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

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2019-2020年新課標人教版2-1選修二4.3《三相交變電流》WORD教案1 【學習目標要求】 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． 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．知道電磁驅動現(xiàn)象和感應電動機的原理、構造以及感應電動機的優(yōu)點． 【教材內(nèi)容透析】 1．三相交變電流 只有一個線圈在勻強磁場中勻速轉動，電路中只產(chǎn)生一個交變電動勢，這樣產(chǎn)生的電流叫單相交變電流． 若有三個線圈互成120的固定在同一個鐵芯上，在勻強磁場中同時勻速轉動，如圖18－6－1所示，電路中同時產(chǎn)生三個交變電動勢，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)電機相當于三個獨立的電源同時供電，如圖18－6－2所示． （2）三相交變電流不同時為零或同時達到最大值，它們到達零值（即通過中性面）和最大值的時間依次落后周期． （3）圖像：三相交變電動勢隨時間的變化關系都是按正弦或余弦規(guī)律變化，以線圈AX位于中性面上時開始計時，三相交變電流的圖像如圖18－6－4．可以發(fā)現(xiàn)，到達零值（即通過中性面）和最大值的時間依次落后周期，從數(shù)學的角度來看，把圖像依次向右移動周期． 3．三相交變電流電路的連接 （1）三相四線制 在實際應用中，三相發(fā)電機和負載都不是像圖18－6－2那樣連接，因為這樣連接起來比起單相供電沒有什么優(yōu)越之處。我們把圖18－6－2中的三個線圈的末端和負載相連的三根導線合在一起（成為中性線），只用四根導線連接，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．測量和計算表明，線電壓是相電壓的倍．即： 在我國日常電路中，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），照明和動力可以共用，相電壓220伏供給照明，線電壓380伏供給動力． （3）三角形連接（△） 如果把發(fā)電機的三個線圈的始端和末端依次相連，并照圖18－6－6那樣跟電阻相連，這種連接叫做三角形連接，符號為△． 在三角形連接中，每兩條端線之間的電壓就是其中一個線圈的相電壓，所以線電壓等于相電壓．即： 4．感應電動機 （1）電磁驅動現(xiàn)象：在磁鐵中間放一個鋁框，如果轉動磁鐵，造成一個旋轉磁場，鋁框就隨著轉動，這種現(xiàn)象叫做電磁驅動現(xiàn)象． （2）感應電動機的原理：三相交變電流也能產(chǎn)生旋轉磁場，三個相同的線圈互成120角，并把它們接入三相交變電流電路中，通電時可以看到線圈中間的鋁框轉動起來，感應電動機就是根據(jù)這個原理制成的． （3）感應電動機的結構：感應電動機有一個定子和一個轉子． 在定子的內(nèi)側的凹槽里，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，就會產(chǎn)生旋轉磁場． 轉子是由鐵芯和嵌在鐵芯上的閉合導體構成．閉合導體像個鼠籠，相當于上述的鋁框，有了旋轉磁場，它就旋轉起來． （4）感應電動機的優(yōu)點：感應電動機結構簡單，在制造、使用和保養(yǎng)上也都比較簡單方便．能廣泛地應用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，是三相交變電流的突出優(yōu)點． 【綜合思維點撥】 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?。獮椋? ） 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 點拔 此題綜合了變壓器的有關知識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系．每個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． 【思維障礙點撥】 例2 額定電壓均為220V的三個相同的燈泡，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，結果電路的中性線斷了，又將一個燈泡從電路中取下，這時電路中每個燈泡兩端的電壓為__________伏． 解析 星形接法下中性線未斷時，各電燈兩端的電壓為相電壓220V，中性線斷了，又將一個燈泡從電路中取下，那兩個燈泡就串聯(lián)接在兩個端線之間，兩燈泡兩端的電壓為線電壓380V，兩燈泡相同，每個燈泡兩端的電壓都為190V． 答案 190V 點拔 會畫出電路中性線斷了，一個燈泡取下后的電路圖，分析此時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． 【研究性學習】 課題：直流電機和磁懸浮列車 目的：解直流電機的原理和構造，了解磁懸浮列車的基本原理和大致構造及優(yōu)點，了解超導現(xiàn)象在磁懸浮列車中的重要作用．激發(fā)學生學習物理的興趣． 問題： 1．使人們研制直流電機的設想是什么？ 2．直流電機的原理是什么？初級和次級的作用各是什么？ 3．磁懸浮列車和直流電機的聯(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？ 5 為什么超導現(xiàn)象在磁懸浮原理中有重要作用？ 方法提示：閱讀課本材料，或查閱有關資料，或上網(wǎng)查閱有關磁懸浮列車在世界各國特別是我國的發(fā)展狀況． 【同步達綱練習】 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，各個相電流和線電流． 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系是怎樣的？設各相線圈的情況相同？ 參考答案 【同步達綱練習】 1．第一、二、三相相電流為18.2A、13.6A、9.1A，各個線電流分別等于相電流．（點撥：在星形連接中，一根端線連“接一”相負載，各個線電流分別等于相電流．正常發(fā)光時流過每盞燈的電流為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（點撥：三個線圈的始端和末端分別相連，因此每兩條端線之間的線電壓就是其中一個線圈的相電壓）