表征交变电流的物理量.doc

第二节 表征交变电流的物理量教学目标一、知识目标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、能力目标应用数学工具描述和分析处理物理问题.三、德育目标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.教学难点交流电有效值概念及计算.教学方法在教师指导下的启发式教学.教学用具电源、电容器、灯泡“6 V 0.3 A”、幻灯片、手摇发电机.课时安排1课时教学过程投影本节课学习目标1.理解交变电流的最大值和有效值，知识它们之间的关系.2.理解交变电流的周期、频率以及它们的关系.3.知道我国生产和生知用电的电压有效值、最大值、周期和频率.学习目标完成过程一、引入上节课讲了矩形线圈在匀强磁场中转动，在线框中产生了正弦交流电.师问如何描述它的变化规律呢？生答1.公式法：从中性面开始计时，得出瞬时电动势e=Emsint，其中Em=NBS.瞬时电流 i=EmRsint=Imsint.瞬时电压 u=Umsint.2.图象法：如图1所示.教师指出交流电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.下面学习表征交流电特征的其他物理量.二、新课教学1.交变电流最大值（Im,Em,Um）：指交变电流一个周期内所能达到的最大值.意义可表示交变电流的强弱或电压的高低.实际中需要考虑.演示将电容器（8 V，500 F）接在学生电源上充电，接8 V电压时电容器正常工作，接16 V电压上时，几分钟后先闻到烧臭味，后听爆炸声.从这个实验中看到，电容器接到交变电路中，需要知道交变电压的最大值，电容器承受的耐压值要高于电源的最大值，否则电容器可能被击穿.最大值不能表示交变电流的效应，在实际中用交流电的有效值表示其大小.2.有效值演示将“6 V 0.3 A”的小灯泡分别接在6 V直流电源上和有效值6 V的电源上，观察灯亮度.现象：两灯亮度相同.定义有效值：（抓三个相同）让交流电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，把直流电的值叫交流电的有效值.通常用大写U、I表示有效值.计算时，取交流电的1个周期作通电时间，在同样电阻R上，交流电与直流电都产生Q热，则直流电压为交流电压有效值，直流电流是交流电流的有效值.计算得，正弦交流的有效值与最大值关系为：I= =0.707ImU= =0.707Um强调：（板书上）1.交流电器的铭牌上所示值为有效值.2.交流电表（电压表或电流表）所测量值也为有效值.3.凡是没有说明的，所指的值均为有效值.用幻灯片把例题打出例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 AB.5 AC.3.5 AD.3.5 A答案：B例2 交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4 m，bc=ad=0.2 m，共50匝，线圈电阻r=1 ，线圈在B=0.2 T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO以100r/s转速匀速转动，外接电阻9 ，如图所示.求：（1）电压表读数；（2）电阻R上电功率.分析：（1）线圈在磁场中产生：Em=NBS=500.20.40.22=160 VI= AU=IR=72101.5 V（2）P=UI=728=1152 W师问如何描述交变电流周期性？3.周期T：交变电流完成1次周期性变化时间.频率f：1 s完成周期性变化次数.关系：T=T（s） f（Hz）介绍：我国工农业生产和生活中用的交变电流，周期T=0.02 s,f=50 Hz，电流方向每秒改变100次.演示把小灯泡接到手摇发电机上，转子转速由慢到快时，小灯泡闪烁f由小到大，当转速大到一定程度时，由于视觉暂留，眼睛已不能分辨灯光的闪烁.（指出，这就是为什么照明电路用交流，而灯泡亮时看不见一闪一闪的原因）三、小结本节课主要学习了以下内容1.利用交变电流（或电压）瞬时值表达式或图象可以求出交变电流的最大值与有效值，周期与频率.2.反之，利用交变电流的最大值（或有效值）、周期（或频率）也能写出交变电流、电压的瞬时值表达式，并作出其图象.四、作业1.练习一、（3）（4）（5）（6）2.复习本节内容五、板书设计表征交变电流物理量六、本节优化训练设计1.把220 V的正弦式电流接在440 电阻两端，则该电阻的电流峰值：A.0.5 A B.0.5 A C.2 A D. A2.交变电流电源的电压是6 V，它跟电阻R1、R2及电容C、电压表一起连成如图电路.忽略电源内阻，U1表示电压表示数，为保证电容器不击穿，电容器耐压值U2，电路如图所示A.U1=6 VB.U2=6 VC.U1=6 VD.U26 V3.两个相同电阻分别通以下图两种电流，则在一个周期内产生热量QAQB= .4.关于正弦式电流的有效值，下列说法中正确的是A.有效值就是交流电在一周期内的平均值B.交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的C.在交流电路中，交流电流表和交流电压表的示数表示的都是有效值D.对于正弦式电流 ，最大值的平方等于有效值平方的2倍5.如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R，当线圈由图示位置转过90的过程中，下列说法正确的是A.磁通量的变化量=NBSB.平均感应电动势E=2NBS/C.电阻R所产生的焦耳热Q=D.电阻R所产生的焦耳热Q= 6.在阻值为70 的电阻中通以交流电，测得10 min内放出的热量为5 kcal，则此电流的峰值为A.0.24 AB.1 AC.0.5 AD.0.707 A7.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，它产生的电动势为E=200sin100t V，以下说法正确的是A.电动势的有效值是200 VB.频率是100 HzC.当t=0时，线圈平面与中性面重合D.当t=0.005 s时，电动势的瞬时值为220 V8.交流电电压的瞬时值为：u=Umsin100t V，当t= s时，u=5 V，则从电压表中看到的读数是A. VB. VC.10 VD.10 V9.一正弦式交变电流的