第二節(jié) 表征交變電流的物理量 - 江西教師網(wǎng)

1、表征交變電流的物理量2022年5月26日星期四一、素質(zhì)教育目標(biāo)(一)知識(shí)教學(xué)點(diǎn)1復(fù)習(xí)上節(jié)課知識(shí)，并推出m=BS mNBS2理解交變電流的周期、頻率含義，掌握它們相互間關(guān)系3理解交變電流有效值的意義，會(huì)應(yīng)用正弦式交變電流有效值公式對(duì)純電阻電路的電壓、電流進(jìn)行有關(guān)計(jì)算4能利用有效值定義計(jì)算某些交變電流的有效值(二)能力訓(xùn)練點(diǎn)1培養(yǎng)學(xué)生閱讀、理解及自學(xué)能力。2培養(yǎng)學(xué)生將知識(shí)進(jìn)行類比、遷移的能力。3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。4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。5訓(xùn)練學(xué)生由特殊到一般的歸納、演繹思維能力。6努力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力。(三)德育滲透點(diǎn)1由用

2、電器銘牌，可介紹我國(guó)近幾年的經(jīng)濟(jì)騰飛，激發(fā)學(xué)生愛國(guó)精神和為建設(shè)祖國(guó)發(fā)奮學(xué)習(xí)的精神。2讓學(xué)生體會(huì)對(duì)稱美。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法1交變電流有效值概念既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)，通過計(jì)算特殊形式的交變電流的有效值來體會(huì)和掌握它的定義2交變電流瞬時(shí)值確定使學(xué)生感到困難，通過例題分析使學(xué)生學(xué)會(huì)借助數(shù)學(xué)工具處理解決物理問題的能力三、課時(shí)安排1課時(shí)四、教具準(zhǔn)備投影機(jī)、幻燈機(jī)、手搖發(fā)電機(jī)、導(dǎo)線若干、萬用電表(25只)燈泡“220V、100W”(25只)五、學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)1學(xué)生通過計(jì)算分析得出：矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁感線的任一軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)mBS。2學(xué)生通過知識(shí)類比知道描述交變電流的周期性

3、變化特點(diǎn)必須要引入周期T、頻率f來表示變化的快慢。3通過演示實(shí)驗(yàn)觀察掌握瞬時(shí)值、最大值、有效值概念。4學(xué)生通過再次使用萬用電表，熟練基本儀器的使用和正確讀數(shù)。5通過練習(xí)鞏固加深對(duì)交流電圖象的認(rèn)識(shí)和有效值的理解。六、教學(xué)步驟(一)明確目標(biāo)掌握描述交變電流的各物理量的內(nèi)涵和外延(二)重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程復(fù)習(xí)引入通過上節(jié)課學(xué)習(xí)，我們知道矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線框中產(chǎn)生了正弦式交流電。我們是怎樣描述交變電流的變化規(guī)律呢？公式法emsint IImsint(中性面開始計(jì)時(shí))i/A其中m2Bl1vl1為切割邊ab、cd長(zhǎng)度。 而v則是ab邊繞O軸(O軸為過bc邊、ad邊中點(diǎn)的直線)以角

4、速若線框繞ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)呢？mbtBl1 v1Bl1 l2BS若線框繞O1 O2軸(均垂直磁感線)轉(zhuǎn)動(dòng)呢？mBS啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生回答，矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中只要繞垂直磁感線的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為mBS若有n匝線框則mnBS矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周過程中，只有兩個(gè)時(shí)刻處在最大值，不同時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值不同。顯然交變電流是較為復(fù)雜的，那用什么物理量來描述交變電流呢？(若時(shí)間不夠，mBS的推導(dǎo)放至習(xí)題課進(jìn)行)新課教學(xué)交變電流是周期性變化的，用什么來描述周期性變化的快慢呢？周期(T)交流電完成一次周期性變化所需時(shí)間頻率(f)1秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)它們關(guān)系如何？各自單位？T1/f

5、，T秒(s)，f赫茲(Hz)描述交變電流變化快慢的物理量除周期，頻率外，還有什么物理量？轉(zhuǎn)速n(轉(zhuǎn)/秒)，角速度(弧度/秒)那它們間又有什么關(guān)系呢？T=2/ f/22/T2f=2n 交變電流不同時(shí)刻，瞬時(shí)值不同，但我們用什么來表示交變電流平均的效果呢？如果初溫相同，同時(shí)加熱相同時(shí)間燒開。即通過相同電阻在相同的時(shí)間里甲圖直流電與乙圖交變電流產(chǎn)生了相同熱量，我們把此時(shí)直流電壓稱為交變電流電壓的有效值。那如何定義交變電流的電流有效值呢？有效值定義讓交流電和直流電通過同樣阻值的電阻，如果它們?cè)谕粫r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等。這一交流電的電流有效值就跟這個(gè)直流電的電流相等。有效值是交變電流一個(gè)非常重要的物理量

6、，它根據(jù)電流熱效應(yīng)來定義，電流產(chǎn)生的平均效果。正弦式交變電流的有效值與最大值間有什么關(guān)系呢？同時(shí)交代學(xué)生最大值、有效值、瞬時(shí)值的符號(hào)表示通常我們說的市電220V即為有效值請(qǐng)同學(xué)們用萬用電表測(cè)量學(xué)生電源交流輸出10V時(shí)，交流電壓表的讀數(shù)。教師提示注意選檔、量程、正確讀數(shù)等問題。請(qǐng)同學(xué)們將“220V、100W”燈泡接至學(xué)生電源交流10V輸出的兩端，測(cè)出此時(shí)通過燈泡的電流強(qiáng)度并觀察燈泡亮度。請(qǐng)學(xué)生回答為什么燈泡幾乎不亮？強(qiáng)調(diào)凡是沒有說明時(shí)，所指的均為有效值各類交流電表所測(cè)的值也為有效值各類用電器銘牌所示值也為有效值幻燈顯示1某用電器兩端允許加的最大直流電壓是100V，能否把它接在交流電壓100V電路

7、里？為什么？2照明用交流電壓是200V，動(dòng)力提供線路的電壓是380V，它們的有效值、最大值各是多少？若用電壓測(cè)得，測(cè)得值各是多大？提問個(gè)別學(xué)生，及時(shí)糾正，并給出正確答案幻燈顯示1一電壓U10V的直流電通過電阻R，在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生熱量與一交流電通過電阻R/2時(shí)在同一時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量相同則該交流電壓的有效值為2請(qǐng)寫出下列各圖的周期、頻率、最大值、有效值。甲乙兩圖有效值相同，說明正弦式交變電流的有效值與最大值的關(guān)系與頻率無關(guān)。學(xué)生求解丙圖的有效值時(shí)遇到了問題。交變電流有效值是表示交變電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)的平均效果，就是平均值嗎？我們應(yīng)該從有效值的定義入手，相同時(shí)間可取半個(gè)周期嗎？為什么？有效值表示交變電流產(chǎn)

8、生平均效果，用半個(gè)周期無法體現(xiàn)出來。又由于它具有周期性特點(diǎn)，相同時(shí)間必須取周期整數(shù)倍，一般為了方便計(jì)算，只取一個(gè)周期便可以。師生共同完成以下步驟Q直=I2Rt2I2RQ交Q直50R2I2RI5A可以用這種方法去計(jì)算正弦式交變電流的有效值嗎？為什么？不可以?，F(xiàn)有知識(shí)無法求得交變電流在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量?；脽麸@示5試電筆上的氖管，起輝電壓86.6V，若將其接在電壓為70.7V頻率為50Hz的交流電路，氖管能發(fā)光嗎？在1秒內(nèi)有多少時(shí)間發(fā)光？70.7V是什么電壓？ 該交流電壓最大值為多少？周期又為多少？交變電流的圖象如何？表達(dá)式如何？70.7V是有效值氖管會(huì)發(fā)光解 作出交變電流的U-t圖 UUmsint100sinl00t伏設(shè)電壓為70.7V對(duì)應(yīng)時(shí)刻為t1代入公式即70.7V100sin100t1t10.0025s由圖象對(duì)稱性知，氖管發(fā)光時(shí)間為t4(t1-0)0.01s(四)總結(jié)、擴(kuò)展1全面詳細(xì)描述交變電流的公式和圖像、最大值、有效值、周期、頻率等物理量是描述交變電流某一方面的特性的。2由圖象和公式均可求出最大值、周期、有效值、頻率等物理量。反之，由最大值、周期等也可求出交變電流的公式及圖象。3思考題這種圖象的交變電壓有效值能求嗎？七、布置作業(yè)P114 P354 補(bǔ)充 求出下圖交變電