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描述交变电流的物理量
教材分析
本节教学要让学生知道，上节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不同方面的特性。如：周期和频率表示交变电流变化的快慢；而有效值反映的是交流电的热效应在时间上的平均效果。交变电流的有效值，是教学的重点和难点。
教学目标
（一）知识与技能
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。
（三）情感、态度与价值观
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、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计算。
教学方法
实验、启发
教学手段
多媒体课件
电源、电容器、灯泡“6 V，0.3 A”、幻灯片、手摇发电机
教学过程
（一）复习、引入
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
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，回答下列问题：
（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，500μF）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。
思考与讨论：

0～0.2s、0.2～0.5s、0.5～0.8s、0.8～1s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=1.67A
2．有效值（E、I、U）
让交变电流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］
（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）计算交变电流的功、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=。
3．正弦式交变电流最大值与有效值的关系：
I=，U=。
（四）实例探究
【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．5A B．5 A
C．3.5 A D．3.5 A

综合应用

【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 Ω，线圈在B=0.2 T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO′以r/s转速匀速转动，外接电阻9Ω，如图所示。求：
（1）电压表读数；
（2）电阻R上电功率。

课后记：

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