数据表格呢。 在学生设计基础 9、上在黑板上作出表格如下请两位学生上台来操作，大家积极参与读数，共同完成以上表格。 在此过程注意学生读数是否准确(估读问题)，并及时加以纠正。 学生完成后，请两位学生手摸铁芯。 如何处理数据。 引导学生观察记录数据，体会可能存在电压与匝数成正比。 由计算结果能得出什么结论。 在实验误差范围内，原副线圈的电压与原副线圈的匝数成正比磁感线分布原副线圈完全一致吗。 有一部分磁感线从闭合铁芯中漏失。 使得副线圈磁感线分布疏于原线圈的磁感线分布。 演示按图 4 接好电路，请学生观察铁芯闭合时与铁芯断开时小电珠的亮度差别。 铁芯不闭合，灯明显变暗。 由上述可知，通过原线圈的电流不变，若副线圈通过的磁通量减少(漏磁)则副线圈两端的 10、电压减少。 由于漏磁使得能量有损失。 同时因为原副线圈的绕线有阻值，当电流流过时也有内能产生，使得电能损失。 P 入P 输同时由于通过铁芯的磁感线反复磁化时也产生焦耳热(请加以证明)，组成变压器铁芯的硅钢片不是一整块，而是极薄的一片一片叠压而成，就是为了减少这部分的内能损失。 原副线圈有电阻通过电流时也会产生焦耳热。 所以 P 入P 输一只变压器如果磁感线没有漏失，线圈和铁芯都不发热，那么这只变压器便是无电能损耗的理想变压器。 在这种情况下，变压器输出电功率必然等于输入电功率。 即 P 入=P 出理想化是科学研究中常用的重要方法，其要领是“分清主次，抓住主要矛盾”。 建立理想变压器模型，不仅有理论上的意义，而 11、且为提高实际变压器效率指出了方向。 上台板演，教师批改，注意规范问题。 解 设变压器原副线圈匝数分别为 电压为 过的电流为 2则：P 入P 出=理想变压器 P 入P 出2，通过原线圈和副线圈中的电流跟它们的匝数成反比当原副线圈匝数一定，原线圈电流随副线圈电流增大怎么变化呢。 我们来看以下演示实验实验电路出示幻灯 其中 600 匝，00 匝A请学生观察随着 K 闭合的增加，观察 的变化情况，并思考为什么。 几乎不变。 随着闭合的灯泡增多，副线圈所接的电阻变小，电压不变，所以电流增大。 或者B将副线圈的匝数改为 200 匝，请学生观察灯的亮度，并说明为什么。 C将原线圈的匝数改为 800 匝，请学生观察灯的亮度 12、，并说明为什么。 D若 许通过电流为 3 安培，则副线圈至多可接几盏小电珠。 E若 为同规格的小电珠，则当 2、4 均闭合且 4 只小电珠正常发光，则由 改的小电珠会烧毁吗。 为什么。 公式应用必须灵活，结合实际。 一定要注意公式中各物理量的含义，不能张冠李戴。 2 指原副线圈两端的电压，2 指通过原副线圈的电流强度。 断开电源，将变压器拆下，问刚才是哪个为原线圈，哪个作为副线圈。 ，所以：n2如何去判别匝数的多少。 出示原副线圈实物。 降压变压器由于原副线圈的电阻不为零，所以总有电能损耗 P 损=压变压器哪个通过线圈电流大。 为什么。 P 入=P 出 即 21 2副线圈的通过的电流大，则为了减少电能的损耗，所以必须减少线径相对小些(经济，重量)。 这样高压线圈匝数多，线径小，低压线圈电流大，匝数少，线径大。 将变压器原副线圈非常和谐地绕在铁芯上，非常美观。 反之则不符合物理规律，也不美观。 五、总结、扩展变压器不是改变电功率大小的仪器。 2若副线圈为多个，上述的规律还成立吗。 六、板书设计变压器1变压器构造2理想变压器工作原理场能电能3变压器工作规律P 入=P 出 2压变压器n1n2。