2022年描述交变电流的物理量教学设计3.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 物理选修 32 第五章 交变电流第 2 节 描述交变电流的物理量一、教材分析1要让同学知道,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如：周期和频率表示交变电流周期性变化的快慢,最大值表 明交变电流在变化过程中所能达到的最大数值,反映了交变电流的变化范畴2交变电流的有效值表示交变电流产生的平均成效,是教学的重点,也是教学的难点第一要使同学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,它产生的成效也随时间而变化,而有用中经常只要知道它的平均成效就可以了为此引入有效值的概念；进

2、而让同学知道怎样衡量交变电流的平均成效,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成效,从而明确有效值的物理意义3要让同学知道,提到交变电流的电压、电流、电动势时,假如不加特殊说明,通常指的都是 交变电流的有效值,电表测量的数值,也都是有效值二、教学目标1学问与技能：（1）懂得什么是交变电流的最大值和有效值,知道它们之间的关系；（2）懂得交变电流的周期、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：让同学明白多种电器铭牌,介绍现代科技的突飞猛进,激发同学的学习热忱；三、教学重点交变电流有效

3、值概念四、教学难点沟通电有效值概念及运算五、教学策略正弦电流的有效值和最大值的关系,课本中是直接给出的,不要求加以证明但它非常有用,应 要求同学记住仍要让同学明确地知道,这一关系只对正弦式电流成立,对其他波形的交变电流并不 成立；六、教学资源1演示器材：2课件：3音像文件：4图片资料：如干 5多媒体教学设备一套名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 七、教学过程凡在小事上对真理持轻率态度的人,在大事上也是不足信的；（一）引入新课（复习引入） 爱因斯坦（美国）交变电流的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时

4、,在线圈中产生正弦交变电流；交变电流的变化规律：方向变化规律： 线圈平面每经过中性面一次,感应电流的方向就转变一次,线圈转动一周,感应电流 的方向转变两次；大小变化规律：从中性面开头计时：eNBSsintEmsintt从垂直于中性面开头计时：eNBScostEmcos今日我们来学习描述交变电流的物理量；（二）进行新课【老师活动】 1周期和频率：在手摇沟通发电机中,线圈转动一周,电压、电流都完成一次周期性变化；周期： 交变电流完成一次周期性变化所需的时间,用 T 表示,单位是 s；1s 内完成周期性变化的次数,用 f 表示,单位是 Hz；频率： 交变电流在关系：f 1 线圈转动的角速度 与频率

5、f 的关系：2 f T 我国工农业生产和生活用的交变电流：周期是 002s,频率是 50Hz；在每秒钟内,电 流的方向变化 100 次；【老师活动】 2峰值和有效值：峰值： 交变电流的最大值（Im和Um）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强弱或电压高低；有效值： 依据电流的热效应来规定：使沟通和恒定电流通过相同阻值的电阻,假如它们在相 同时间内产生的热量相等,就把这一恒定电流的数值叫做这个沟通的 有效值；有效值与峰值的关系：对于正弦式交变电流：IIm0.707ImUUm0.707 Um22非正弦式交变电流的有效值,需按有效值的定义运算；沟通用电设备上所标的额定

6、电压和额定电流是有效值；沟通电压表和沟通电流表的示数 是有效值；交变电流的数值在无特殊说明时都是有效值（如照明电压 220V 和动力用电380V ）；运算沟通电通过导体产生的热量、热功率及保险丝的熔断电流时为有效值；电容器的耐压值要高于交变电压的最大值；【老师活动】 有效值与平均值的区分：名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 有效值是依据电流的热效应规定的；平均值是交变电流的物理量（e、i、u）对时间的平均值,Ent,求得平均电动势就可求得平均电流I 和平均电压 U ；不能用平均值；在运算交变电流通过导体产生热量、热功率

7、时只能用交变电流的有效值,在运算通过导体的电荷量时,只能用交变电流的平均值,而不能用有效值；【例 1】如下列图的是表示一交变电流通过阻值为 10 的电阻 R 时随时间变化的图象,就该电流的有效值为A,电阻 R 的热功率为 W,在一个周期内电流做功 J；分析与解答：取一个周期 T 的时间：2 T 2 T 2 4 2 R 3 2 R I RT I 5 A2 2沟通电路中的电功率、电功是用电流和电流的有效值来运算的, P=I2R=5 210W=250W ,W=I 2RT=5 210002J=5J 电流的有效值依据电流的热效应来规定,与电流的方向无关,一般是以一个周期的时间来确定有效值的；【例 2】如

8、下列图（ a）、（b）分别是正弦半波电压波形和正弦单向脉动电压波形,请分别求出它们的有效值；分析与解答： 如将半波交变电压加到电阻R 两端,在一个周期内产生的焦耳热是全波交变电压的1/2,即U2T1Um2TU1Um2R2R2如将单向脉动电压加到电阻 向无关,所以其有效值跟R 两端,因电流的热效应与电流方正弦交变电压的有效值相同,即U1Um；2【例 3】如图表示一沟通随时间变化的图像,求此沟通的有效值；名师归纳总结 分析与解答：22RT42R1TI2RTVR第 3 页,共 5 页2222ab=cd=40cm,bc=ad=20cm,共 50 匝,I5A【例 4】沟通发电机矩形线圈的边长- - -

9、- - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 线圈电阻 r=1 . ；线圈在 B=02T 的匀强磁场中,绕垂直磁场方向的轴OO 以100r/s 的转速匀速转动,外接电阻 R=9. ；求： 1电压表读数； 2电阻 R上的电功率；分析与解答： （1） Em=NBS=500 204021002 V=160 V I= E m 160A=8 2 A 2 R r 2 10U=IR=72 2 V 1018V （2）P=UI =72 2 8 2 W=1152 W （三）本课小结：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、频率、最大值、有效值；（2）沟通电的周期与频率

10、的关系：TI1Im,UUmf正弦式沟通电最大值与有效值的关系：22（3）有效值和平均值的区分八、教学评判1关于交变电流的几种说法正确选项A 使用交变电流的电气设备上所标的电压电流值是指峰值B沟通电流表和沟通电压表测得的值是电路中的瞬时值C跟交变电流有相同热效应的直流电的值是沟通的有效值D通常照明电路的电压是 220 伏,指的是峰值；2一只矩形线圈在匀强磁场中转动产生的沟通电动势 e10sin4 t V 就A 沟通的频率是 4 HzB当 t0 时线圈平面跟磁感线垂直C当 t0 5s 时, e 有最大值D沟通的周期是 05s3一正弦式电流的有效值为 3A ,频率为 50Hz,就此沟通电路的瞬时值表

11、达式可能是：A i 3sin314t A Bi3 2 sin314t A Ci3sin50t A DI =3 2 sin50t A 4一根电阻丝接入 100V 的电路中,在 1min 内产生的热量为Q,同样的电阻丝接入正弦式电流路中在 2min 内产生的热量也为 Q,就该沟通电路中的电压峰值为A1414VB100VC707VD50V 5（ 08 广东卷）小型沟通发电机中,矩形金属线圈在匀强磁名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 场中匀速转动；产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如下列图,此线圈与一个 R10 的电阻构成

12、闭合电路,不计电路的其他电阻,以下说法正确选项A交变电流的周期为 0125 B交变电流的频率为 8Hz C交变电流的有效值为 2 A D交变电流的最大值为 4A 6假如把一个电容器接在日用照明 220 伏电压电路中,要保证它不被击穿,它的耐压值至少为 _；7一只标有 “220V 100W ”的电炉,接入 U156sin314tV 的电路上问1 与电炉串联的沟通电流表、并联的沟通电压表的读数各为多大？2 电炉的实际功率多大；8有一电阻加在它两端的电压U282sin100 tV 实际消耗的电功率200W ,求通过该电阻的交变电流有效值和瞬时值；1 C 2BD 3、B 4B 5C 6311v名师归纳总结 7解：先求出156V 的有效值 U156 /2 110V,i2 sin100 t A第 5 页,共 5 页即为沟通电压表的读数；后求电炉的电阻R220 2/100484 IU/R110/4840227A 即 沟通电流表的读数；依据 PI2R0 227 2 484 25W 即电炉的实际功率；8解： 1先求沟通电的有效值UUm 依据 I U 2 P 200=1A 28222后求出沟通电压的峰值Im2 I2 A 就交变电流的瞬时值- - - - - - -