高中物理 5.2 描述交变电流的物理量教案 新人教版选修.doc

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1、5.2描述交变电流的物理量一．教学设计要让学生知道，由于交变电流的电压、电流等的大小和方向都随时间作周期性变化，就需要多一些物理量来描述它不同方面的特性．交变电流的有效值表示交变电流产生的平均效果，是教学的重点，也是教学的难点．首先要使学生明白引入有效值的必要：由于交变电流的大小和方向随时间变化，它产生的效果也随时间而变化，而实用中常常只要知道它的平均效果就可以了．为此引入有效值的概念；进而让学生知道怎样衡量交变电流的平均效果，即用与交变电流有相同热效应的直流来表示交变电流的平均效果，从而明确有效值的物理意义．二．教学目标1．知识

2、与技能：（1）理解什么是交变电流的峰值和有效值，知道它们之间的关系。（2）理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。2．过程与方法：能应用数学工具描述和分析处理物理问题。3．情感、态度与价值观：让学生了解多种电器铭牌，介绍现代科技的突飞猛进，激发学生的学习热情三．教学重点、难点1．重点：交变电流有效值概念。2．难点：交变电流有效值概念及计算。四．教学方法：实验、启发教具：电源、电容器、灯泡“6V，0.3A”、幻灯片、手摇发电机五．教学过程1．引入新课矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向

3、的轴匀速转动时，在线圈中产生了正弦交变电流。如何描述交变电流的变化规律呢？可以用公式法描述。从中性面开始计时，得出瞬时电动势：e=Emsinωt瞬时电流：i=Imsinωt瞬时电压：u=Umsinωt其中Em=NBSω交变电流的大小和方向都随时间做周期性变化，只用电压、电流描述不全面。这节课我们学习表征正弦交变电流的物理量。2．进行新课（1）周期和频率请同学们阅读教材，回答下列问题：①什么叫交变电流的周期？②什么叫交变电流的频率？③它们之间的关系是什么？④我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？交变电流完成一次周期性的变化所用的时

4、间，叫做交变电流的周期，用T表示。交变电流在1s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率，用f表示。T=我国使用的交变电流频率f=50Hz，周期T=0。02s。（2）交变电流的峰值（Em，Im，Um）交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流或电压变化幅度。［演示］电容器的耐压值将电容器（8V，500μF）接在学生电源上充电，接8V电压时电容器正常工作，接16V电压时，几分钟后闻到烧臭味，后听到爆炸声。电容器的耐压值是指能够加在它两端的最大电压，若电源电压的最大值超过耐压值，电容器可能被击

5、穿。但是交变电流的最大值不适于表示交变电流产生的效果，在实际中通常用有效值表示交变电流的大小。思考与讨论：0～0.2s、0.2～0.5s、0.5～0.8s、0.8～1s这四个阶段电流大小不变化，分别计算出热量，然后加起来。由解得J；J；J；J所以，1s内电阻R中产生的热量为J由解得，A=1.67A（3）有效值（E、I、U）让交变电流和直流电通过同样的电阻，如果它们在相同时间内产生热量相等，把直流电的值叫做交变电流的有效值。通常用大写字母U、I、E表示有效值。正弦交变电流的最大值与有效值有以下关系：I==0.707ImU==0.70

6、7Um［强调］①各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值。②交变电流表（电压表或电流表）所测值为有效值。③计算交变电流的功、功率、热量等用有效值。3．小结：本节课主要学习了以下几个问题：（1）表征交变电流的几个物理量：周期和频率、峰值和有效值。（2）交变电流的周期与频率的关系：T=。（3）正弦式交变电流最大值与有效值的关系：I=，U=。六．知识总结与迁移：（1）表征交变电流大小物理量：瞬时值(e、u、i)；最大值(峰值)(Em、Um、Im)；有效值(E、U、I)①瞬时值：表示正弦交流电的电动势e、电流i、电压u随时间t(或角度ω

7、t)的变化规律．Ⅰ．若从线圈转至中性面开始计时，则正弦交流电的瞬时值的数学表达式为：感应电动势e=________________；电压u=________________；电流i=________________．Ⅱ．若从线圈转至与磁感线平行的位置开始计时，则瞬时值的数学表达式为：感应电动势e=________________；电压u=________________；电流i=________________．②最大值(也叫峰值)：表示交变电流的电流强弱或电压高低的变化范围．Ⅰ．交变电流的最大值(Em、Um、Im)是交变电流在一

8、个周期内所能达到的____________．Ⅱ．正弦式交变电流的最大值与有效值的关系为Em=_____E；Um=_____U；Im=_____I．Ⅲ．电容器的耐压值指的就是该电容器所允许加的电压的_______值．③有效值：表示交变电流所产生的效果