高中物理 2.2 描述交流电的物理量同步备课课件 教科版选修32.ppt

教师用书独具演示 课标要求1 知道交变电流和电压的最大值 瞬时值 有效值等及其关系 2 知道描述交变电流的周期 频率 2描述交流电的物理量 课标解读1 了解描述交变电流的物理量 周期 频率 有效值和相位等物理概念2 了解有效值的定义方法 能从物理意义上区别有效值和平均值 3 掌握正弦式交变电流的有效值和最大值之间的关系 会求解特殊形式电流的有效值 教学地位本节知识是高考命题的重点 单独考查一般以选择题形式出现 与其他电学知识相结合 往往以计算题的形式出现 难度中等 新课导入建议通过上节的学习我们可以明确交变电流的产生原理 了解到线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时 产生正弦式交变电流如图教2 2 1所示 从而可明确其变化规律 知道电动势 电流 电压的大小和方向都随时间做周期性变化 所以交变电流比恒定电流更复杂 从而需要一些新的物理量来描述交变电流的特性 这是这一节我们学习和探究的主要内容 图教2 2 1 教学流程设计 课前预习安排 1 看教材2 填写 课前自主导学 同学之间可进行讨论 步骤1 导入新课 本节教学地位分析 步骤2 老师提问 检查预习效果 可多提问几个学生 步骤3 师生互动完成 探究1 互动方式 除例1外可再变换命题角度 补充一个例题以拓展学生思路 步骤4 教师通过例题讲解总结求解有效值的方法和一般步骤 步骤5 让学生完成 迁移应用 检查完成情况并点评 步骤6 师生互动完成 探究2 方式同完成探究1相同 步骤7 完成 探究3 重在分析错误的原因 步骤8 指导学生完成 当堂双基达标 验证学习情况 步骤9 先由学生自己总结本节的主要知识 教师点评 安排学生课下完成 课时作业 演示结束 1 基本知识 1 周期 交变电流完成所需的时间 用符号t表示 单位是 2 频率 交变电流在1s内完成周期性变化的 用f表示 单位是 周期和频率 一次周期性变化 秒 s 次数 赫兹 hz 2 f 变化快慢 2 思考判断 1 我国生活用交流电的周期是0 02s 频率是50hz 2 我国所使用的交流电在1s内 电流的方向改变50次 3 探究交流我们日常照明用电是交变电流 为什么电灯并不闪烁 好像通过的是恒定电流 提示 因为电流大小方向变化得太快 也就是说照明用电的频率大 因此人眼感觉不到变化 1 基本知识 1 峰值 概念 交变电流的电压和电流在一个周期内所能达到的 分别称为电压和电流的峰值 用符号和表示 应用 电容器 二极管在使用时要注意让它们所能承受的电压高于交流电压的 峰值和有效值 最大值 um im 峰值 2 有效值 概念 如果交流电与某一直流电通过同一 在相同的时间内所产生的相等 那么这个电的电流和电压值就分别称为相应交流电的电流和电压的有效值 应用a 交流用电器铭牌上所标的电压 电流 均是指有效值 b 交流电压表 电流表 测出的数值是值 c 无特别说明时提到的交变电流的数值 通常值 也是指值 电阻 热量 直流 额定 有效 有效 i u 3 探究交流在用有效值的定义计算时 相同时间 应取多长时间 提示 在计算有效值时 相同时间 至少应为一个周期 或一个周期的整数倍 交变电流有效值的理解和计算 1 对交变电流有效值的理解 1 交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的 2 等效是指恒定电流和交变电流 在相同的时间内 在相同的电阻上产生的热量相同 3 通常所说的交变电流的电压 电流 用电表测量的交变电流的电压 电流 以及用电器的额定电压 额定电流 还有保险丝的熔断电流 都是指其有效值 3 几种常见交变电流的有效值 审题指导 电流在前半个周期内按正弦式电流变化 后半个周期内为恒定电流 从而按电流的热效应分段计算求电流的有效值 答案 b 1 如图2 2 2所示一交流电的电流随时间而变化的图像 此交流电的有效值是 图2 2 2 答案 d 问题导思 1 这四个值的物理含义是什么 2 这四个值各有什么重要关系 3 这四个值各自适用于什么情况 交变电流 四值 的理解 交变电流 四值 辨析 图2 2 3 1 转动中感应电动势的最大值和有效值 2 电路中交流电压表和电流表的示数 3 线圈从图示位置转过90 的过程中通过电阻r的电量 审题指导 审题时应注意以下问题 1 线圈电阻r 1 相当于电源内阻 2 电流表 电压表的示数为有效值 3 求通过r的电量用电流的平均值计算 答案 1 50v35 4v 2 31 86v3 54a 3 0 16c 2 在匀强磁场中 矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动 如图2 2 4甲所示 产生的交变电动势的图像如图乙所示 则 甲乙图2 2 4 a t 0 005s时线框的磁通量变化率为零b t 0 01s时线框平面与中性面重合c 线框产生的交变电动势有效值为311vd 线框产生的交变电动势频率为100hz 答案 b 实验室里的交流发电机可简化为如图2 2 5所示的模型 正方形线圈在水平匀强磁场中 绕垂直于磁感线的oo 轴匀速转动 今在发电机的输出端接一个电阻r和理想电压表 并让线圈每秒转25圈 读出电压表的示数为10v 已知r 10 线圈电阻忽略不计 下列说法正确的是 易错案例警示 基本关系不 清导致错误 图2 2 5 答案 c 易错分析 对易错选项及错误原因具体分析如下 备课资源 教师用书独具 交流电与直流电 大战 19世纪末 在爱迪生的推动下 直流电已经有了相当广泛的应用 不过在实用中 直流电存在着很大缺点 不仅花费大量的铜线 而且不能远距离输电 每平方英里地区 需要一个单独的发电机供电 很不经济 出生于克罗地亚的发明家特斯拉考虑采用交流电来代替直流电 交流电系统使用高电压 小电流供电 然后利用变压器调节电流 电压 来适合用户需要 它的突出优点是可以用细导线实现远距离送电 但是 这种既经济又科学的方案一提出 立即遭到爱迪生的强烈反对 出于竞争的需要 爱迪生声称采用交流电比直流电危险得多 为了证明交流电的安全性 特斯拉特地制作了一个 特斯拉线圈 它是由一个感应线圈 两个大电容器和一个初级线圈仅几圈的互感器组成 这种装置可以产生频率很高的高压电流 不过这种高压电的电流极小 对人体不会产生显著的生理效应 特斯拉在一次记者招待会上 让交流电从 特斯拉线圈 通过自己的身体 点亮了电灯 甚至还熔化了电线 在场的记者个个目瞪口呆 取得了极大的宣传效果 特斯拉的胜利 加速了交流电的推广使用 特斯拉与爱迪生之间的矛盾是如此之深 以致当他知道自己将与爱迪生一起分享1912年的诺贝尔物理学奖时 他表示不接受授奖 最后 这年度的诺贝尔物理学奖便转发给了瑞典物理学家达伦 1 下列提到的哪一个不是指交流电的有效值 a 交流电路中交流电压表的读数b 电工工具上标明的耐压数值c 保险丝的熔断电流d 家用电器 如灯泡 上标明的额定电压值 解析 电工工具上标明的耐压数值为最大值 交流电压表读数 保险丝熔断电流 平时常说的电压和电流 电器上标注的电压和电流都为有效值 故选b 答案 b 答案 b 3 如图2 2 6是一个正弦式交变电流的图像 下列说法正确的是 图2 2 6a 周期是0 2s 电流的峰值是10ab 周期是0 15s 电流的峰值是10ac 频率是5hz 电流的有效值是10ad 频率是5hz 电流的有效值是7 07a 答案 ad 4 一只 220v100w 的灯泡接在u 311sin314tv的交变电源