描述交变电流的物理量教学设计

《描述交变电流的物理量》教学设计一、教材分析本节教学要让学生知道，上节用图像对交变电流的描述是全面的、细致的。由于交变电流的电压、电流等的大小和方向都随时间做周期性变化，就需要一些特殊的物理量来描述它在变化中的不同方面的特征。这就是本节要提到的描述交变电流的物理量。二、学情分析学生是教学过程中的主体，这个时候的学生已经知道了交变电流的一些特点和一些描述物理量，但是大多数学生的抽象思维和空间想象能力还比较低，对物理现象和知识的理解、判断、分析、和推理常常表现出一定的主观性、片面性、和表面性，这就要求在教学过程中合理安排、指导和引导学生突出重点、突破难点，提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。三、教学目标1．知识目标：（1）理解交变电流的周期、频率含义，掌握它们相互间关系，知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小．（2）理解交变电流的最大值和有效值的意义，知道它们之间的关系，会应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算．（3）能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值2．能力目标：（1）培养学生阅读、理解及自学能力．（2）使学生理解如何建立新的物理概念而培养学生处理解决新问题能力．（3）培养学生应用数学工具处理解决物理问题的能力．3．情感、态度和价值观目标：（1）由用电器铭牌，可介绍我国近几年的经济腾飞，激发学生爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神．（2）让学生体会对称美．四、教学重点难点重点：交流电的有效值、最大值、频率、周期的理解和计算难点：1、交流电的有效值的理解2、交变电流“四值”物理意义及应用范围的区分。五、教学方法1、启发式综合教学法2、学案导学六、课内探究（一）预习检查检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。（二）复习引入师1：上节课讲了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？生1：可以用公式法描述。从中性面开始计时，得出瞬时电动势：e=Emsinωt，瞬时电流：i=Imsinωt瞬时电压：u=Umsinωt其中Em=NBSω生2：可以用图象法描述。如图所示：师2：[情景引入]把小灯泡接在手摇交流发电机模型的输出端，当线圈在匀强磁场中匀速转动时，我们看到小灯泡发光的闪烁非常明显。为什么照明电是交变电流，而电灯亮时却看不见一闪一闪的现象？要回答这个问题，必须学习下一节课的内容。（三）进行新课[师]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比较具有不同的特点，用那些量来描述交变电流呢？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。变式训练1如图所示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。解析：Im＝20A,T＝0.02sω＝100πrad/s电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt(A)例2、如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。变式训练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]解析：交变电流一个周期内产生的热量恒定电流的热量由有效值定义知解之A[教师点评]求解交流电的有效值要抓三个相同：相同的时间、相同的电阻、相同的热量，对于多个过程要用分段法。[归纳总结]通过本节课的学习你能够说出“瞬时值、峰值、有效值、平均值”四值的区别吗？物理含义重要关系适用情况瞬时值交变电流某一时刻的值e＝Emsinωti＝Imsinωt计算线圈某一时刻的受力情况峰值交变电流所能达到的最大值

Em=NBSωIm=确定用电器的耐压值有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值，，(1)计算与电流热效应相关的量(如功率、热量)(2)交流电表的测量值(3)电气设备标注的额定电压、额定电流(4)保险丝的熔断电流平均值交变电流在某段时间内的平均大小

计算通过电路截面的电量（五）课堂检测1、某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频率是_______Hz。若将该电压加在10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_________V；若将该电压加在一阻值为1KΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不低于_________A。2、图中两交变电流通过相同的电阻R。求：（1）分别写出它们的有效值、周期和频率。（2）计算它们在R上产生的功率之比。（六）课堂小结1、最大值（峰值）：EmUmＩm2、瞬时值：uie3、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。4、频率：一秒内完成周期性变化的次数。5、有效值：EUI1）定义：根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：I==0.707Im U==0.707（七）板书设计描述交变电流的物理量一、表征变化快慢的物理量1、周期2、频率3、角频率二、表征大小的物理量1、瞬时值2、峰值3、有效值4、平均值七、课后反思本