2022年交变电流的峰值和有效值教案资料

1、交 变 电 流 的 峰 值 和 有 效 值高二物理导学案 作者：王国义课题：交变电流的峰值和有效值 课型： 新授课 编写时时间： 2022 年 12 月 12 日教学目标（一）学问与技能1懂得什么是交变电流的峰值和有效值,知道它们之间的关系；2懂得交变电流的周期、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；教学重点、难点 重点交变电流有效值概念；难点 交变电流有效值概念及运算；教学方法 试验、启示 教学手段 多媒体课件 6 V, 0.3 A” 、幻灯片、手摇发电机 电源、电容器、灯泡“教学过程（一）引入新课矩形线

2、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；从中性面开头计时,得出 瞬时电动势： e=Emsin t 瞬时电流： i=Imsin t 瞬时电压： u=Umsin t 其中 Em=NBS 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,回答以下问题：（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

3、时间,叫做交变电流的周期,用T 表示；f 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T=1 f我国使用的交变电流频率f=50 Hz,周期 T=0；02 s；2交变电流的峰值（Em,Im,U m）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 F）接在同学电源上充电,接8 V 电压时电容器正常工作,接16 V 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,如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

4、电流产生的成效,在实际中通常用有效值表示交变电流的大小；摸索与争论：00.2s、0.20.5s、0.50.8s、0.81s 这四个阶段电流大小不变化,分别运算出热量,然后加起来；由 Q I 2 Rt 解得 Q 1 0 . 2 J；Q 2 1 . 2 J；Q 3 1 2. J；Q 4 0 . 2 J 所以, 1s内电阻 R 中产生的热量为28.Q0.212.12.0 .22 .8J 由QI2Rt解得,IQA=1.67A Rt2有效值（ E、I、U）让交变电流和直流电通过同样的电阻,假如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、I、E 表示有效值；正弦交变电

5、流的最大值与有效值有以下关系：I=Im=0.707I mU=Um=0.707U m22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）运算交变电流的功、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=1 ；f3正弦式交变电流最大值与有效值的关系：I=Im,U=Um；22（四）实例探究【例 1】表示交变电流随时间变化图象如下列图,就交变电流有效值为（）A5 2 A B5 A C3.5 2 A D3.5 A 综合应用【例 2

6、】沟通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100 r/s 转速匀速转动,外接电阻 9 ,如下列图；求：（1）电压表读数；（2）电阻 R 上电功率；本节优化训练设计1.把 220 V 的正弦式电流接在 A.0.5 A B.0.5 2 A 440 电阻两端,就该电阻的电流峰值C.2 2 A D. 2 A 2.电路如下列图,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 .忽视电源内阻,为保证电容器不击穿,电容器耐压值 U2 和电压

7、表示数 U1 分别为A.U 1=62 V B.U 2=6 V 6C.U1=6 V D.U22 V QA 3. 两 个 相 同 电 阻 分 别 通 以 下 图 两 种 电 流 , 就 在 一 个 周 期 内 产 生 的 热 量QB=_. 4.关于正弦式电流的有效值,以下说法中正确选项 A. 有效值就是沟通电在一周期内的平均值 B.沟通电的有效值是依据电流的热效应来定义的 C.在沟通电路中,沟通电流表和沟通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 倍参考答案：1.B 2.CD 3.1 2 4.BCD 备课资料1.如何运算几种典型交变电流的有效值？答：沟通电的有

8、效值是依据电流的热效应规定的.让交变电流和直流电通过同样的电阻,假如它们在同一时间内产生的热量相等,就把这始终流电的数值叫做这一沟通电的 有效值 . 解析：通常求交变电流的有效值的类型有如下几种：（1）正弦式沟通电的有效值此类沟通电满意公式e=Emsin t,i=Imsin t.下面介绍几种典型它的电压有效值为E=Em,电流有效值I=Im22对于其他类型的沟通电要求其有效值,应紧紧把握有效值的概念沟通电有效值的求法. （2）正弦半波沟通电的有效值如将右图所示的沟通电加在电阻R 上,那么经一周期产生的热量应等于它为全波交流电时的1/2,即 U半2T/R=1 （2U2T）,而 U全=Um,因而得U

9、半=1Um,同理得I半全R22=1I m. 2（3）正弦单向脉动电流有效值由于电流热效应与电流方向无关,所以左下图所示正弦单向脉动电流与正弦沟通电通入电阻时所产生的热效应完全相同,即U=Um,I=Im. 22（4）矩形脉动电流的有效值如右上图所示电流实质是一种脉冲直流电,当它通入电阻后一个周期内产生的热量相当于直流电产生热量的 t ,这里 t 是一个周期内脉动时间 .由 I 矩2RT=（t ） Im 2RT 或T T2 2（U 矩） T= t （u m）T,得 I 矩= tI m,U 矩= tU m.当 t=1/2 时, I 矩= 1Im,U 矩R T R T T T 21= Um. 2（5）

10、非对称性沟通电有效值假设让始终流电压 U 和如下列图的沟通电压分别加在同一电阻上,交变电流在一个周期内产生的热量为Q1=U12TU22T,直流电在相等时间内产生的热量R/2RR22Q2=U2T,依据它们的热量相等有RU12TU2T 得R2RU=1U12U22,同理有 I =1I12I22. 222.一电压 U 0=10 V 的直流电通过电阻R 在时间 t 内产生的热量与一交变电流通过时在同一时间内产生的热量相同,就该沟通电的有效值为多少？解：依据 t 时间内直流电压 U 0在电阻值 U 在电阻 R/2 上产生的热量相同,就R 上产生的热量与同一时间内沟通电压的有效U o2tU2t,所以UU052VRR/2 23.在图示电路中,已知沟通电源电压u=200sin10 t V ,电阻