高中物理教學(xué)課件滬科版選修32物理2.2怎樣描述交變電流課件公開課一等獎?wù)n件省賽課獲獎?wù)n件

2．2如何描述交變電流第1頁課標定位學(xué)習(xí)目標：1.理解什么是交變電流最大值和有效值，懂得它們之間關(guān)系．2．理解交變電流周期、頻率以及它們之間關(guān)系．懂得我國生產(chǎn)和生活用電周期(頻率)大?。?．能應(yīng)用數(shù)學(xué)工具描述和分析處理物理問題．4．掌握交流電有效值計算辦法．重點難點：1.交變電流最大值、有效值、電功率理解及應(yīng)用．2．非正弦交變電流有效值計算．第2頁

關(guān)鍵重點突破課堂互動講練課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練2.2第3頁課前自主學(xué)案一、用哪些物理量描述交變電流1．周期和頻率(1)周期T：交變電流完成一次周期性變化所需要_______．用T表達，單位：______．(2)頻率：交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化次數(shù)．用f表達，單位：___________．時間秒(s)赫茲(Hz)第4頁第5頁2．最大值和有效值(1)交變電流電動勢、電壓和電流在某一時刻數(shù)值，叫做交變電流_______值，一般用小寫字母e、u、i表達．交變電流最大值是它在一種周期內(nèi)所能達成_______數(shù)值，分別用Em、Um、Im表達．也叫做峰值．(2)交變電流有效值是根據(jù)______________來要求，物理學(xué)中要求，讓阻值相等兩個電阻器分別通以直流電和交流電，假如在相同時間內(nèi)產(chǎn)生熱量相等，我們就把這始終流電數(shù)值叫做這個交流電有效值．瞬時最大電流熱效應(yīng)第6頁(3)有效值和峰值關(guān)系理論計算表白，正弦式交變電流有效值與峰值之間有如下關(guān)系：有效值等于其最大值_______．這一關(guān)系只適用于正弦式交變電流．(4)在沒有尤其說明時，一般所說交變電流電壓、電動勢都是指有效值，交流電表測量值也是有效值，交流用電設(shè)備銘牌標出電壓、電流值也是指有效值．第7頁圖2－2－1第8頁二、如何用數(shù)學(xué)辦法描述交變電流1．用圖像描述正弦交變電流隨時間變化情況能夠從圖像上表達出來，圖像描述是交變電流隨時間變化規(guī)律，它是一條正弦曲線，如圖2－2－2所示．從圖中我們能夠找出正弦交變電流_________和________．最大值周期圖2－2－2第9頁2．用函數(shù)式描述正弦交變電流電動勢e、電壓u、電流i隨時間變化規(guī)律分別為e＝Emsinωt，u＝__________、i＝________、式中ω稱為交變電流_______．UmsinωtImsinωt角頻率第10頁關(guān)鍵重點突破一、交變電流最大值和有效值1．交變電流最大值(Imax、Emax、Umax)交變電流各個參量一種周期內(nèi)所能達成最大值，表達交變電流強弱或電壓高低．實際中需要考慮，例如：電容器接在交流電路中，需要懂得交變電壓最大值，電容器額定電壓應(yīng)高于交變電壓最大值，不然電容器也許被擊穿．第11頁2．交變電流有效值(I、E、U)是根據(jù)電流熱效應(yīng)來要求讓交流電和直流電通過相同阻值電阻，假如它們在一種周期內(nèi)產(chǎn)生熱量相等，就把這始終流電數(shù)值叫做這一交流電有效值(如圖2－2－3所示)．假如Q1＝Q2，那么i有效值為I圖2－2－3第12頁第13頁尤其提醒：(1)交流用電設(shè)備上所標額定電壓和額定電流是有效值；交流電壓表和交流電流表示數(shù)是有效值；交變電流數(shù)值在無尤其說明時都是指有效值．(2)交變電流有效值是根據(jù)電流熱效應(yīng)來要求．引入有效值概念便于把處理恒定電流某些辦法拓展到交流電中．(3)計算交變電流功、功率、熱量等用有效值．第14頁即時應(yīng)用

(即時突破，小試牛刀)1.一交變電流波形如圖2－2－4所示，你能利用試驗辦法測得該交變電流有效值嗎？圖2－2－4第15頁解析：第16頁可用如圖所示電路測該交變電流有效值．圖中R為兩個完全相同電熱器，電熱器R上帶有溫度顯示屏，控制R1阻值，當兩個R上溫度相同步讀取電流表示數(shù)I，即為該交變電流有效值．答案：見解析第17頁二、用數(shù)學(xué)辦法描述交變電流1．交流電圖像(1)圖像，如圖2－2－5所示，交流電變化規(guī)律能夠用圖來表達，在直角坐標系中，橫軸表達線圈平面跟中性面夾角(或者表達線圈轉(zhuǎn)動通過時間t)，縱坐標表達感應(yīng)電動勢e(感應(yīng)電流i)．第18頁圖2－2－5第19頁(2)圖像分析辦法應(yīng)用注意事項．①看清兩軸物理量物理意義，分清是何種圖像．②分析“斜率”“截距”“點”表達物理意義．③掌握“圖與圖”“圖與式”和“圖與物”間對應(yīng)關(guān)系．2．用函數(shù)式描述交變電流(1)體現(xiàn)式正弦式交變電流電壓u、電流i函數(shù)體現(xiàn)式為u＝Umaxsinωt，i＝Imaxsinωt其中Umax為交流電壓最大值，Imax為交變電流最大值，ω稱為角頻率，ωt為線圈平面和中性面夾角．第20頁尤其提醒：交流電隨時間t變化規(guī)律不再是簡單正百分比關(guān)系，因此借助圖像法來分析研究比單純用代數(shù)辦法更簡捷、直觀．第21頁圖2－2－6第22頁答案：50

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0.057s第23頁課堂互動講練交變電流有效值計算類型一例1 (2023年銅川高二檢測)圖2－2－7所示為一交變電流隨時間變化圖像，則此交變電流有效值是多少？圖2－2－7第24頁第25頁第26頁交變電流有效值和平均值應(yīng)用類型二例2

如圖2－2－8所示，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，線圈電阻為r，在磁感應(yīng)強度為B勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R.當線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°過程中，求：(1)通過電阻R電荷量q；(2)線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流最大值是NBSω，則電阻R上所產(chǎn)生焦耳熱Q是多大？第27頁圖2－2－8第28頁第29頁第30頁【辦法總結(jié)】對交變電流要注意其“四值”含義及適用情況．(1)交變電流最大值由線圈匝數(shù)、線圈面積、磁感應(yīng)強度和角速度決定，與線圈形狀、所處位置無關(guān)，討論用電器耐壓值時，應(yīng)考慮交變電流最大值；(2)瞬時值與線圈所處位置有關(guān)，是時刻變化；第31頁(3)有效值主要用于求電功、電熱、電功率、熱功率及確定電壓表、電流表讀數(shù)，尤其要注意保險絲熔斷電流是指交變電流有效值；(4)平均值對應(yīng)線圈轉(zhuǎn)動過程中某一段時間，計算電荷量時必須用平均值．第32頁交變電流圖像應(yīng)用類型三例3 (2023年寶雞高二檢測)一正弦交流電電壓隨時間變化規(guī)律如圖2－2－9所示．由圖可知()圖2－2－9第33頁第34頁【思緒點撥】根據(jù)u－t圖像中提供最大值、周期利用數(shù)學(xué)關(guān)系分析求解．第35頁【答案】

BD第36頁變