【2020秋备课】高中物理教案新人教版选修3-2-5.2-描述交变电流的物理新人教版选修3-2量.docx
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1、5.2描述交变电流的物理量一教学设计要让同学知道,由于交变电流的电压、电流等的大小和方向都随时间作周期性变化,就需要多一些物理量来描述它不同方面的特性交变电流的有效值表示交变电流产生的平均效果,是教学的重点,也是教学的难点首先要使同学明白引入有效值的必要:由于交变电流的大小和方向随时间变化,它产生的效果也随时间而变化,而有用中经常只要知道它的平均效果就可以了为此引入有效值的概念;进而让同学知道怎样衡量交变电流的平均效果,即用与交变电流有相同热效应的直流来表示交变电流的平均效果,从而明确有效值的物理意义二教学目标1学问与技能:(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
2、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。2过程与方法:能应用数学工具描述和分析处理物理问题。3情感、态度与价值观:让同学了解多种电器铭牌,介绍现代科技的突飞猛进,激发同学的学习热忱三教学重点、难点1重点:交变电流有效值概念。2难点:交变电流有效值概念及计算。四教学方法:试验、启发教具:电源、电容器、灯泡“6 V,0.3 A”、幻灯片、手摇发电机五教学过程1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。从中性面开头计时,得出瞬时电动势:e=Emsint 瞬时电流:
3、i=Imsint瞬时电压:u=Umsint 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。2进行新课(1)周期和频率请同学们阅读教材,回答下列问题:什么叫交变电流的周期?什么叫交变电流的频率?它们之间的关系是什么?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。T=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,Um)交变电流的峰值是交变电流
4、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,500F)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,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。思考与争辩:00.2s、0.20.5s、0.50.8s、0.81s这四个阶段电流大小不变化,分别计算出热量,然后加起来。由解得J;J;J;J所以,1s内电阻R中产生的热量为 J由解得,A=1.67
5、A(3)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。正弦交变电流的最大值与有效值有以下关系:I=0.707Im U=0.707Um强调各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值。交变电流表(电压表或电流表)所测值为有效值。计算交变电流的功、功率、热量等用有效值。3小结: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=。(3)正弦式交变电流最大值与有效值的关系:I=,U=。六学问总结与迁移:(1)表征交变电
6、流大小物理量:瞬时值(e、u、i);最大值(峰值)(Em、Um、Im);有效值(E、U、 I)瞬时值:表示正弦沟通电的电动势e、电流i、电压u随时间t(或角度t) 的变化规律 若从线圈转至中性面开头计时,则正弦沟通电的瞬时值的数学表达式为:感应电动势 e = _;电压u = _;电流i = _若从线圈转至与磁感线平行的位置开头计时,则瞬时值的数学表达式为:感应电动势 e = _;电压u = _;电流i = _最大值(也叫峰值):表示交变电流的电流强弱或电压凹凸的变化范围交变电流的最大值(Em、Um、Im)是交变电流在一个周期内所能达到的_ 正弦式交变电流的最大值与有效值的关系为Em= _E;U
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