高中物理5.2描述交变电流的物理量教案新人教版选修3_2

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1、第二节描述交变电流的物理量教学目标：（一）知识与技能1．理解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．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．（二）过程与方法1、用等效的方法得出描述交变电流的有效值。2、通过演示实验和例题分析使学生正确理解并掌握有效值、最大值的概念。（三）情感、态度与价值观通过对描述交变电流的物理量的学习，体会描述复杂事物的复杂性，树立科学、严谨的学习和认识事物的态度。教学重点：交变电流的有效值．教学难点：对交变电流有效值的理解和相关的计算．教学方法：复习引导、启

2、发、讲授教学用具：白炽灯，电视机、洗衣机、电冰箱的说明书教学过程：（一）引入新课（二）新课教学1.描述交变电流变化快慢的物理量　　(1)．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．　　(2)．频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数，用f表示，单位是Hz．　　二者关系：　我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率为50Hz，电流方向每秒改变100次．2.描述交变电流大小的物理量（1）．峰值峰值在实际中有一定的指导意义，所有使用交流的用电器，其最大耐值应大于其使用的交流电压的峰值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许

3、电压的最大值．　　线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值．（2）．瞬时值它是反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为：，.应当注意必须从中性面开始．（３）．有效值　　定义：使交变电流和恒定电流通过相同阻值的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相等，就把这一恒定电流的电流值I与电压值U叫做这一交变电流的电流与电压的有效值．　　　正弦交变电流的有效值与最大值之间的关系：　　　任何交变电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不适用．　　交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；交流

4、电压表和交流电流表的示数是有效值；交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值．　　有效值与平均值不同　（４）．平均值　交变电流的平均值其数值可用计算．　　在计算交变电流通过导体产生的焦耳热，做功的电功率以及保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值．　　在计算通过导体某一截面的电量时，只能用交变电流的平均值，3.疑难辨析交流电的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的变化率成正比。当线圈在匀强磁场中匀速转动时，线圈磁通量也是按正弦（或余弦）规律变化的，若从中性面开始计时，t=0时，磁通量最大，φ应为余弦函数，此刻变化率为零（切线斜率为零），t=时，

5、磁通量为零，此刻变化率最大（切线斜率最大），因此从中性面开始计时，感应电动势的瞬时表达式是正弦函数，如上图所示分别是φ=φcosωt和e=εsinωt。4.例题例1：有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？解析:由正弦交流电的最大值与有效值U的关系得：Um=120V（≈168V）．交流电的瞬时表达式为U=120sin100tV．当U=U0=60V（≈84V）时，由t1=1/600s．画出一个周期内交流电的U-t图象如图，

6、其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1．可以求得一个周期内能发光的时间：t=T-4t1=一小时内霓虹灯发光的时间为：t=例2：如图表示一交流电随时间而变化的图象．此交流电流的有效值是：　　A.A B.5A C.4A D.3.5A解析:图中所给的交流电流不是正弦交流电．因此这交流电的有效值需根据有效值的定义解决．设某一导体的电阻为R，让此交流电通过该电阻．根据焦耳定律，前半个周期（0.01S）该电流生的热量为，后半周期（0.01S）的热量则为．在一个周期内（）交变电流通过电阻R产生

7、的热量Q=+．设交流电的有效值为I，根据有效值的定义：==+，则有．答案B5.练习（1）、某线圈在匀强磁场中转动所产生的电动势变化规律为e=εsinωt，保持其它条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时所产生的电动势的瞬时表达式为（Ｃ）A、e=2εsin2ωtB、e=2εsinωtC、e=4εsin2ωtD、e=4εsinωt（2）、正弦交流电压的峰值为10V，周期为0.2S，将此电压接在10的电阻上，在0.05s内电阻上产生的热量（Ｄ）A、可能为零B、一定为0.25JC、不可能大于0.25JD、可能小于是0.25J（3）、一交流电

8、流的图象如图所示，由图可知（Ｃ）　A．该交流电流即时值表达式为i＝10sin628tA　B．该交流电流的频率为50Hz　C．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电