贵州省巧马中学2011届高三物理一轮复习教案：17.4.变压器

第一篇：贵州省巧马中学2011届高三物理一轮复习教案：17.4.变压器

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变压器

一、教育目标

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、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、2.5V，0.3A)、电键(4只)

四、教学过程 1．引入新课

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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。

原副线圈都是用绝缘导线绕成，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。

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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U2变化吗？为什么？

感应电动势大小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U2为交变电压。

总结如下

～U1—～l1—～Φ—～U2

从能量角度看，显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。∴U2＝0 [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。我们接下来讨论副线圈两端电压U2与原线圈两端电压U1有什么关系？

(部分学生可能只认为与副线圈匝数n2有关)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。

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那如何来设计我们记录的数据表格呢？ 在学生设计基础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。

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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n1 n2，端电压为U1 U2，通过的电流为I1、I2 则：P入＝U1I1 P出=U2I2 又∵理想变压器

∴P入＝P出 ∴U1I1＝U2I2

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变压器工作时，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n1＝1600匝，n2＝400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，并说明为什么？ D．若A1允许通过电流为3安培，则副线圈至多可接几盏小电珠？

E．若A1改为同规格的小电珠，则当S1、S2、S3、S4均闭合且4只小电珠正常发光，则由A1所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。U1、U2指原副线圈两端的电压，I1、I2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。降压变压器，所以：n2＜n1。

可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=I2R，降压变压器哪个通过线圈电流大？为什么？

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P入=P出

即 U1I1＝U2I

2∵U1＞U

1∴I1＜I2

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

～U1→～I1→～Φ→～U2 电能→磁场能→电能 3．变压器工作规律 P入=P出 U1I1＝U2I2

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n2＜n1降压变压器

n1＝n2

隔离变压器

低压线圈n小I大线径粗

第二篇：贵州省巧马中学2011届高三物理一轮复习教案：07.3.功和能

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功和能

一、教学目标

1．在学习机械能守恒定律的基础上，研究有重力、弹簧弹力以外其它力做功的情况，学习处理这类问题的方法。

2．对功和能及其关系的理解和认识是本章教学的重点内容，本节教学是本章教学内容的总结。通过本节教学使学生更加深入理解功和能的关系，明确物体机械能变化的规律，并能应用它处理有关问题。

3．通过本节教学，使学生能更加全面、深入认识功和能的关系，为学生今后能够运用功和能的观点分析热学、电学知识，为学生更好理解自然界中另一重要规律——能的转化和守恒定律打下基础。

二、重点、难点分析

1．重点是使学生认识和理解物体机械能变化的规律，掌握应用这一规律解决问题的方法。在此基础上，深入理解和认识功和能的关系。

2．本节教学实质是渗透功能原理的观点，在教学中不必出现功能原理的名称。功能原理内容与动能定理的区别和联系是本节教学的难点，要解决这一难点问题，必须使学生对“功是能量转化的量度”的认识，从笼统、肤浅地了解深入到十分明确认识“某种形式能的变化，用什么力做功去量度”。

3．对功、能概念及其关系的认识和理解，不仅是本节、本章教学的重点和难点，也是中学物理教学的重点和难点之一。通过本节教学应使学生认识到，在今后的学习中还将不断对上述问题作进一步的分析和认识。

三、教具

投影仪、投影片等。

四、主要教学过程(一)引入新课

结合复习机械能守恒定律引入新课。提出问题：

1．机械能守恒定律的内容及物体机械能守恒的条件各是什么？ 评价学生回答后，教师进一步提问引导学生思考。

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2．如果有重力、弹簧弹力以外其它力对物体做功，物体的机械能如何变化？物体机械能的变化和哪些力做功有关呢？物体机械能变化的规律是什么呢？

教师提出问题之后引起学生的注意，并不要求学生回答。在此基础上教师明确指出： 机械能守恒是有条件的。大量现象表明，许多物体的机械能是不守恒的。例如从车站开出的车辆、起飞或降落的飞机、打入木块的子弹等等。

分析上述物体机械能不守恒的原因：从车站开出的车辆机械能增加，是由于牵引力(重力、弹力以外的力)对车辆做正功；射入木块后子弹的机械能减少，是由于阻力对子弹做负功。重力和弹力以外的其它力对物体做功和物体机械能变化有什么关系，是本节要研究的中心问题。

(二)教学过程设计

提出问题：下面我们根据已掌握的动能定理和有关机械能的知识，分析物体机械能变化的规律。

1．物体机械能的变化

问题：质量m的小滑块受平行斜面向上拉力F作用，沿斜面从高度h1上升到高度h2处，其速度由v1增大到v2，如图所示，分析此过程中滑块机械能的变化与各力做功的关系。

引导学生根据动能定理进一步分析、探讨小滑块机械能变化与做功的关系。归纳学生分析，明确：

选取斜面底端所在平面为参考平面。根据动能定理∑W＝ΔEk，有

由几何关系，有sinθ·L＝h2-h1

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即FL-fL＝E2-E1＝ΔE 引导学生理解上式的物理意义。在学生回答的基础上教师明确指出：

(1)有重力、弹簧弹力以外的其它力对物体做功，是使物体机械能发生变化的原因；(2)重力和弹簧弹力以外其它力对物体所做功的代数和，等于物体机械能的变化量。这是物体机械能变化所遵循的基本规律。

2．对物体机械能变化规律的进一步认识

(1)物体机械能变化规律可以用公式表示为W外＝E2-E1或W外＝ΔE 其中W外表示除重力、弹簧弹力以外其它力做功的代数和，E1、E2分别表示物体初、末状态的机械能，ΔE表示物体机械能变化量。

(2)对W外＝E2-E1进一步分析可知：

(i)当W外＞0时，E2＞E1，物体机械能增加；当W外＜0时，E2＜E1，物体机械能减少。(ii)若W外＝0，则E2＝E1，即物体机械能守恒。由此可以看出，W外＝E2-E1是包含了机械能守恒定律在内的、更加普遍的功和能关系的表达式。

(3)重力、弹簧弹力以外其它力做功的过程，其实质是其它形式的能与机械能相互转化的过程。

例1．质量4.0×103kg的汽车开上一山坡。汽车沿山坡每前进100m，其高度升高2m。上坡时汽车速度为5m/s，沿山坡行驶500m后速度变为10m/s。已知车行驶中所受阻力大小是车重的0.01倍，试求：(1)此过程中汽车所受牵引力做功多少？(2)汽车所受平均牵引力多大？取g＝10m/s2。本题要求用物体机械能变化规律求解。

引导学生思考与分析：

(1)如何依据W外＝E2-E1求解本题？应用该规律求解问题时应注意哪些问题？(2)用W外＝E2-E1求解本题，与应用动能定理∑W＝Ek2-Ek1有什么区别？ 归纳学生分析的结果，教师明确给出例题求解的主要过程：

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取汽车开始时所在位置为参考平面，应用物体机械能变化规律W外＝E2-E1解题时，要着重分析清楚重力、弹力以外其它力对物体所做的功，以及此过程中物体机械能的变化。这既是应用此规律解题的基本要求，也是与应用动能定理解题的重要区别。

例2．将一个小物体以100J的初动能从地面竖直向上抛出。物体向上运动经过某一位置P时，它的动能减少了80J，此时其重力势能增加了60J。已知物体在运动中所受空气阻力大小不变，求小物体返回地面时动能多大？

引导学生分析思考：

(1)运动过程中(包括上升和下落)，什么力对小物体做功？做正功还是做负功？能否知道这些力对物体所做功的比例关系？

(2)小物体动能、重力势能以及机械能变化的关系如何？每一种形式能量的变化，应该用什么力所做的功量度？

归纳学生分析的结果，教师明确指出：(1)运动过程中重力和阻力对小物体做功。

(2)小物体动能变化用重力、阻力做功的代数和量度；重力势能的变化用重力做功量度；机械能的变化用阻力做功量度。

(3)由于重力和阻力大小不变，在某一过程中各力做功的比例关系可以通过相应能量的变化求出。

(4)根据物体的机械能E＝Ek+Ep，可以知道经过P点时，物体动能变化量大小ΔEk＝80J，机械能变化量大小ΔE＝20J。

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例题求解主要过程：

上升到最高点时，物体机械能损失量为

由于物体所受阻力大小不变，下落过程中物体损失的机械能与上升过程相同，因此下落返回地面时，物体的动能大小为

E′k＝Ek0-2ΔE′＝50J 本例题小结：

通过本例题分析，应该对功和能量变化有更具体的认识，同时应注意学习综合运用动能定理和物体机械能变化规律解决问题的方法。

思考题(留给学生课后练习)：

(1)运动中物体所受阻力是其重力的几分之几？

(2)物体经过P点后还能上升多高？是前一段高度的几分之几？

五、课堂小结

本小结既是本节课的第3项内容，也是本章的小结。3．功和能

(1)功和能是不同的物理量。能是表征物理运动状态的物理量，物体运动状态发生变化，物体运动形式发生变化，物体的能都相应随之变化；做功是使物体能量发生变化的一种方式，物体能量的变化可以用相应的力做功量度。

(2)力对物体做功使物体能量发生变化，不能理解为功变成能，而是通过力做功的过程，使物体之间发生能量的传递与转化。

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(3)力做功可以使物体间发生能的传递与转化，但能的总量是保持不变的。自然界中，物体的能量在传递、转化过程中总是遵循能量守恒这一基本规律的。

六、说明

本节内容的处理应根据学生具体情况而定，学生基础较好，可介绍较多内容；学生基础较差，不一定要求应用物体机械能变化规律解题，只需对功和能关系有初步了解即可。

第三篇：贵州省巧马中学2011届高三物理一轮复习教案：14.2.并联电路

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并联电路

一、教育目标

1．理解并联电路的特点。

2．掌握并联电路中电阻、电压、电流和功率分配的关系。3．分析解决简单的混联电路问题。（二、重点、难点、疑点及解决办法 1．重点

并联电路的基本特点。2．难点

并联电路的重要性质。3．疑点

并联电阻越多电阻越小。4．解决办法

通过电流与水流进行类比突破上述疑点。

三、教具准备 学生每两人一组

每组“3V、3W”“3V、6W”小灯泡各2个、电键、滑动变阻器、学生电源电压表、电流表各一只。

教师器材同上。

四、教学步骤 1．引入新课

将“3V 3W”和“3V 6W”灯泡串联起来，两端加上6V电压，会出现什么情况呢？学生可能回答：都能正常发光或一个亮一个较暗。

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演示上述实验。

观察现象“3V 3W”的灯泡闪一下就烧坏了。分析现象

幻灯显示

P1=I2R1=1.52×3=6.75W＞3W 可见，要使“3V 3W”和“3V 6W”同时正常发光，直接用串联起来是行不通的，同学们家里有许多家用电器，它们的额定电压相同，而功率不同，它们大都是采用并联接法。

2．新课教学

什么是并联电路？试将桌子上的两只灯泡、滑动变阻器、电键及电源组成并联电路。学生动手组装。

先画电路图，再进行组装和调试。电键要断开，滑动变阻器处于最大值。并联电路的电流、电压，各有什么特点呢？

试通过实验进行探讨。指导学生①如何测电压、电流。②如何处理实验数据。

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结果①并联电路中各支路两端的电压相等。②并联电路的总电流等于各支路的电流之和。下面我们根据这两个基本特点着重研究三个问题。A．并联电路的总电阻

以3个电阻并联成的电路为例

设A、B两端电压为U，根据欧姆定律，有

设总电流为I，则I=U/R并 由I=I1+I2+I3得

即并联电路总电阻的倒数，等于各个支路的电阻倒数之和。①如果几个电阻并联，每个电阻均为R，则R并=R/n．

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②若两个已知电阻R1、R2并联，则R并=R1R2/R1+R2．

③由于1/R并＞1/Rn，R并＜Rn，表明并联电阻的总电阻比任何一条支路的电阻都小。好比水从高向低处流，如果它们支流越多，也就越容易。对于并联电路来说，并联电阻越多，电流越容易流过，表现出阻碍电流性质越弱，电阻也就越小。

接下来，我们研究第二个问题。B．并联电路的电流分配。

可见，通过各支路的电流强度跟它们电阻成反比，在并联电路中电阻大的支路电流强度小，电阻小的支路电流强度大。

练习①若R1∶R2∶R3=1∶2∶3则I1∶I2∶I3=？（6∶3∶2）②若R1∶R2∶R3=3∶5∶7则I1∶I2∶I3=？（35∶21∶15）C．并联电路的功率分配 ∵p=UI=U2/R

例1 试比较两条相同的电阻R1=R2，串联在220V电压的线路中跟并联在220V线路中消耗的总功率，若不考虑电阻随温度而变化，两种情况下消耗的总功率之比等于多少？

解

因为串联总电阻（R串=2R）是并联时总电阻（R并=R/2）的4

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设计小实验

分别标有“3V 3W”和“3V 6W”的两个小灯泡，现想把它们连接在220伏电压的线路中使用。为使它们都能在额定电压和额定功率下正常工作，请设计出连接方法，画出电路图，并用实物连接好。让几个学生公布各自结果，评出最佳方案。可能的设计方案有：

通过比较，第二种连接方法是最佳的，这时并联的滑动电阻器起着分流的作用。3．课堂小结

（1）并联电路基本特点 ①U1=U2=U3=„=Un

②I=I1+I2+I3+„+In（2）并联电路的重要性质：

五、总结、扩展

电路的并联接法在电路连接中有着广泛的应用，并联的电阻起着分流的作用，并联电路的基本特点和重要性质是研究较复杂电路的重要基础。

六、板书设计

并联电路

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一、并联电路的基本特点 1．U1=U2=U3=„=Un

2．I=I1+I2+I3+„+In

二、并联电阻的重要性质

并联电路起分流作用

第四篇：贵州省巧马中学2011届高三物理一轮复习教案：11.4.物体的内能 改变内能的两种

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物体的内能 改变内能的两种

一、教学目标

1．在物理知识方面要求：

（1）知道分子的动能，分子的平均动能，知道物体的温度是分子平均动能大小的标志。（2）知道分子的势能跟物体的体积有关，知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律。

（3）知道什么是物体的内能，物体的内能与哪个宏观量有关，能区别物体的内能和机械能。

（4）知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的，知道两者的区别，了解热功参量的意义。

2．在培养学生能力方面，这节课中要让学生建立：分子动能、分子平均动能、分子势能、物体内能、热量等五个以上物理概念，又要让学生初步知道三个物理规律：温度与分子平均动能关系，分子势能与分子间距离关系，做功与热传递在改变物体内能上的关系。因此，教学中着重培养学生对物理概念和规律的理解能力。

3．渗透物理学方法的教育：在分子平均动能与温度关系的讲授中，渗透统计的方法。在分子间势能与分子间距离的关系上和做功与热传递关系上都要渗透归纳推理方法。

二、重点、难点分析

1．教学重点是使学生掌握三个概念（分子平均动能、分子势能、物体内能），掌握三个物理规律（温度与分子平均动能关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递与功的关系）。2．区分温度、内能、热量三个物理量是教学上的一个难点；分子势能随分子间距离变化的势能曲线是教学上的另一难点。

三、教具

1．压缩气体做功，气体内能增加的演示实验： 圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。

2．幻灯及幻灯片，展示分子间势能随分子间距离变化而变化的曲线。

四、主要教学过程

（一）引入新课

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我们知道做机械运动的物体具有机械能，那么热现象发生过程中，也有相应的能量变化。另一方面，我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题。

（二）教学过程的设计 1．分子的动能、温度

物体内大量分子不停息地做无规则热运动，对于每个分子来说都有无规则运动的动能。由于物体内各个分子的速率大小不同，因此，各个分子的动能大小不同。由于热现象是大量分子无规则运动的结果，所以研究个别分子运动的动能是没有意义的。而研究大量分子热运动的动能，需要将所有分子热运动动能的平均值求出来，这个平均值叫做分子热运动的平均动能。

学习布朗运动和扩散现象时，我们知道布朗运动和扩散现象都与温度有关系，温度越高，布朗运动越激烈，扩散也加快。依照分子动理论，这说明温度升高后分子无规则运动加剧。用上述分子热运动的平均动能来说明，就是温度升高，分子热运动的平均动能增大。如果温度降低，说明分子热运动的平均动能减小。因此从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。“标志”的含义是指物体温度升高或降低，表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小。温度不变，就表示了分子热运动的平均动能不变。其他宏观物理量如时间、质量、物质种类都不是分子热运动平均动能的标志。但是，温度不是直接等于分子的平均动能。

另一方面，温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应，对于个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的。

我们知道，温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度，而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志，这是温度的微观含义。

2．分子势能

分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。

如果分子间距离约为10-10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0。

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当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧压缩，弹性势能Ep增大。

如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。这种情况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧拉伸，Ep增大。

从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。如果分子间距离是无限远时，取分子势能为零值，分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。当分子间距离到达r0以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。分子势能随分子间距离r的变化情况可以在图2的图象中表现出来。从图中看到分子间距离在r0处，分子势能最小。

既然分子势能的大小与分子间距离有关，那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变化情况呢？如果对于确定的物体，它的体积变化，直接反映了分子间的距离，也就反映了分子间的势能变化。所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。

3．物体的内能

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（1）物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。

提问学生：宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标志？ 根据学生的回答，引导到一个确定的物体，分子总数是固定的，那么这物体的内能大小是由宏观量——温度和体积决定的。如果不是确定的物体，那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。

课堂讨论题：下列各个实例中，比较物体的内能大小，并说明理由。①一块铁由15℃升高到55℃，比较内能。

②质量是1kg50℃的铁块与质量是0.1kg50℃的铁块，比较内能。③质量是1kg100℃的水与质量是1kg100℃的水蒸气，比较内能。

（2）物体机械运动对应着机械能，热运动对应着内能。任何物体都具有内能，同时还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹，除了具有内能，还具有机械能——动能和重力势能。提问学生：一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气，当汽车以 60km/h行驶起来后，气瓶内氧气的内能是否增加？

通过此问题，让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和，而不是分子定向移动的动能。另一方面，物体机械能增加，内能不一定增加。

4．物体的内能改变的两种方式

（1）列举锯木头和用砂轮磨刀具，锯条、木头和刀具温度升高，说明克服摩擦力做功，可以使物体的内能增加。如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下，外力做多少功，物体的内能就改变多少。如果用W表示外界对物体做的功，用ΔE表示物体内能的变化，那么有W=ΔE。功的单位是焦耳，内能的单位也是焦耳。

演示压缩空气，硝化棉燃烧。说明外力压缩空气过程，对气体做功，使气体的内能增加，温度升高到棉花的燃点而使其燃烧。

以上实例说明做功可以改变物体的内能。

（2）在炉灶上烧热水，火炉烤热周围物体，这些物体温度升高内能增加。这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变。物体吸收热量，内能增加。物体放出热量，物体的内能减少。如果传递给物体的热量用Q表示，物体内能的变化量是ΔE，那么，Q=ΔE。热量的计算公式有：Q=mcΔt，Q=ML，Q=mλ（后面的两个公式分别是物质熔解和汽化时热量的计算式）。热量的单位是焦耳，过去的单位是卡。

所以做功和热传递是改变物体内能的两种方式。

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（3）做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

一杯水可以用加热的方法（即热传递方式）传递给它一定的热量，使它从某一温度升高到另一温度。这过程中这杯水的内能有一定量的变化。也可以采取做功的方式，比如用搅拌器在水中不断搅拌，也可以使这杯水从相同的初温度升高到同一高温度，这样，水的内能会有相同的变化量。两种方式不同，得到的结果是相同的。除非事先知道，否则我们无法区别是哪种方式使这杯水的内能增加的。

因此，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

（4）虽然做功和热传递对改变物体的内能是等效的，但是这两种方式的物理过程有本质的区别。做功使物体内能改变的过程是机械能转化为内能的过程。而热传递的过程只是物体之间内能的转移，没有能量形式的转化。

课上练习：

1．判断下面各结论是否正确？（1）温度高的物体，内能不一定大。

（2）同样质量的水在100℃时的内能比60℃时的内能大。（3）内能大的物体，温度一定高。（4）内能相同的物体，温度一定相同。

（5）热传递过程一定是从内能大的物体向内能小的物体传递热量。（6）温度高的物体，含有的热量多，或者说内能大的物体含有的热量多。（7）摩擦铁丝发热，说明功可以转化为热量。答案：（1）、（2）是对的。

2．在标准大气压下，100℃的水吸收热量变成同温度的水蒸气的过程，下面的说法是否正确？

（1）分子热运动的平均动能不变，因而物体的内能不变。（2）分子的平均动能增加，因而物体的内能增加。（3）所吸收的热量等于物体内能的增加量。（4）分子的内能不变。答案：以上四个结论都不对。

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五、课堂小结

（1）这节课上新建立了三个物理概念：分子热运动的平均动能、分子势能、内能。要知道这三个概念的确切含义，更为重要的是能够区分温度、内能、热量，知道内能与机械能的区别和联系。

（2）要掌握三个物理规律：分子热运动的平均动能与温度的关系、分子间的相互作用力与分子间距离的关系、做功与热传递在使物体内能改变上的关系。

六、说明

这节课是概念性很强的课，又不是从物理实验或物理现象直接得出结论的课。对于概念要知道引入的目的、确切含义、与其他概念的区别和联系。所以课上要讲分子热运动平均动能、内能、热量等概念的意义，并且要通过实际例题，让学生通过判断、推理来加深对这些概念的认识。

第五篇：贵州省巧马中学2011届高三物理一轮复习教案：17.1.交流电的产生和变化规律

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交流电的产生和变化规律

一、教育目标

1．使学生了解交流电的产生原理。2．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。

二、重点、难点、疑点及解决办法 1．重点

交变电流产生的物理过程的分析及中性面的特点。2．难点

交变电流产生的物理过程的分析。3．疑点

当线圈处于中性面时磁通量最大，而感应电动势为零。当线圈处于平行磁感线时，通过线圈的磁通量为零，而感应电动势最大。即Φmin＝0εm有最大值Φmax＝BS。εmin=0的理解。

4．解决办法

(1)通过对矩形线圈在匀强磁场中匀速转动一周的实物演示，立体图结合侧视图的分析、特殊位置结合任一位置分析使学生了解交变电流的大小和方向是如何变化的。

(2)通过侧视图分析线圈运动方向与磁场方向B之间关系，利用导体切割磁场线方法来处理，使问题容易理解。

三、教具准备

手摇发电机模型、演示电流计、导线若干、教学挂图、幻灯机、投影灯片。

四、教学步骤 1．引入新课

1831年法拉第发现了电磁感应现象，为人类进入电气化时代打开了大门，今天我们使用的电灯，微波炉等家用电器的交流电是怎样产生并且怎样送到我们的家庭中来的呢？这就是我们这章的内容，先看第一节交流电的产生。

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请同学们根据电磁感应知识，自己设计一发电机模型，教师巡视教室一圈，将学生典型两种画法用幻灯片打出。请学生回答电路中为什么会有感应电流？

学生回答，①电路闭合②磁通量变化。

引导学生答出甲图由于面积增大引起磁通量增加。乙图是由于线圈平面与磁感线的夹角变化引起磁通量变化。

拿出手摇发电机模型，介绍主要部件，(对照乙图)将发电机接演示用电流计缓慢转动线框一周，让学生观察电流计指针偏转情况(重复两次)[学生] 指针左右摆动一次

这说明通过电流计的电流有何特点？ [学生]电流大小变化，方向变化

[教师] 连续3次缓慢转动线框，请学生继续观察电流计指针偏转情况。[学生] 连续左右摆动3次。

[教师]这反映在连续转动线框过程中，通过电流计电流有何特点？ [学生]周期性变化

[教师]我们把这种强度、方向都随时间作周期性变化的电流叫做交流电。练习(幻灯打出)1．下图画出了6种电流随时间变化的图象，这6个图中的电流i都随时间做周期性变化，其中属于交变电流的是_____，属于正弦式电流的是____。

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个别提问基础上总结

(1)i-t图中处于t轴上方表示什么意思？处于上下方线段表示有何不同？(2)如何体会周期性变化的含义？ 2．新课教学

那刚才矩形线圈在匀强磁场中匀速转动为什么可以产生交流电？产生的交流电又属于哪种交流电呢(就刚才实物提问)？这节课我们就来解决这些问题。

线框匀速转动过程中，哪些边在切割磁感线？ ab边、cd边。

ab边、cd边其实在绕OO′做匀速圆周运动。

演示观察何时电动势最大？教师缓慢转动线框，请学生发现指针偏转最大时喊停。此时线圈平面与磁感线平行。

演示观察何时电动势最小？教师缓慢转动线框，请学生发现指针偏转最小时喊停。当线框平面垂直磁感线时，感应电动势最小。

为了便于讨论，我们来看挂图(转动一周五个特殊位置)。

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教师交代

1．磁场为匀强磁场

2．OO′与 ab边、cd边等距且ab＝cd＝l1 bc＝da＝l2

我们把与磁感线垂直的平面称为中性面，线框处于中性面时通过的磁通量最大。为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化为平面图来分析，那如何转化呢？

我们一起来看甲图是如何转化的，我们能看到的边是ad边，切割的两条边ab、cd可用点来表示。即为(甲)图

切割边ab、cd在图中的运动方向呢？

ab边、cd边绕OO′作圆周运动，所以运动方向时刻与圆周半径垂直。请同学们在(甲)图上标上边ab、cd此时运动方向。

请同学们完成其余四图转化工作及标上ab、cd在各图中的切割方向。学生完成后，打出事先准备好的幻灯片进行校正。

我们现在来分析线框转动一周过程中是如何产生交变电流的。

甲图中的运动方向v平行于磁感应强度方向B，则各产生的感应电动势多大？

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ab边、cd边产生感应电动势均为零，则线框中总感应电动势为零。同样得出乙图中eab＝Bl1 v由学生利用右手定则判断出电流方向a→b ecd＝Bl1v 由学生利用右手定则判断出电流方向盘c→d 线框由甲位置经t时间到某位置时，如

图示，(幻灯片上)此时，ab、cd运动方向如何？v与B方向夹角如何？如何处理？

此时ab边、cd边运动方向与ad垂直 线框转过的角度为ωt 将v分解

v1＝vsimωt v1⊥B v2＝vcosωt v2∥B Eab＝Bl1vsinωt a→b ecd＝Bl1vsinωt c→d 即线框中感应电动势e＝2Bl1vsinωt a→b→c→d． 而后半周期学生较熟练，教师引导学生完成，应特别注意电流方向。最后师生共同总结

线框在匀强磁场中匀速转动一周过程中。

①线框中电流按正弦规律变化，故称正弦交变电流。e＝εmsinωt t＝0时线框处中性面时开始计时

②中性面特点 a．Φmax＝BS ε＝0 b．电流在此改变方向，线框转动一周内电流方向改变两次

③当S∥B时Φmin＝0，εm=2Bl1v 我们照明电路里的电流就是由这种发电机(实际结构比这个复杂)产生的交流电，通过实验来观察它的电压随时间变化图象。

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教师将示波器提到讲台桌上，先向学生介绍其功能、用途。接着将市电接到示波器观察图象如何。按正弦规律变化表达式e＝εmsinωt伏。

将此电压接到电阻为R电路中的电流图象如何呢？由学生答出。闭合电路欧姆定律同样适用纯电阻的交流电路，但注意时刻的对应关系 练习：(幻灯打出)3．某一交变电流如图示

(1)该图表示线框在何处开始计时？(2)线框在哪些时刻处于中性面？

(3)ωtM·ωtN时线框分别处于与中性面夹角多大处？(4)对照实物或侧视图分析tM、tN时刻电流方向？

(5)说出e＝εmsinωt既表示电动势大小，又表示方向理由？教师简单就演示物介绍发电机的构造及分类。

最后介绍我国电力建设成就

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五、总结、扩展

(1)矩形线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦交变电流。若从中性面开始计时则e＝εmsinωt i＝εm/Rsinωt εm＝2Bl1v 若开始就与中性面夹角=30°则公式、图象又如何表示？(2)中性面的特点

①Φmax＝BS ε＝0 ②电流在此改变方向

(3)如何理解①Φmax＝BS εmin＝0 εmin＝0 εmax＝2Bl1v可否类比v-ts-t？斜率的含义从Φ-t图斜率理解。

六、板书设计

1．产生原理

线框在匀强磁场中匀速转动

2．过程分析

甲S⊥B Φmax＝BS εmin=0______中性面 乙S∥B Φmin=2Bl1v 电流方向a→b→c→d 甲→乙与中性面夹角ωt Φ= BSεωt e＝εmsinωt 电流方向a→b→c→d εmsinωt 3．规律

公式e＝εωmsinωt i＝εm/R sinωt