2019-2020年新課標(biāo)人教版2-1選修二4.3《三相交變電流》WORD教案1.doc

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2019-2020年新課標(biāo)人教版2-1選修二4.3《三相交變電流》WORD教案1 【學(xué)習(xí)目標(biāo)要求】 1．知道三相交變電流，知道它們是如何產(chǎn)生的，知道三相交變電流的一些特點(diǎn)． 2．知道什么是星形連接、三角形連接、零線、火線、線電壓和相電壓，知道三相四線制． 3．知道電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的原理、構(gòu)造以及感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)． 【教材內(nèi)容透析】 1．三相交變電流 只有一個(gè)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電路中只產(chǎn)生一個(gè)交變電動(dòng)勢(shì)，這樣產(chǎn)生的電流叫單相交變電流． 若有三個(gè)線圈互成120的固定在同一個(gè)鐵芯上，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中同時(shí)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖18－6－1所示，電路中同時(shí)產(chǎn)生三個(gè)交變電動(dòng)勢(shì)，發(fā)出的電流就叫三相交變電流（AX、BY、CZ互成120角，A、B、C分別叫始端，X、Y、Z分別叫末端）． 2．三相交變電流的特點(diǎn)及描述 （1）三相交變電流的周期和最大值都相同，三相交流發(fā)電機(jī)相當(dāng)于三個(gè)獨(dú)立的電源同時(shí)供電，如圖18－6－2所示． （2）三相交變電流不同時(shí)為零或同時(shí)達(dá)到最大值，它們到達(dá)零值（即通過(guò)中性面）和最大值的時(shí)間依次落后周期． （3）圖像：三相交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化關(guān)系都是按正弦或余弦規(guī)律變化，以線圈AX位于中性面上時(shí)開始計(jì)時(shí)，三相交變電流的圖像如圖18－6－4．可以發(fā)現(xiàn)，到達(dá)零值（即通過(guò)中性面）和最大值的時(shí)間依次落后周期，從數(shù)學(xué)的角度來(lái)看，把圖像依次向右移動(dòng)周期． 3．三相交變電流電路的連接 （1）三相四線制 在實(shí)際應(yīng)用中，三相發(fā)電機(jī)和負(fù)載都不是像圖18－6－2那樣連接，因?yàn)檫@樣連接起來(lái)比起單相供電沒(méi)有什么優(yōu)越之處。我們把圖18－6－2中的三個(gè)線圈的末端和負(fù)載相連的三根導(dǎo)線合在一起（成為中性線），只用四根導(dǎo)線連接，這種連接方式叫做三相四線制，如圖18－6－3所示． 三相四線制中燈泡連接如圖18－6－5所示． （2）星形連接（Y） 如圖18－6－3所示的電路連接方式叫星形連接，符號(hào)為Y． 在星形連接中，端線和中性線之間的電壓就是相電壓．測(cè)量和計(jì)算表明，線電壓是相電壓的倍．即： 在我國(guó)日常電路中，相電壓是220V，線電壓是380V．因此在三相四線制中，可以提供兩種電壓（220伏、380伏），照明和動(dòng)力可以共用，相電壓220伏供給照明，線電壓380伏供給動(dòng)力． （3）三角形連接（△） 如果把發(fā)電機(jī)的三個(gè)線圈的始端和末端依次相連，并照?qǐng)D18－6－6那樣跟電阻相連，這種連接叫做三角形連接，符號(hào)為△． 在三角形連接中，每?jī)蓷l端線之間的電壓就是其中一個(gè)線圈的相電壓，所以線電壓等于相電壓．即： 4．感應(yīng)電動(dòng)機(jī) （1）電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象：在磁鐵中間放一個(gè)鋁框，如果轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵，造成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，鋁框就隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象． （2）感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的原理：三相交變電流也能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，三個(gè)相同的線圈互成120角，并把它們接入三相交變電流電路中，通電時(shí)可以看到線圈中間的鋁框轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就是根據(jù)這個(gè)原理制成的． （3）感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)：感應(yīng)電動(dòng)機(jī)有一個(gè)定子和一個(gè)轉(zhuǎn)子． 在定子的內(nèi)側(cè)的凹槽里，嵌有互成120角的三組線圈，把這三組線圈用星形接法或三角形接法連入三相交變電路中，就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)． 轉(zhuǎn)子是由鐵芯和嵌在鐵芯上的閉合導(dǎo)體構(gòu)成．閉合導(dǎo)體像個(gè)鼠籠，相當(dāng)于上述的鋁框，有了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，它就旋轉(zhuǎn)起來(lái)． （4）感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在制造、使用和保養(yǎng)上也都比較簡(jiǎn)單方便．能廣泛地應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，是三相交變電流的突出優(yōu)點(diǎn)． 【綜合思維點(diǎn)撥】 例1 圖18－6－7所示的為三相交變電流電源，連在電路中的各電阻絲的阻值都相同，變壓器都是電壓比為2∶1的降壓變壓器，這些電阻絲消耗功率大小順序排列（從大到?。?yīng)為（ ） A． B． C． D． 解析 由于電阻絲的阻值都相同，要比較各電阻絲消耗的功率，由得只要比較各電阻兩端的電壓．的電阻所接的變壓器原線圈兩端的電壓為相電壓，設(shè)為220V，經(jīng)變壓后電阻兩端的電壓為110V；而電阻所接變壓器原線圈兩端的電壓為線電壓，設(shè)為380V，經(jīng)變壓后電阻兩端的電壓為190V；和兩電阻兩端的電壓分別為相電壓220V和線電壓380V，電阻絲兩端的電壓分別是110V、190V、220V和380V．所以電阻消耗的功率最大，其次分別是． 答案 B 點(diǎn)拔 此題綜合了變壓器的有關(guān)知識(shí)和三相交變電流三相四線制情況下的相電壓與線電壓的關(guān)系．每個(gè)線圈兩端的電壓叫做相電壓，兩條端線之間的電壓叫做線電壓．在三相四線制電路中，相電壓為220V，線電壓即為380V． 【思維障礙點(diǎn)撥】 例2 額定電壓均為220V的三個(gè)相同的燈泡，按星形接法連接在線電壓為380、相電壓為220V的三相交變電路中，結(jié)果電路的中性線斷了，又將一個(gè)燈泡從電路中取下，這時(shí)電路中每個(gè)燈泡兩端的電壓為__________伏． 解析 星形接法下中性線未斷時(shí)，各電燈兩端的電壓為相電壓220V，中性線斷了，又將一個(gè)燈泡從電路中取下，那兩個(gè)燈泡就串聯(lián)接在兩個(gè)端線之間，兩燈泡兩端的電壓為線電壓380V，兩燈泡相同，每個(gè)燈泡兩端的電壓都為190V． 答案 190V 點(diǎn)拔 會(huì)畫出電路中性線斷了，一個(gè)燈泡取下后的電路圖，分析此時(shí)剩下兩電阻是接在兩端線之間，兩電阻兩端的電壓為線電壓380V． 【研究性學(xué)習(xí)】 課題：直流電機(jī)和磁懸浮列車 目的：解直流電機(jī)的原理和構(gòu)造，了解磁懸浮列車的基本原理和大致構(gòu)造及優(yōu)點(diǎn)，了解超導(dǎo)現(xiàn)象在磁懸浮列車中的重要作用．激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣． 問(wèn)題： 1．使人們研制直流電機(jī)的設(shè)想是什么？ 2．直流電機(jī)的原理是什么？初級(jí)和次級(jí)的作用各是什么？ 3．磁懸浮列車和直流電機(jī)的聯(lián)系是什么？ 4．磁懸浮列車的基本原理是什么？有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 5 為什么超導(dǎo)現(xiàn)象在磁懸浮原理中有重要作用？ 方法提示：閱讀課本材料，或查閱有關(guān)資料，或上網(wǎng)查閱有關(guān)磁懸浮列車在世界各國(guó)特別是我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r． 【同步達(dá)綱練習(xí)】 1．在圖18－6－5所示的三相四線制電路中，相電壓是220V．現(xiàn)有“220V，100W”的燈泡90盞，第一相安裝40盞，第二相安裝30盞，第三相安裝20盞．求燈泡全接通時(shí)，各個(gè)相電流和線電流． 2．如果電源采用圖18－6－8所示的三角形連接，線電壓和相電壓的關(guān)系是怎樣的？設(shè)各相線圈的情況相同？ 參考答案 【同步達(dá)綱練習(xí)】 1．第一、二、三相相電流為18.2A、13.6A、9.1A，各個(gè)線電流分別等于相電流．（點(diǎn)撥：在星形連接中，一根端線連“接一”相負(fù)載，各個(gè)線電流分別等于相電流．正常發(fā)光時(shí)流過(guò)每盞燈的電流為I＝P/U＝100/220＝5/11（A），所以第一相的相電流，第二、三相的相電流分別為30I、20I） 2．線電壓和相電壓相等，即（點(diǎn)撥：三個(gè)線圈的始端和末端分別相連，因此每?jī)蓷l端線之間的線電壓就是其中一個(gè)線圈的相電壓）