描述交變電流的物理量教學(xué)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上描述交變電流的物理量教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析本節(jié)教學(xué)要讓學(xué)生知道，上節(jié)用圖像對交變電流的描述是全面的、細(xì)致的。由于交變電流的電壓、電流等的大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化，就需要一些特殊的物理量來描述它在變化中的不同方面的特征。這就是本節(jié)要提到的描述交變電流的物理量。二、學(xué)情分析學(xué)生是教學(xué)過程中的主體，這個(gè)時(shí)候的學(xué)生已經(jīng)知道了交變電流的一些特點(diǎn)和一些描述物理量，但是大多數(shù)學(xué)生的抽象思維和空間想象能力還比較低，對物理現(xiàn)象和知識的理解、判斷、分析、和推理常常表現(xiàn)出一定的主觀性、片面性、和表面性，這就要求在教學(xué)過程中合理安排、指導(dǎo)和引導(dǎo)學(xué)生突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，提高學(xué)生分析、歸納、

2、及抽象思維能力。三、教學(xué)目標(biāo)1知識目標(biāo)：（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2能力目標(biāo)：（1）培養(yǎng)學(xué)生閱讀、理解及自學(xué)能力（2）使學(xué)生理解如何建立新的物理概念而培養(yǎng)學(xué)生處理解決新問題能力（3）培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具處理解決物理問題的能力3情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)：（1）由用電器銘牌，可介紹我國近幾年的經(jīng)濟(jì)騰飛，激發(fā)學(xué)生愛國精神和為建設(shè)祖國發(fā)奮學(xué)習(xí)的精神（2）讓學(xué)生體會(huì)對稱美四、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

3、重點(diǎn)：交流電的有效值、最大值、頻率、周期的理解和計(jì)算難點(diǎn)：1、交流電的有效值的理解2、交變電流“四值”物理意義及應(yīng)用范圍的區(qū)分。五、教學(xué)方法1、啟發(fā)式綜合教學(xué)法 2、學(xué)案導(dǎo)學(xué)六、課內(nèi)探究（一）預(yù)習(xí)檢查檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對性。（二）復(fù)習(xí)引入師1：上節(jié)課講了矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在線圈中產(chǎn)生了正弦交變電流。如何描述交變電流的變化規(guī)律呢？生1：可以用公式法描述。從中性面開始計(jì)時(shí)，得出瞬時(shí)電動(dòng)勢：e=Emsint，瞬時(shí)電流：i=Imsint瞬時(shí)電壓：u=Umsint其中Em=NBS生2：可以用圖象法描述。如圖所示：師2：情景引入 把

4、小燈泡接在手搖交流發(fā)電機(jī)模型的輸出端，當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，我們看到小燈泡發(fā)光的閃爍非常明顯。為什么照明電是交變電流，而電燈亮?xí)r卻看不見一閃一閃的現(xiàn)象？要回答這個(gè)問題，必須學(xué)習(xí)下一節(jié)課的內(nèi)容。（三）進(jìn)行新課師線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一整圈，交變電流就完成一個(gè)周期性變化。這說明，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)速度越快，交變電流周期性變化的越快。交變電流與恒定電流比較具有不同的特點(diǎn)，用那些量來描述交變電流呢？1交變電流的周期和頻率。交變電流跟別的周期性過程一樣，是用周期或頻率來表示變化快慢的。（1）周期：我們把交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間，叫做交變電流的周期。周期用T表示，單位是s。（2）頻率：交變電流在1s內(nèi)完成周期

5、性變化的次數(shù)，叫做交變電流的頻率。頻率用f表示，單位是Hz。（3）周期和頻率的關(guān)系是：類比聯(lián)系：我們以前學(xué)過那種典型的周期性運(yùn)動(dòng)？在周期和頻率的定義上有什么區(qū)別和聯(lián)系。通過與勻速圓周運(yùn)動(dòng)的比較，讓學(xué)生感受物理規(guī)律內(nèi)在的和諧與同一性。課堂練習(xí)：我國生活用電的規(guī)律表達(dá)式V，周期T_s，頻率f= _Hz，角速度_rad/s，在1s內(nèi)電流的方向變化_次?；仡櫧忉專寒?dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速由小增大時(shí)，小燈泡發(fā)光的閃爍頻率也由小增大，當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大到一定程度，由于交變電流的大小和方向變化太快，由于人眼存在視覺暫留的緣故，所以眼睛已不能分辨燈光的閃爍。這就是為什么照明電是交變電流，而電燈亮?xí)r看不見一閃一閃的原因。2、交

6、變電流的峰值和有效值 （1）交變電流峰值（ Im、Em 、Um）：指交變電流各個(gè)參量一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的最大值。表示交變電流的強(qiáng)弱或電壓的高低，實(shí)際中需要考慮。例如：電容器接在交流電路中，應(yīng)需要知道交變電壓的最大值，電容器的額定電壓應(yīng)高于交變電壓的最大值，否則電容器有可能被擊穿。（2）交變電流有效值（I、E、U）：思考討論如圖所示的電流通過一個(gè)R=1的電阻，它不是恒定電流。a）、怎樣計(jì)算通電1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量?解析：圖象反映的交變電流可以分為4段。前半個(gè)周期中，0-0.2S內(nèi)，可看成電流大小為1A的恒定電流，0.2S-0.5S內(nèi)，可看成電流大小為2A的恒定電流.后半個(gè)周期的電流與前半個(gè)周

7、期方向相反，但產(chǎn)生熱量相同。交流電的熱量： b）、如果有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過電阻R，也能在1s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱，這個(gè)電流是多大? 恒定電流的熱量： 精講點(diǎn)撥 1） 有效值：（抓三個(gè)相同）讓交流與恒定電流通過相同的電阻，如果它們在一個(gè)周期內(nèi)內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，把恒定電流的值叫做這個(gè)交變電流的有效值。2） 正弦交流電有效值與最大值之間的關(guān)系3）在自主學(xué)習(xí)過程中體會(huì)研究物理問題的一個(gè)重要思想等效思想的應(yīng)用。說明 以上關(guān)系式只適用于正弦或余弦交流電；交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的。引入有效值的的概念便于把處理恒定電流的一些方法拓展到交流電中。（1）各種使用交變電流的電器設(shè)備上所示

8、值為有效值。（2）交變電流表（電壓表或電流表）所測值為有效值。（3）計(jì)算交變電流的功、功率、熱量等用有效值。（4）交變電流的數(shù)值在無特別說明時(shí)都是指有效值。（四）典例探究例1、. 某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與時(shí)間的關(guān)系，如圖所示，如果其它條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則交流電動(dòng)勢的最大值和周期分別變?yōu)?（ B ） A400V，0.02s B200V, 0.02 C400V, 0.08s D200V, 0.08s變式訓(xùn)練1如圖所示為某正弦交流電流的圖像，求其峰值、周期和角速度，并寫出該電流的瞬時(shí)值表達(dá)式。解析：Im 20A ,T0.02s100 rad/s電流的瞬時(shí)表達(dá)式為i20sin100t

9、(A)例2、如圖表示一交流隨時(shí)間變化的圖像，求此交流的有效值。變式訓(xùn)練2現(xiàn)有一交流電隨時(shí)間而變化的圖象，其中電流的正值為正弦曲線的正半周，其最大值為4A，則該交流電的有效值為多大? 學(xué)生板演解析：交變電流一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量 恒定電流的熱量 由有效值定義知 解之 A教師點(diǎn)評求解交流電的有效值要抓三個(gè)相同：相同的時(shí)間、相同的電阻、相同的熱量，對于多個(gè)過程要用分段法。歸納總結(jié) 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)你能夠說出“瞬時(shí)值、峰值、有效值、平均值”四值的區(qū)別嗎？物理含義重要關(guān)系適用情況瞬時(shí)值交變電流某一時(shí)刻的值eEmsintiImsint計(jì)算線圈某一時(shí)刻的受力情況峰值交變電流所能達(dá)到的最大值 Em=NBSIm=

10、確定用電器的耐壓值有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流值，(1)計(jì)算與電流熱效應(yīng)相關(guān)的量(如功率、熱量)(2)交流電表的測量值(3)電氣設(shè)備標(biāo)注的額定電壓、額定電流(4)保險(xiǎn)絲的熔斷電流平均值交變電流在某段時(shí)間內(nèi)的平均大小計(jì)算通過電路截面的電量（五）課堂檢測1、某交流電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示，則此交流電的頻率是_Hz。若將該電壓加在10uF的電容器上，則電容器的耐壓值不應(yīng)小于_V；若將該電壓加在一阻值為1K的純電阻用電器上，用電器恰能正常工作，為避免意外事故的發(fā)生，該電路中保險(xiǎn)絲的額定電流不低于_A。 2、圖中兩交變電流通過相同的電阻R。求：（1）分別寫出它們的有效值、周期和頻率。（2）計(jì)算它們在R上產(chǎn)生的功率之比。（六）課堂小結(jié)1、最大值（峰值）： Em Um m 2、瞬時(shí)值： u i e3、周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間。4、頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。5、有效值： E U I 1）定義：根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，讓交流電和直流通過相同阻值的電阻，如果他們在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。2）正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系：I=0.707Im U=0.707（七）板書設(shè)計(jì)描述交變電流的物理量一、表征變化快慢的物理量1、周期 2、頻率 3、角頻