52描述交变电流的物理量

★★★学科：物理年级：高二时间：2019.3.18审核：(教研组长)李正兴东陆高中教案设计稿纸-1-崇德法制博学力行主备小组：第3组组长：王加勇组员：王加勇邓惠琼共案个案★★★学科：物理年级：高二时间：2019.3.18审核：(教研组长)李正兴东陆高中教案设计稿纸-2-崇德法制博学力行5.2《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．典型列题:教材问题与练习4，优化设例题1。变式训练：优化设例题2基础巩固9能力提升9。教学过程一、复习引入新课上节课我们研究了矩形线圈在匀强磁场中转动，线圈中会产生正弦交流电。[师问]如何描述线圈中交变电流的变化规律★★★学科：物理年级：高二时间：2019.3.18审核：(教研组长)李正兴东陆高中教案设计稿纸-3-崇德法制博学力行呢?[生答]1、公式法：从中性面开始计时，2、图象法：如图所示[师问]试确定43210ttttt、、、、时刻，图象坐标与线圈转动位置的对应关系？[生答]43210ttttt、、、、线圈转过的角度分别为：0、2、、23、2。[教师指出]线圈转动一整圈，交变电流就完成一个周期性变化。这说明，线圈转动速度越快，交变电流周期性变化的越快。交变电流与恒定电流角速度为宽其中线圈长圈转动的截面图教师利用投影仪展示线,,21ladlabtSinEtSinllBem2221★★★学科：物理年级：高二时间：2019.3.18审核：(教研组长)李正兴东陆高中教案设计稿纸-4-崇德法制博学力行比较具有不同的特点，用那些量来描述交变电流呢？二、讲解新课首先考虑用什么物理量来描述交变电流变化的快慢呢？1．交变电流的周期和频率。交变电流跟别的周期性过程一样，是用周期或频率来表示变化快慢的。（1）周期：我们把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。周期用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。频率用f表示，单位是Hz。（3）周期和频率的关系是：TffT11或[说明]①我国工农业生产和日常生活中用的交变电流周期是0.02S，频率是50Hz，电流方向每秒钟改变100次。②交变电流的周期和频率跟发电机转★★★学科：物理年级：高二时间：2019.3.18审核：(教研组长)李正兴东陆高中教案设计稿纸-5-崇德法制博学力行子的角速度有关。越大，周期越短、频率越高。[演示实验]把小灯泡接在手摇交流发电机模型的输出端。当转子的转速由小增大时，我们看到，小灯泡发光的闪烁频率也由小增大，当转子的转速大到一定程度，由于交变电流的大小和方向变化太快，由于人眼存在视觉暂留的缘故，所以眼睛已不能分辨灯光的闪烁。这就是为什么照明电是交变电流，而电灯亮时看不见一闪一闪的原因。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：temsin，tIimsin.应当注意必须从中性面开始．（３）．有效值★★★学科：物理年级：高二时间：2019.3.18审核：(教研组长)李正兴东陆高中教案设计稿纸-6-崇德法制博学力行定义：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[思考与讨论]如图所示的电流通过一个R=1Ω的电阻，它不是恒定电流。(a)、怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量?解析：图象反映的交变电流可以分为4段。前半个周期中，0---0.2S内，可看成电流大小为1A的恒定电流，0.2S---0.5S内，可看成电流大小★★★学科：物理年级：高二时间：2019.3.18审核：(教研组长)李正兴东陆高中教案设计稿纸-7-崇德法制博学力行为2A的恒定电流.后半个周期的电流与前半个周期方向相反，但产生热量相同。交流电的热量：（b）如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大?恒定电流的热量：（3）平均值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，[教师指出](1）有效值：（抓三个相同）让交流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在一个周期内内产生JJRtIRtIQ8.22)3.0122.011(2)(222221211AAIJRtIQQ7.1118.28.2212★★★学科：物理年级：高二时间：2019.3.18审核：(教研组长)李正兴东陆高中教案设计稿纸-8-崇德法制博学力行的热量相等，把恒定电流的值叫做这个交变电流的有效值。(2）正弦交流电有效值与最大值之间的关系[说明]①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。②交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的。引入有效值的的概念便于把处理恒定电流的一些方法拓展到交流电中。3.相位(1)．概念交变电流的表达式U＝Emsin(ωt＋φ)中的相当于角度的量，即“ωt＋φ”称为交变电流的相位.。(2)．初相位t＝0时交变电流的相位。(3)．相位差★★★学科：物理年级：高二时间：2019.3.18审核：(教研组长)李正兴东陆高中教案设计稿纸-9-崇德法制博学力行两支交变电流的相位之差。对于频率相同的两个交变电流，其相位差等于其初相位之差，即Δφ＝φ2－φ1.练习1试写出我国生活用电的规律表达式？[学生])100(2220tSinuV[解析]生活用电的有效值U=220V，频率f=50Hz，所以2220mUV，1002fHz。又表达式tSinUum可得。练习2现有一交流电随时间而变化的图象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为4A，则该交流电的有效值为多大?[学生板演做题步骤，教师点评]解析：交变电流一个周期内产生的热量★★★学科：物理年级：高二时间：2019.3.18审核：(教研组长)李正兴东陆高中教案设计稿纸-10-崇德法制博学力行2221TRIQM恒定电流的热量TRIQ22由有效值定义知21QQ解之2IA三、课堂小结：周期或频率：表示交变电流变化的快慢。有效值：表示交变电流的热效应。正弦交变电流有效值与最大值存在着一定的关系。★★★学科：物理年级：高二时间：2019.3.18审核：(教研组长)李正兴东陆高中教案设计稿纸-11-崇德法制博学力行共案个案★★★学科：物理年级：高二时间：2019.3.18审核：(教研组长)李正兴东陆高中教案设计稿纸-12-崇德法制博学力行共案个案★★★学科：物理年级：高二时间：2019.3.18审核：(教研组长)李正兴东陆高中教案设计稿纸-13-崇德法制博学力行共案个案★★★学科：物理年级：高二时间：2019.3.18审核：(教研组长)李正兴东陆高中教案设计稿纸-14-崇德法制博学力行