物理：《三相交变电流》教案（1）（鲁科版选修3-2）

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4.1　三相交变电流
［课时安排］1课时
［教学目标］：
（一）知识与技能
1.知道三相交变电流是如何产生的.
2.知道产生三相交变电流的三个线圈中的电动势最大值和周期都相同，但它们不是同时达到最大值（或零）.
3.知道什么是星形连接、三角形连接、零线、火线、线电压及相电压.
（二）过程与方法
1.理解三相交变电流产生及其规律.
2.会用电表判定火线和零线，同时培养学生理论联系实际、应用物理知识解决实际问题的能力.
（三）情感、态度与价值观
1.培养学生理论联系实际的科学素质.
2.使学生体会科技对社会发展的巨大推动.
［教学重点］：三相交变电流的产生及输送方式；
［教学难点］：三相交流电的连接方式
［教学器材］：三相交流发电机模型、导线、小灯泡（3个、相同）、测电表、CAI课件、交流电流表
［教学方法］：讲授、演示实验
［教学过程］
（一）引入新课
［师问］交变电流是如何产生的？
［生答］一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生.
［师问］矩形线圈转到什么位置时线圈中的电流最大？
［生答］线圈平面平行磁力线时最大，而线圈平面垂直磁力线时I=0.
［师问］三个完全相同的矩形线圈成一定夹角固定在同一转轴上，并使它们在匀强磁场中转动，这三个线圈是否产生感应电动势？为什么？
［生答］因穿过每个线圈的磁通量都发生变化，故产生E感.
（二）新课教学
一、三相交流电产生
出示三相发电机模型，同时利用CAI课件展示出三相交流电机示意图，介绍构造.
［演示］将三个相同灯泡分别接到发电机的三个线圈上，匀速摇动发电机线圈，三个灯泡都发光.[来源:21世纪教育网]
指出：在电路中只能产生一个交变电动势的电机叫单相交流发电机.像这样由三个互成120°角矩形线圈在同一个匀强磁场中匀速转动，产生出三个交变电动势的发电机，叫三相交流发电机.
重复实验，引导学生观察：三个灯同一时刻亮度是否相同？最大亮度是否一样？21世纪教育网
学习：同一时刻亮度不同，最大亮度相同.
引导学生分析指出：三个线圈产生三相交变电动势，周期和电动势最大值相同，但它们不能同时达最大或0，依次相差1/3周期.
同时用CAI课件展示出e-t如图.
先画出A相交变电动势图象.
让学生利用坐标平移画出落后和周期B和C相交变电动势的图象.
二、三相交流电的连接
前面实验中，使三相交流电成为三个独立的电源给三个灯供电，即三相六线制供电电路，它显示不出三相交流电优势，实际中供电是用三相四线制或三线制.即Y连接或△连接.
（1）星形连接（Y型接法）
［演示］三相四线制供电，将线圈末端与负载间的三条线合并用一根导线连接，这样省一根导线，每相负载电压并不改变.画出电路示意图如右图.[来源:21世纪教育网]
［演示］分别开关K1、K 2、K3，三相负载均能独立工作，并不影响其他两相.
介绍：火线和零线.
火线——每线圈始端引出的导线，能使试电笔的氖泡发光，又叫相线.
零线——三个线圈末端公共点引出的导线，通常接地，不能使试电笔的氖泡发光.又叫中性线.
介绍相电压和线电压
相电压——每个线圈两端电压.[来源:21世纪教育网]
线电压——两条相线间电压.
说明：我国日常电路中，U相=220 V，U线=380 V，三相四线制同时输送两种电压，照明电路电压是220 V，动力电路电压是380 V，理论和实践证明U线=U相.
［演示］前面实验中，在中性线上串联一个交流电流表.当给三个相同灯泡供电时，电流表的示数为0.说明当三个负载相同时，中性线上无电流可以去掉.在实际生活中，尽量使三相负载功率相同，减少中性线上电流.
（2）三角形接法（△接法）
［演示］将三个线圈的始、末端依次相连，给三个相同灯供电，灯泡也可正常发光.画出如下电路图.
特点：U相=U线
三、小结
通过本节学习，主要学了以下几点：
1.三相交流电的产生及规律.
2.三相交流电的连接.
（1）Y接法：日常中多使用此连法，特点U相=220 V，U线=380 V，U线=3U相.
（2）△接法 U相=U线.
四、作业
看书1-5
［教学反思］：
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