【教学设计】《2．描述交变电流的物理量》（人教）

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1、《2．描述交变电流的物理量》◆教材分析教材把交流电与直流电对比说明，描述交流电的特性需要一些新的物理量.交流电的电动势、电压、电流是随时间变化的，教材介绍了用公式法和图象描述交流电如何随时间变化的方法，我们可向学生说明，这种描述是详细、全面的，但应用时常常不方便.实用中经常需要知道交流电某一方面的特性，因此需要引入反映交流电某一方面特性的物理量.如：最大值说明交流电在变化过程中所能达到的最大数值，反映了交流电变化的范围；交流电是周期性变化的，周期、频率说明交流电变化的快慢；有效值说明交流电产生的平均效果.教学中的难点是交流电有效值的概念，这也是教学重点.为了引入有效值，

2、可以提出：交流电随时间变化，产生的效果也随时间变化.但实用上常常只要知道交流电的平均效果就可以了，怎样衡量交流电的平均效果呢？可以配合做一个演示实验：用两个相同的小电珠A、B，一个接在直流电源上，一个接在交流电源上，让两个小电珠发光情况相同.同学通过观察和思考了解：B灯通过的是交流电流，大小、方向随时间变化，但在相同时间内交流电流与直流电流产生的热量相同，所以B灯发光与A灯相同.我们引导学生得出：通过A灯的直流电流I与通过B灯的交流电流i产生的效果相同，可以把直流电流的大小I作为衡量交流电流i产生的平均效果.在此基础上给出有效值比较准确的定义，并让学生进一步体会有效值的

3、物理意义是什么？有效值与最大值的关系教材是直接给出的，教材不要求证明的关系，但我们要使学生了解I＜Im和I≠。有效值的物理意义、有效值与最大值的关系非常重要，要让学生很好地了解和熟悉.有必要强调说明交流电的有效值用得很多，因此，如果不加特别的说明，提到交流电的电流、电压、电动势时，指的都是有效值.交流电表测得的电流、电压也是有效值.还可考虑分别用直流电流表、交流电流表和直流电压表、交流电压表测量刚才的A、B灯的电流、电压，让学生看到两者的数值相同，并让学生说出交流电的最大值。我们可考虑让学生对交流电的描述作小结，使学生明确：全面、详细描述交流电的是公式和图象；最大值、有

4、效值、周期、频率等物理量是描述交流电某一方面的特性的.根据交流电的图象、公式可知最大值、周期，从而可知有效值、频率。◆教学目标【知识与能力目标】1．理解什么是交变电流的峰值和有效值，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。【过程与方法目标】能应用数学工具描述和分析处理物理问题。【情感态度价值观目标】让学生了解多种电器铭牌，介绍现代科技的突飞猛进，激发学生的学习热情。◆教学重难点◆【教学重点】交变电流有效值概念。【教学难点】交变电流有效值概念及计算。◆课前准备◆多媒体课件、电源、电容器、灯泡“6V，0

5、.3A”、手摇发电机。◆教学过程［新课导入］上节课讲了矩形线圈在匀强磁场中转动，在线框中产生了正弦式交变电流流。如何描述它的变化规律呢？1．公式法：从中性面开始计时。瞬时电动势e＝Emsinωt，其中Em＝NBSω瞬时电流i＝Imsinωt瞬时电压u＝Umsinωt2．图象法：恒定电流不随时间而变化，要描述电路中的电流或电压，只要指出电流或电压的数值就够了。交变电流的电流或电压，大小和方向都随时间作周期性的变化，只用电压、电流描述还不全面。要描述它们，需要的物理量就要多些。下面学习表征交变电流特征的其他物理量。［新课教学］一、周期和频率阅读教材回答：（1）什么叫交变电流

6、的周期？（2）什么叫交变电流的频率？（3）它们之间的关系是什么？（4）我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？跟任何周期性过程一样，交变电流也要用周期或频率来表示变化的快慢。1．周期如何描述交变电流周期性？线圈匀速转动一周，电动势、电流都按正弦规律变化一周。交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变电流的周期，通常用T表示，单位是s。2．频率交变电流在1s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率，通常用f表示，单位是赫兹（Hz）。频率是供电质量的重要指标。3．周期和频率的关系根据定义，周期和频率的关系是T＝或根据三角函数知识知道，在i＝Imsinωt的表达式中，ω

7、等于频率的2π倍，即ω＝2πf。【演示】把小灯泡接到手摇发电机上，转子转速由慢到快时，小灯泡闪烁的f由小到大，当转速大到一定程度时，由于视觉暂留，眼睛已不能分辨灯光的闪烁。(指出，这就是为什么照明电路用交流，而灯泡亮时看不见一闪一闪的原因)周期和频率都是表示交变电流变化快慢的物理量。我国工农业生产和生活用的交变电流，周期是0.02s，频率是50Hz，电流方向每秒改变100次。二、峰值和有效值1．峰值（1）峰值交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，叫做交变电流的峰值。通常用Im、Em和Um表示最大值。（2）意义表示交变电流电流的强弱或电压