2015年高中物理 5.2 描述交变电流的物理量教案 新人教版选修3-2
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:e??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
msin?t,i?Imsin?t.应当注意
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φmota( )εmotb( )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=T时,磁通量4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
m图152e=εsinωt。
m4.例题
例1:有一正弦交流电源,电