高中物理《交變電流》教案3 新人教版選修3-2.doc

教學(xué)課題：交變電流一教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)和技能】1. 理解交變電流的周期、頻率含義，掌握它們相互間關(guān)系，知道我國(guó)生產(chǎn)和生活用電的周期（頻率）的大小2、理解交變電流的最大值和有效值的意義，知道它們之間的關(guān)系，會(huì)應(yīng)用正弦式交變電流有效值公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算3、能利用有效值定義計(jì)算某些交變電流的有效值【過(guò)程和方法】1、培養(yǎng)學(xué)生閱讀、理解及自學(xué)能力2、培養(yǎng)學(xué)生將知識(shí)進(jìn)行類比、遷移的能力3、使學(xué)生理解如何建立新的物理概念而培養(yǎng)學(xué)生處理解決新問(wèn)題能力4、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具處理解決物理問(wèn)題的能力5、訓(xùn)練學(xué)生由特殊到一般的歸納、演繹思維能力6、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力【情感、態(tài)度、價(jià)值觀】1、由用電器銘牌，可介紹我國(guó)近幾年的經(jīng)濟(jì)騰飛，激發(fā)學(xué)生愛(ài)國(guó)精神和為建設(shè)祖國(guó)發(fā)奮學(xué)習(xí)的精神2、讓學(xué)生體會(huì)對(duì)稱美二教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：交流電的有效值、最大值、頻率、周期的理解 難點(diǎn)： 1、交變電流有效值概念既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算特殊形式的交變電流的有效值來(lái)體會(huì)和掌握它的定義。2、交變電流瞬時(shí)值確定使學(xué)生感到困難，通過(guò)例題分析使學(xué)生學(xué)會(huì)借助數(shù)學(xué)工具處理解決物理問(wèn)題的能力。三教學(xué)儀器投影儀、交流發(fā)電機(jī)模型、演示電流表四教學(xué)方法啟發(fā)式綜合教學(xué)法五教學(xué)過(guò)程引入一、知識(shí)回顧（一）、交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流叫做交變電流，簡(jiǎn)稱交流如圖所示（b）、（c）、（e）所示電流都屬于交流，其中按正弦規(guī)律變化的交流叫正弦交流如圖（b）所示而（a）、(d)為直流，其中（a）為恒定電流（二）、正弦交流的產(chǎn)生及變化規(guī)律1、產(chǎn)生：當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交流是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的即正弦交流2、中性面：勻速旋轉(zhuǎn)的線圈，位于跟磁感線垂直的平面叫做中性面這一位置穿過(guò)線圈的磁通量最大，但各邊都未切割磁感線，或者說(shuō)這時(shí)線圈的磁通量變化率為零，線圈中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3、規(guī)律：（1）函數(shù)表達(dá)式： 匝面積為 的線圈以角速度 轉(zhuǎn)動(dòng)，從中性面開始計(jì)時(shí)，則 用 表示峰值 ,則 在純電阻電路中，電流：電壓： （2）圖象表示：新課1、表征交變電流大小物理量瞬時(shí)值：對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻的交流的值，用小寫e、i字母表示.峰值：即最大的瞬時(shí)值用大寫Em、Im字母表示注意：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為 ，即僅由匝數(shù) ，線圈面積 ，磁感強(qiáng)度 和角速度 四個(gè)量決定與軸的具體位置，線圈的形狀及線圈是否閉合都是無(wú)關(guān)的有效值：、意義：描述交流電做功或熱效應(yīng)的物理量、定義：跟交流熱效應(yīng)相等的恒定電流的值叫做交流的有效值、正弦交流的有效值與峰值之間的關(guān)系是 ； .注意：正弦交流的有效值和峰值之間具有 ； 的關(guān)系，非正弦（或余弦）交流無(wú)此關(guān)系，但可按有效值的定義進(jìn)行推導(dǎo)，如對(duì)于正負(fù)半周最大值相等的方波電流，其熱效應(yīng)和與其最大值相等的恒定電流是相同的，因而其有效值即等于其最大值即 、交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值；交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值對(duì)于交流電若沒(méi)有特殊說(shuō)明的均指有效值、在求交流電的功、功率或電熱時(shí)必須用交流電的有效值峰值、有效值、平均值在應(yīng)用上的區(qū)別峰值是交流變化中的某一瞬時(shí)值，對(duì)純電阻電路來(lái)說(shuō)，沒(méi)有什么應(yīng)用意義若對(duì)含電容電路，在判斷電容器是否會(huì)被擊穿時(shí)，則需考慮交流的峰值是否超過(guò)電容器的耐壓值交流的有效值是按熱效應(yīng)來(lái)定義的，對(duì)于一個(gè)確定的交流來(lái)說(shuō)，其有效值是一定的而平均值是由公式 確定的，其值大小由某段時(shí)間磁通量的變化量來(lái)決定，在不同的時(shí)間段里是不相同的如對(duì)正弦交流，其正半周或負(fù)半周的平均電動(dòng)勢(shì)大小為：，而一周期內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)卻為零在計(jì)算交流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱功率時(shí)，只能用有效值，而不能用平均值在計(jì)算通過(guò)導(dǎo)體的電量時(shí)，只能用平均值，而不能用有效值在實(shí)際應(yīng)用中，交流電器銘牌上標(biāo)明的額定電壓或額定電流都是指有效值，交流電流表和交流電壓表指示的電流、電壓也是有效值，解題中，若題示不加特別說(shuō)明，提到的電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)都是指有效值、表征交變電流變化快慢的物理量周期 ：電流完成一次周期性變化所用的時(shí)間單位：s.頻率 ：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)單位：Z.角頻率 ：就是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度單位：rad/s.、角速度、頻率和周期的關(guān)系：3.交流電的有效值計(jì)算例題與練習(xí)【例1】 一交流電路中的電流變化規(guī)律為i=Imsint已知在【分析】 電流表的示數(shù)表示的是電流的有效值即即電流表示數(shù)為10A【例2】 一交變電流電壓表達(dá)式為u=20sin314tV，則這個(gè)交流電壓的峰值Um=_，有效值U=_，周期T=_，頻率_畫出它的圖象【分析】 把已知的交流電壓和標(biāo)準(zhǔn)式相對(duì)照即得【解】 已知電壓u=20sin314t，這個(gè)交流電壓的u-t圖像如圖所示【例3】 如圖表示一交變電流的電流隨時(shí)間而變化的圖像此交流電流的有效值是 【 】【分析】 使此交變電流通過(guò)電阻R，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為設(shè)另一直流電I，通過(guò)同樣的電阻在同樣時(shí)間（T=0.02s）內(nèi)產(chǎn)生的熱量則為:根據(jù)有效值的定義，由Q直=Q交，即這個(gè)直流電流強(qiáng)度，就稱為此交變電流的有效值答 B【例4】 在兩個(gè)阻值相同的電阻上分別通以如圖所示的正弦交變電流和方形波電流，它們的峰值和周期都相同，則兩電阻在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為 【 】A11 B12 C21 D23【分析】 正弦交變電流的有效值為它流經(jīng)電阻R在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為方形波電流經(jīng)過(guò)電阻R在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為【答】 B【說(shuō)明】 計(jì)算熱量時(shí)必須用有效值【例5】 把U0=10V的直流電壓加在阻值為R的電阻上，其發(fā)熱功率交流的峰值為 【 】【分析】 設(shè)這個(gè)交流的有效值為U，由