交流电教材分析与教学建议优秀课件.ppt
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1、交流电教材分析与教学建议第1页,本讲稿共41页新第五章新第五章 交变电流交变电流1 交变电流交变电流 2 描述描述交变电流的物理量交变电流的物理量3 电感和电容对交变电路电感和电容对交变电路的影响的影响4 变压器变压器5 电能的输送电能的输送原原第十七章交变电流第十七章交变电流一、交变电流一、交变电流的产生和变化规律的产生和变化规律二、二、表征表征交变电流的物理量交变电流的物理量三、电感和电容对交变电流的影三、电感和电容对交变电流的影响响四、变压器四、变压器五、电能的输送五、电能的输送*六、三相交变电流六、三相交变电流新、旧教材章节结构对比新、旧教材章节结构对比新、旧教材章节结构对比新、旧教材
2、章节结构对比第2页,本讲稿共41页 新第六章新第六章 传感器传感器 1 传感器及其工作原理传感器及其工作原理 2 传感器的应用(一)传感器的应用(一)3 传感器的应用(二)传感器的应用(二)4 传感器的应用实例传感器的应用实例原原第二册(必加选)第二册(必加选)阅读阅读电容式传感器电容式传感器阅读阅读动圈式话筒原理动圈式话筒原理实验实验传感器的简单应传感器的简单应用用新、旧教材章节结构对比新、旧教材章节结构对比新、旧教材章节结构对比新、旧教材章节结构对比第3页,本讲稿共41页 教材分析和对教材处理方法教材分析和对教材处理方法 交变电流知识和生产、生活关系密切,有广泛的应用,考虑到交变电流知识和
3、生产、生活关系密切,有广泛的应用,考虑到高中阶段只对交流电的产生、描述方法、基本规律作简要的介绍,这高中阶段只对交流电的产生、描述方法、基本规律作简要的介绍,这些知识是已学过的电磁感应的引伸,所以这一章的教学过程对开阔学些知识是已学过的电磁感应的引伸,所以这一章的教学过程对开阔学生思路、提高能力是很有好处的。由于本章基础知识是电磁感应,所生思路、提高能力是很有好处的。由于本章基础知识是电磁感应,所以讲述这个单元之时,教学方法可采用老师多指点,让学生自学、讨以讲述这个单元之时,教学方法可采用老师多指点,让学生自学、讨论、推导总结,另一方面也采用演示、观察、对比等,培养学生知识论、推导总结,另一方
4、面也采用演示、观察、对比等,培养学生知识迁移、活学活用的能力迁移、活学活用的能力第4页,本讲稿共41页教学的思考和教学建议教学的思考和教学建议第五章第五章 交变电流交变电流第5页,本讲稿共41页1、教学的难点、教学的难点2、教学的重点、教学的重点3、考试的热点、考试的热点有效值的概念有效值的概念,远距离输电过程的有关计算远距离输电过程的有关计算.交流电的变化规律及其应用交流电的变化规律及其应用,理想变压器的应用理想变压器的应用.交流电的变化规律及其应用交流电的变化规律及其应用.第6页,本讲稿共41页教学目标教学目标(一)知识与技能(一)知识与技能1使学生理解交变电流的产生原理。使学生理解交变电
5、流的产生原理。2掌握交变电流的变化规律及表示方法。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。理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。(二)过程与方法(二)过程与方法1培养学生观察能力,空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。培养学生观察能力,空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。2培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。(三)情感、态度与价值观(三)情感、态度与价值观通过实验观察,激发学习兴趣,培养良好的学习习惯,体会运用数学知识解决物理问题的重通过实验观察,激发学习兴趣,培养良好的学习习惯
6、,体会运用数学知识解决物理问题的重要性要性重点:交变电流产生的物理过程的分析。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。难点:交变电流的变化规律及应用。第一节、交变电流第一节、交变电流第7页,本讲稿共41页建议建议:将一个周期内的四个位置和四个过程的电流大小、方向从中性面起依次以将一个周期内的四个位置和四个过程的电流大小、方向从中性面起依次以问题的形式展现问题的形式展现,让学生对交变电流的产生过程有一个完整的认识让学生对交变电流的产生过程有一个完整的认识一、交变电流的产生一、交变电流的产生第8页,本讲稿共41页二二.交变电流的变化规律交变电流的变化规律 教材中未对交变
7、电流的瞬时值表达式作理论推导,教材中未对交变电流的瞬时值表达式作理论推导,建议在实际教学中对交变电流的建议在实际教学中对交变电流的瞬时值表达式瞬时值表达式进行推进行推导。导。在课后的练习中用在课后的练习中用到到Em=NBS第9页,本讲稿共41页(1)定义定义:与磁感线垂直的平面。与磁感线垂直的平面。(2)强调强调:线圈处于中性面位置时,穿过线圈处于中性面位置时,穿过线圈线圈最大,但最大,但I I=0。线圈越过中性面,线圈中感应电流线圈越过中性面,线圈中感应电流方向要改变。线圈转一周,感应电流方方向要改变。线圈转一周,感应电流方向改变两次。向改变两次。三三.中性面中性面第10页,本讲稿共41页电
8、动势、电流与电压的瞬时值与时间电动势、电流与电压的瞬时值与时间 关系图像关系图像四四.交流电的图像交流电的图像此处可与此处可与t图相图相比较比较第11页,本讲稿共41页 例例1:一闭合正方形线圈匝数:一闭合正方形线圈匝数N=100匝,边匝,边长长10cm,线圈总电阻为,线圈总电阻为10。线圈绕。线圈绕OO轴在轴在B=0.5T的匀强磁场中匀速转动,的匀强磁场中匀速转动,每分钟转每分钟转1500转,求转,求(1)的电动势瞬时值的电动势瞬时值表达式(表达式(2)从图示位置计时线圈平面)从图示位置计时线圈平面从图示位置转过从图示位置转过30O时,感应电动势的时,感应电动势的值是多少?值是多少?(3)线
9、圈平面从图示位置转过线圈平面从图示位置转过1/100s时,感应电动势的值是多少?时,感应电动势的值是多少?(4)线圈平面与磁场方向成线圈平面与磁场方向成30O时,感应电时,感应电动势的值是多少?动势的值是多少?第12页,本讲稿共41页 第二节第二节.描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量(一)知识与技能(一)知识与技能1理解什么是交变电流的峰值和有效值,知道它们之间的关系。理解什么是交变电流的峰值和有效值,知道它们之间的关系。2理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。知道我国生理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。知道我国生产和生活用电的周期(频率)的大小。产和生活用电的周期(频率
10、)的大小。(二)过程与方法(二)过程与方法能应用数学工具描述和分析处理物理问题。能应用数学工具描述和分析处理物理问题。(三)情感、态度与价值观(三)情感、态度与价值观让学生了解多种电器铭牌,介绍现代科技的突飞猛进,激发学生的学习让学生了解多种电器铭牌,介绍现代科技的突飞猛进,激发学生的学习热情热情重点:交变电流有效值概念。重点:交变电流有效值概念。难点:交变电流有效值概念及计算难点:交变电流有效值概念及计算,有效值与平均值的区别。有效值与平均值的区别。第13页,本讲稿共41页有效值是表征正弦交流电的大小及衡量交流电做功能有效值是表征正弦交流电的大小及衡量交流电做功能力大小的物理量。有效值是以电
11、流热效应的观点来量力大小的物理量。有效值是以电流热效应的观点来量度交流电的大小。量度的方法是:不论是交流电流还度交流电的大小。量度的方法是:不论是交流电流还是直流电流,只要它们的热效应相等,它们的有效值是直流电流,只要它们的热效应相等,它们的有效值就相等。就相等。有效值是瞬时值平方的平均再开方,所以,有有效值是瞬时值平方的平均再开方,所以,有效值又称为方均根值效值又称为方均根值。一般不同时间内的交流电有效值是不同的。当时一般不同时间内的交流电有效值是不同的。当时间段远大于其周期时间段远大于其周期时,则可以认为这一时间内有效则可以认为这一时间内有效值等于一个周期内的有效值。值等于一个周期内的有效
12、值。一、交流电的有效值一、交流电的有效值第14页,本讲稿共41页强调强调()上面三式仅适用于正弦(或余弦)交流电()上面三式仅适用于正弦(或余弦)交流电()各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值。()各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值。()交变电流表(电压表或电流表)所测值为有效值。()交变电流表(电压表或电流表)所测值为有效值。()计算交变电流的功、功率、热量、()计算交变电流的功、功率、热量、确定保险丝的熔断电流时确定保险丝的熔断电流时等用有效等用有效值。值。()仅在热效应上等效,并非在所有方面都等效()仅在热效应上等效,并非在所有方面都等效二、正弦交流电有效值和最大值的关系二
13、、正弦交流电有效值和最大值的关系第15页,本讲稿共41页对图对图1所示的方波而说所示的方波而说,由定义显然可得有效值与最大值相等。对由定义显然可得有效值与最大值相等。对图图2所示的三角波和图所示的三角波和图3所示的锯齿波。由定义可得有效值等于最所示的锯齿波。由定义可得有效值等于最大值被大值被 除除I0.577Im。三、其它常见交流电的有效值三、其它常见交流电的有效值第16页,本讲稿共41页交流电流的平均值是交流图象中波形对横轴交流电流的平均值是交流图象中波形对横轴(t轴轴)所围所围“面积面积”对时间的比值。由于其值大小表示单位时间内通过的电对时间的比值。由于其值大小表示单位时间内通过的电量平均
14、值量平均值,因此因此,计算通过导体的电量时应用交流电的的平均值。计算通过导体的电量时应用交流电的的平均值。平均值大小与所取时间间隔有关。平均值大小与所取时间间隔有关。交流电在半周期内,通过电路中导体横截面的电量交流电在半周期内,通过电路中导体横截面的电量Q和其一和其一直流电在同样时间内通过该电路中导体横截面的电量相等直流电在同样时间内通过该电路中导体横截面的电量相等时,这个直流电的数值就称为该交流电在半周期内的平均时,这个直流电的数值就称为该交流电在半周期内的平均值。值。四、交流电的平均值四、交流电的平均值第17页,本讲稿共41页注意区分交流电的注意区分交流电的“四值四值”、最大值、最大值、有
15、效值有效值、平均值平均值、瞬时值、瞬时值第18页,本讲稿共41页 例例 2:如图如图 12 4 所示,矩所示,矩形线圈形线圈 abcd 在磁感强度在磁感强度 B=2T 的匀强磁场中绕轴的匀强磁场中绕轴OO,以角速度,以角速度=10rad/s 匀速匀速转动,线圈共转动,线圈共 10 匝,匝,ab=0.3m,bc=0.6m,负载电阻,负载电阻 R=45。求:(求:(l)电阻)电阻 R 在在 0.05s 内内所发出的热量;所发出的热量;(2)0.05s 内流过的电内流过的电量(设线圈从垂直中性面开始量(设线圈从垂直中性面开始转动)转动)第19页,本讲稿共41页例例3、交流电有效值的计算、交流电有效值
16、的计算如图表示一交流电的电流随时间而变化的图像如图表示一交流电的电流随时间而变化的图像此交流电流的有效值是此交流电流的有效值是 第20页,本讲稿共41页第三节第三节.电感和电容对交变电流的影响电感和电容对交变电流的影响(一)知识与技能(一)知识与技能1理解为什么电感对交变电流有阻碍作用。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。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。知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用。4知道
17、用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小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知道容抗与哪些因素有关。有关。(二)过程与方法(二)过程与方法1培养学生独立思考的思维习惯。培养学生独立思考的思维习惯。2培养学生用学过的知识去理解、分析新问题的习惯。培养学生用学过的知识去理解、分析新问题的习惯。(三)情感、态度与价值观(三)情感、态度与价值观培养学生有志于把所学的物理知识应用到实际中去的学习习惯。培养学生有志于把所学的物理知识应用到实际中去的学习习惯。重点重点1电感、电容对交变电流的阻碍作用。电感、电容对交变电流的阻碍作用。2感抗、容抗的物理意义。感抗、容抗的物理意义
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