2019年高考物理专题复习 交变电流（二）.doc

2019年高考物理专题复习 交变电流（二）【亲爱的同学：过了这条河我们就可以抵达花的海洋；爬过这座山我们就可以到达山的顶峰；战胜这个困难我们就可以来到梦想的地方！相信自己！】1、 回顾旧知1、复习回顾上节课电流、电阻定律、电功和电热的相关知识。2、交变电流的变化规律及产生过程的分析、周期频率、有效值及最大值。二、新课讲解 （一）考 点：电容和电感、变压器 （二）重难点：理想变压器中有关物理量的动态分析、交变电流的图像问题 （三）易混点：交变电流的图像问题三、知识点精讲（一）电容和电感 1.电感对交变电流的作用。 实验：把一线圈与小灯泡串联后先后接到直流电源和交流电源上，观察现象：现象：接直流的亮些，接交流的暗些。引导学生得出结论：接交流的电路中电流小，间接表明电感对交流有阻碍作用。为什么电感对交流有阻碍作用？引导学生解释原因：交流通过线圈时，电流时刻在改变。由于线圈的自感作用，必然要产生感应电动势，阻碍电流的变化，这样就形成了对电流的阻碍作用。实验和理论分析都表明：线圈的瞬息万变感 系数越大、交流的频率越高，线圈对交流的阻碍作用就越大。应用：日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈，自感系数很大。日光灯起动后灯管两端所需的电压低于220V，灯管和镇流器串联起来接到电源上，得用镇流器对交流的阻碍作用，就能保护灯管不致因电压过高而损坏。 2、交变电流能够通过电容实验：把白炽灯和电容器串联起来分别接在交流和直流电路里。现象：接通直流电源，灯泡不亮，接通交流电源，灯泡能够发光。结论：直流不能通过电容器。交流能通过交流电。引导学生分析原因：直流不能通过电容器是容易理解的，因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了。电容器接到交流电源时，实际上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质，只是由于两极板间的电压在变化，当电压升高 时，电荷向电容器的极板上聚集，形成充电电流；当电压降低时，电荷离开极板，开成放电电流。电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器。 学生思考：使用220V交流电源的电气设备和电子仪器，金属外壳和电源之间都有良好的绝缘，但是有时候用手触摸 外壳仍会感到“麻手”，用试电笔测试时，氖管发光，这是什么？原因：与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板，电源中的交变电流能够通过这个“电 容器”。虽然这一点“漏电”一般不会造成人身危险，介是为了在机身和外壳间真的发生漏电时确保安全， 电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地。3、电容不仅存在于成形的电容器中，也存在于电路的导线、无件、机壳间。有时候这种电容的影响是很大的，当交变电流的频率很高时更是这样。同样，感也不仅存在于线圈中，长距离输电线的电感和电容都很大，它们造成的电压损失常常比电阻造成的还要大。4、总结： 电容：通高频，阻低频。 电感：通低频，阻高频。（2） 电容和电感在实际应用中，常常需要改变交流电的电压。大型发电机发出的交流电，电压有几万伏，而远距离输电却需要高达几十万伏的电压。各种用电设备所需的电压也各不相同。电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要220 V的电压，机床上的照明灯需要36 V的安全电压。一般半导体收音机的电源电压不超过10 V，而电视机显像管却需要10000 V以上的高电压。变压器就是改变交流电压的设备。这节课我们学习变压器的有关知识。1、变压器原理：出示可拆变压器，仔细学生观察，变压器主要由哪几部分构成？变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成.一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈），另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）.两个线圈都是绝缘导线绕制成的.铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成.画出变压器的结构示意图和符号，如下图所示：2、实验探究 (1)变压器的作用问题1：按照书上所给的电路图接好线路，引导学生从电磁感应方面入手说明小灯泡为什么会亮？解释变压器的工作原理：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，这样副线圈当中产生感应电动势使的小灯泡亮了。变压器通过闭合铁芯，利用电磁感应现象实现了：电能磁场能电能的转化问题2：变压器为什么能改变电压？根据法拉第电磁感应原理感应电动势与线圈匝数成正比。这样只要副线圈的匝数多感应电动势就大，匝数少感应电动势就小。问题3：原副线圈的匝数，与原副线圈中的电压有着什么样的定量关系？(2)探究变压器两个线圈的电压关系 变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比： 3、给不同的效果的变压器起名： （1）当n2 n1 时，U2U1 升压变压器 （2）当n2 n1时，U2 U1 降压变压器4、小结： （1）变压器的构造：由闭合铁芯和绕在闭合铁芯上的 原,副线圈组成。或称初级、次级线圈。 （2）电路符号； （3）变压器的作用： 升高或降低交流电压，且 （4）变压器的工作原理：电磁感应。（3） 电能的输送 1、输送电能的过程电能输送挂图：远距离输电的示意图如图所示：包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。并按照规范在图中标出相应的物理量符号。一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、n1、n1, n2、n2，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。从图中应该看出功率之间的关系是：P1=P1，P2=P2，P1=Pr=P2。电压之间的关系是：。电流之间的关系是：。可见其中电流之间的关系最简单，中只要知道一个，另两个总和它相等。因此求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用，而不能用输送电能的过程：发电站升压变压器高压输电线 降压变压器用电单位2、远距离输电为什么要用高电压？提问：为什么远距离输电要用高电压呢？学生思考片刻之后，教师说：这个实际问题就是我们今天要讨论的重点板书：（高压输电的道理）分析讨论的思路是：输电导线（电阻）发热损失电能减小损失讲解：输电要用导线，导线当然有电阻，如果导线很短，电阻很小可忽略，而远距离输电时，导线很长，电阻大不能忽略列举课本上的一组数据电流通过很长的导线要发出大量的热，请学生计算：河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400欧，如果能的电流是1安，每秒钟导线发热多少？学生计算之后，教师讲述：这些热都散失到大气中，白白损失了电能所以，输电时，必须减小导线发热损失3、提问：如何减小导线发热呢？分析：由焦耳定律 ，减小发热 ,有以下三种方法：一是减小输电时间 ，二是减小输电线电阻 ，三是减小输电电流 4、提问：哪种方法更有效？第一种方法等于停电，没有实用价值第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难适用的超导材料还没有研究出来排除了前面两种方法，就只能考虑第三种方法了从焦耳定律公式可以看出第三种办法是很有效的：电流减小一半，损失的电能就降为原来的四分之一通过后面的学习，我们将会看到这种办法了也是很有效的板书结论：（A：要减小电能的损失，必须减小输电电流）讲解：另一方面，输电就是要输送电能，输送的功率必须足够大，才有实际意义板书：（B：输电功率必须足够大）5、提问：怎样才能满足上述两个要求呢？分析：根据公式 ，要使输电电流 减小，而输送功率 不变（足够大），就必须提高输电电压 板书：（高压输电可以保证在输送功率不变，减小输电电流来减小输送电的电能损失）变压器能把交流电的电压升高（或降低）讲解：在发电站都要安装用来升压的变压器，实现高压输电但是我们用户使用的是低压电，所以在用户附近又要安装降压的变压器四、课堂小结，指出考点，布置作业。