高中物理-交变电流（复习课）教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE1PAGEPAGE一、教材分析 交变电流是生产和生活中最常用到的电流，且正弦式交流电是最简单、最基本的交变电流，本章内容是电磁感应知识的延伸和发展，是电磁感应理论的具体应用．另一方面，本节知识市全章的理论基础，由于交变电流与直流电不同，因此，它对各种元件的作用也不同。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。本节课主要介绍正弦交变电流的产生条件、变化规律(公式和图象)及描述交变电流的物理量——周期、频率、瞬时值、峰值和有效值．二、教学目标知识与技能⑴会观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流、直流的概念。⑵分析线圈转动一周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镜下问题的能力⑶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、有效值、平均值的物理意义及作用，能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值。⑷会应用正弦交变电流有效值公式进行有关计算。情感态度与价值观在探究物理规律的过程中，学生要运用类比、迁移的科学方法分析新问题的意识和能力。三、教学重点、难点1.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、有效值、平均值的物理意义及作用，能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值。2.会应用正弦交变电流有效值公式进行有关计算。四、教学过程（一）考情分析高考考纲备考建议内容要求说明交变电流的四值问题、变压器的原理及应用、远距离输电等是本章的考查重点.其中对变压器的考查在高考命题中出现频率较高,交变电流四值与变压器的综合考查、原线圈中含有用电器的变压器问题是常见的命题考

向,常以选择题的形式出现,分值一般为6分.复习时,要了解交变电流的产生过程;能分析、应用交变电流的图像;理解并会计算交变电流四值;理

解变压器的制约关系并会求解变压

器原、副线圈中的电流、电压与电功率,会分析变压器的动态变化过程;掌握应用变压器进行远距离输电问题.交变电流、交变电流的图像Ⅰ1.不要求讨论交变电流的相位和相位差的问题.

2.只限于单相理想变压器.正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值Ⅰ理想变压器Ⅱ远距离输电Ⅰ（二）高考命题分析（三）基础知识梳理一、正弦交变电流的产生1.线圈绕（）方向的轴匀速转动.3.电流方向的改变:一个周期内线圈中电流的方向改变（）次.4.交变电动势的最大值Em=（）与转轴位置无关,与线圈形状无关.5.交变电动势随时间的变化规律(从中性面开始计时)(1)表达式:e=（）.

(2)图像二.交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值:交变电流（）的值,是时间的函数.(2)峰值:交变电流或电压所能达到的（）.(3)有效值:如果交流电与某一直流电通过同一电阻,在相同的时间内所产生的（）相等,则这个直流电的电流和电压值,就分别称为相应交流电的电流和电压的有效值.（四）考点分类及典型例题讲解考点一交变电流的产生及变化规律【典例1】如图(甲)所示,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动,产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图(乙)所示.若外接电阻的阻值R=9Ω,线圈的电阻r=1Ω,则下列说法正确的是()A.线圈转速为100πrad/sB.0.01s末穿过线圈的磁通量最大C.通过线圈的最大电流为10AD.线圈产生的交变电流的表达式i=10sin25πt(A)考点二交变电流有效值的求解【典例2】三个相同的电阻,分别通过如图(甲)、(乙)、(丙)所示的交变电流,三个图中的I0和周期T都相同.下列说法中正确的是()A.在相同时间内三个电阻发热量相等B.在相同时间内,(甲)、(乙)发热量相等,是(丙)发热量的2倍C.在相同时间内,(甲)、(丙)发热量相等,是(乙)发热量的D.在相同时间内,(乙)发热量最大,(甲)次之,(丙)的发热量最小考点三交变电流“四值”的比较和应用【典例3】如图所示,线圈abcd的面积是0.05m2,共100匝,线圈电阻为1Ω,外接电阻R为9Ω,匀强磁场的磁感应强度为B=T,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1/30s时电动势的瞬时值多大?(3)电路中,电压表和电流表的示数各是多少?当堂练习1.[交变电流的峰值和有效值](2015·四川卷,4)小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO′,线圈绕OO′匀速转动,如图所示.矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压()2.[交变电流的变化规律及有效值应用](2017·天津卷,6)(多选)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化.设线圈总电阻为2Ω,则()A.t=0时,线圈平面平行于磁感线B.t=1s时,线圈中的电流改变方向C.t=1.5s时,线圈中的感应电动势最大D.一个周期内,线圈产生的热量为8π2J3.[交变电流的产生和变化规律](2016·全国Ⅲ卷,21)(多选)如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面.现使线框M,N在t=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则()A.两导线框中均会产生正弦交流电B.两导线框中感应电流的周期都等于TC.在t=T/8时,两导线框中产生的感应电动势相等D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等通过对交变电流的学习，学生对交变电流的的产生，变化规律，描述交变电流的物理量都有了初步的了解。通过对交变电流的习题练习，学生也对本部分考点有了初步的认识。但是本部分在高考中的地位，本部分在高考中的考查题型、考点，还没有一个整体的认识。并且前后知识之间的关联性也认识不足。因此本节课首先通过多媒体课件展示了近几年出现的高考题，让学生对本部分知识在高考中的地位、分值、题型有一个认识，知道自己今后的学习方向，主要练习的题型。然后，又通过多媒体课件对知识点进行了梳理，对重点、难点及时点拨，帮助学生理解透彻，同时也能熟悉前后知识的关联。再后来，通过典型例题和针对练习，帮助学生熟悉高考中的考查题型、考点。本节复习课基本完成了教学目标，复习了本部分的基础知识，明确了本部分知识在高考中的考点、题型及解题思路。本节课通过多媒体课件快速的帮学生回顾了本部分的基础知识，通过学生问题回答可以看出，本部分知识学生掌握较好，学生自己基本能够解决本部分的知识梳理部分知识。接着展示了本部分在高考中常见的几个考点及典型例题，通过学生的练习和回答可以看出学生对基本题型有一定的思路，特别是对有效值的计算能够快速计算或者快速选准方法。另外通过学生的课后练习也可判断基本达到了本节课的教学目标。整堂课，学生能主动思考问题，达到了预期目的，但是回答问题不够积极，只有个别学生踊跃回答，整个课堂气氛不够热烈，略显压抑。交变电流是生产和生活中最常用到的电流，且正弦式交流电是最简单、最基本的交变电流，本章内容是电磁感应知识的延伸和发展，是电磁感应理论的具体应用．另一方面，本节知识市全章的理论基础，由于交变电流与直流电不同，因此，它对各种元件的作用也不同。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。本节课主要介绍正弦交变电流的产生条件、变化规律(公式和图象)及描述交变电流的物理量——周期、频率、瞬时值、峰值和有效值．(一)课后训练★1．一电阻接在10V直流电源上，电热功率为P；当它接到电压u＝10sinωt(V)上时功率为()A．0.25P B．0.5PC．P D．2P★2.一边长为L的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动，线框中产生的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示。已知匀强磁场的磁感应强度为B，则结合图中所给信息可判定()A．t1时刻穿过线框的磁通量为BL2B．t2时刻穿过线框的磁通量为零C．t3时刻穿过线框的磁通量变化率为零D．线框转动的角速度为eq\f(Em,BL2)3.如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为()A.eq\f(BL2ω,2R) B.eq\f(\r(2)BL2ω,2R)C.eq\f(\r(2)BL2ω,4R) D.eq\f(BL2ω,4R)4．先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电，第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化(如图甲所示)；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是()A．第一次，灯泡两端的电压有效值是eq\f(U0,2)B．第二次，灯泡两端的电压有效值是eq\f(3U0,2)C．第一、第二次，灯泡的电功率之比是2∶9D．第一、第二次，灯泡的电功率之比是1∶5★5．[多选]如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为100Ω，则()A．理想电压表读数为100VB．理想电流表读数为0.75AC．电阻R消耗的电功率为56WD．电阻R在100秒内产生的热量为5625J6.[多选]如图所示，电路中的电阻的阻值为R＝100Ω，电流表为理想电流表，在a、b之间接入电压U＝220eq\r(2)sin100πt(V)的交流电源，则()A．电流表的示数为2.2AB．t＝0.01s时，电流表的示数为零C．若产生该交流电的发电机的线框转速提高一倍，其他条件不变，则电流表的示数也增大一倍D．若将电阻换成200Ω，则电源的输出功率变为原来的两倍7．[多选]如图所示，N匝矩形导线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表A和二极管D。电流表的示数为I，二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是()A．导线框转动的角速度为eq\f(2RI,NBS)B．导线框转动的角速度为eq\f(4RI,NBS)C．导线框转到图示位置时，线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零D．导线框转到图示位置时，线框中的磁通量最大，瞬时电动势最大8．如图甲所示电路，已知电阻R1＝R2＝R，和R1并联的D是理想二极管(正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大)，在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压(电压为正值时，UAB>0)。由此可知()A．在A、B之间所加的交变电压的周期为2sB．在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u＝20eq\r(2)sin50πt(V)C．加在R1上电压的有效值为10VD．加在R2上电压的有效值为5eq\r(10)V9.如图所示为某小型交流发电机的示意图，其矩形线圈abcd的面积为S＝0.03m2，共有10匝，线圈总电阻为r＝1Ω，线圈处于磁感应强度大小为eq\f(2\r(2),π)T的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路电阻R＝9Ω的连接。在外力作用下线圈以10πrad/s绕轴OO′匀速转动时，下列说法中正确的是()A．电阻R的发热功率是3.6WB．交流电流表的示数是0.6AC．用该交流发电机给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔一定为0.02sD．如果将电阻R换成标有“6V3W”字样的小灯泡，小灯泡能正常工作10．[多选]如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，匝数N＝100匝，电阻为r＝1Ω的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈两端经集流环和电刷与电路连接，定值电阻R1＝6Ω，R2＝3Ω，其他电阻不计，线圈匀速转动的周期T＝0.2s。从线圈与磁场方向平行位置开始计时，线圈转动的过程中，理想电压表的示数为2V。下列说法中正确的是()A．电阻R1上的电功率为eq\f(2,3)WB．t＝0.4s时，电阻R2两端的电压瞬时值为零C．从开始计时到eq\f(1,20)s通过电阻R2的电荷量为eq\f(\r(2),10π)CD．若线圈转速增大为原来的2倍，线圈中产生的电动势随时间变化规律为e＝6eq\r(2)cos20πt(V)11.如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：(1)感应电动势的最大值。(2)从图示位置起转过eq\f(1,4)周期的时间内负载电阻R上产生的热量。(3)从图示位置起转过eq\f(1,4)周期的时间内通过负载电阻R的电荷量。(4)求出电流表的示数。上