物理《描述交变电流的物理量》教案（新人教选修-）

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1、教学课题：描述交变电流有物理量一．教学目标【知识和技能】1.理解交变电流的周期、频率含义，掌握它们相互间关系，知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小．2、理解交变电流的最大值和有效值的意义，知道它们之间的关系，会应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算．3、能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值【过程和方法】1、培养学生阅读、理解及自学能力．2、培养学生将知识进行类比、迁移的能力．3、使学生理解如何建立新的物理概念而培养学生处理解决新问题能力．4、培养学生应用数学工具处理解决物理问题的能力．5、训练学生由特

2、殊到一般的归纳、演绎思维能力．6、培养学生的实际动手操作能力．【情感、态度、价值观】1、由用电器铭牌，可介绍我国近几年的经济腾飞，激发学生爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神．2、让学生体会对称美．二．教学重点、难点重点：交流电的有效值、最大值、频率、周期的理解难点：1、交变电流有效值概念既是重点又是难点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义。2、交变电流瞬时值确定使学生感到困难，通过例题分析使学生学会借助数学工具处理解决物理问题的能力。三．教学仪器投影仪、交流发电机模型、演示电流表四．教学方法启

3、发式综合教学法五．教学过程引入一、知识回顾（一）、交变电流：　　大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流．如图所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流．如图（b）所示．而（a）、(d)为直流，其中（a）为恒定电流．（二）、正弦交流的产生及变化规律．　　1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的．即正弦交流．　　2、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面．这一位置穿过线圈的磁通量最大

4、，但各边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势．　　3、规律：（1）函数表达式：匝面积为的线圈以角速度转动，从中性面开始计时，则．用表示峰值,则在纯电阻电路中，　　电流：．　　电压：．（2）图象表示：新课1、表征交变电流大小物理量　　①瞬时值：对应某一时刻的交流的值，用小写e、i字母表示.　　②峰值：即最大的瞬时值用大写Em、Im字母表示．　　注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为，即仅由匝数，线圈面积，磁感强度和角速度四个量决定．与轴的具体

5、位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的．　　③有效值：　　ⅰ、意义：描述交流电做功或热效应的物理量　　ⅱ、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值．　　ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是；.　　注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有；的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值．即．　　ⅳ、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电压表的读数是有效值．

6、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值．　　ⅴ、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值．　　④峰值、有效值、平均值在应用上的区别．　　峰值是交流变化中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义．若对含电容电路，在判断电容器是否会被击穿时，则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值．　　交流的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的交流来说，其有效值是一定的．而平均值是由公式确定的，其值大小由某段时间磁通量的变化量来决定，在不同的时间段里是不相同的．如对正弦交流，其正半周或负半周的平均电动势大小为：，而

7、一周期内的平均电动势却为零．在计算交流通过电阻产生的热功率时，只能用有效值，而不能用平均值．在计算通过导体的电量时，只能用平均值，而不能用有效值．　　在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题示不加特别说明，提到的电流、电压、电动势都是指有效值．２、表征交变电流变化快慢的物理量　　①周期：电流完成一次周期性变化所用的时间．单位：s.　　②频率：一秒内完成周期性变化的次数．单位：ＨZ.　　③角频率：就是线圈在匀强磁场中转动的角速度

8、．单位：rad/s.④、角速度、频率和周期的关系：3.交流电的有效值计算例题与练习【例1】一交流电路中的电流变化规律为i=Imsinωt．已知在【分析】电流表的示数表示的是电流的有效值．即即电流表示数为10A．【例2】一交变电流电压表达式为u=20sin314tV，则这个交流电压的峰值Um=____，有效值U=____，周期T=____，频率____．画出它的图象．【分析