课题：描述交变电流的物理量

课题5. 2描述交变电流的物理量 教学目的 （一）知识与技能 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。 （二）过程与方法 能应用数学工具描述和分析处理物理问题。 （三）情感、态度与价值观 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。 教学方法交变电流中的有效值是本节的一个难点，可通过交变电流与直流电的比较让学生 理解交变电流的有效值的物理含义，并通过例题的分析消化有效值，从而突破难点 （一）引入新课 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，在线圈中产生了正弦交变电流。 如何描述交变电流的变化规律呢 可以用公式法描述。从中性面开始计时，得出 瞬时电动势eEmsin3f瞬时电流z/msin 瞬时电压u（7msin贝其中EmNBS 口 交变电流的大小和方向都随时间做周期性变化，只用电压、电流描述不全面。这节课我们学 习表征正弦交变电流的物理量。 （二）进行新课 1. 周期和频率 请同学们阅读教材，回答下列问题 （1）什么叫交变电流的周期 （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 交变电流完成一次周期性的变化所用的时间，叫做交变电流的周期，用T表示。 交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率，用f表示。 1 T f 我国使用的交变电流频率户50 Hz,周期70。02 so 2. 交变电流的峰值（琮，Im, UQ 交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电 流或电压变化幅度。 ［演示］电容器的耐压值 将电容器（8 V, 500 UF）接在学生电源上充电，接8 V电压时电容器正常工作，接16V电 压时，几分钟后闻到烧臭味，后听到爆炸声。 电容器的耐压值是指能够加在它两端的最大电压，若电源电压的最大值超过耐压值，电容器 可能被击穿。但是交变电流的最大值不适于表示交变电流产生的效果，在实际中通常用有效 值表示交变电流的大小。 思考与讨论 不是恒定电流.J H/A 1-怎样计通电1 S内电阻R中产生的热量 .「一 1 一 2.如果有一个大小，方向都不变的恒定电流通彳 过这个电阻R,也能在Is内产生同样的热.这个电 』 如图5.2-2的电流iiAit一个A 1 Q的电虬 它 流是务大 ra 52-2杲抻交变血浪的诚形 0〜0.2s、0.2〜0.5s、0.5〜0.8s、0.8〜Is这四个阶段电流大小不变化，分别计算出热量，然 后加起来。由 Q I2Rt解得Qx 0.2J； Q2 1.2J； Q3 1.2J； 0O.2J 所以，Is内电阻R中产生的热量为2 0.2 1.2 1.2 0.2 2.81 由 Q I2Rt 解得，Z V28 A1.67A 2.有效值（E、I、U） 让交变电流和直流电通过同样的电阻，如果它们在相同时间内产生热量相等，把直流电的值 叫做交变电流的有效值。通常用大写字母U、/、E表示有效值。 正弦交变电流的最大值与有效值有以下关系 1 0.707Im U u* V2 ［强调］（1）各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值。 （2）交变电流表（电压表或电流表）所测值为有效值。 （3）计算交变电流的功、功率、热量等用有效值。 （三）课堂总结、点评 本节课主要学习了以下几个问题 1. 表征交变电流的几个物理量周期和频率、峰值和有效值。 2. 交变电流的周期与频率的关系T-o f 3. 正弦式交变电流最大值与有效值的关系 1虹,[/。 V2V2 （四）实例探究 例1表示交变电流随时间变化图象如图所示，则交变电流有效值为（） A. 5 72 A B. 5A C. 3.5V2 A D. 3.5A 答案Um 20V U I0V2 V T二0. 02S 综合应用 例2交流发电机矩形线圈边长沥cd0.4m, bcadQ.2 m,共 50匝，线圈电阻rl Q,线圈在B0.2 T的匀强磁场中，绕垂 直磁场方向的轴。。以 r/s转速匀速转动，外接电阻9Q, n 如图所示。求 1 电压表读数； 2 电阻R上电功率。 例3.正弦交流电有效值与最大值之间的关系 例1、交变电流电压表达式为u 20sin314tV,求这 个交变电压的最大值U、有效值U、周期T、频率f。画 出交变电流的u-t图像。 f50HZ 例4、交变电流随时间变化图象如图所示，则交变电流有效值为 B A. 5 AB. 5 A C. 3. 5 AD. 3. 5 A 例5、如图所示表示一交流电随时间而变化的图像，其中电流 ，i 的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为I ;电流的负值的八 强度为I,，则该交流电的有效值为d r 1 2 34槌商 喘B也C.Imd.有、 作业书面完成P39 “问题与练习”第3、4、5题；思考并回答第1、2题。