2013人教版本選修（3-2）（描述交變電流的物理量）教案

1、5.2描述交變電流的物理量一、教材分析選自選修3-2第5.2節(jié)描述交變電流的物理量內(nèi)容。學習了交變電流的產(chǎn)生原理，對交變電流的定量描述問題進一步學習，以利用這些物理量描述交變電流的變化規(guī)律，是研究交變電流變化規(guī)律的基礎(chǔ)和前提。課程標準對本節(jié)內(nèi)容的要求是“能用函數(shù)表達式和圖像描述交變電流，測算其峰值和有效值”。教材是這樣來處理的：首先，學生應(yīng)該能從數(shù)學角度進一步認識交變電流的周期性；然后，通過有效值的分析和計算再一次體會等效代替法在物理學科的應(yīng)用；最后，通過一些拓展訓練加深學生的理解。二、學情分析在這節(jié)課之前，學生已經(jīng)學習圓周運動知識時，學生對周期性變化規(guī)律已經(jīng)有了初步的認識，應(yīng)充分利用已有的知

2、識基礎(chǔ)，另外，他們對交變電流的周期、頻率、角頻率（線圈轉(zhuǎn)動的角速度）與勻速圓周運動相關(guān)物理量的聯(lián)系也有了一定的了解。但是，對交變電流的“四值”的物理意義容易混淆，“四值”的應(yīng)用更容易張冠李戴。應(yīng)讓學生通過定義細致區(qū)分其物理意義上的差別，通過實例辨析其適用范圍。三、教學目標1、知識與技能.知道交變電流的周期和頻率，以及它們與轉(zhuǎn)子角速度的關(guān)系。.知道交變電流和電壓的最大值、瞬時值、有效值等及其關(guān)系。.知道我國供電線路交變電流的周期和頻率。 2、過程與方法.用等效的方法得出描述交變電流的有效值。.學會觀察實驗，分析圖象，由感性認識到理性認識的思維方式。3、情感態(tài)度與價值觀.通過對描述交變電流的物理量

3、的學習，體會描述復雜事物的復雜性，樹立科學、嚴謹?shù)膶W習和認識事物的態(tài)度。.聯(lián)系日常生活中的交變電流知識，培養(yǎng)學生將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實際的意識，鼓勵學生勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學問題。四、教學重點及難點重點：周期、頻率的概念，有效值的概念和計算難點：有效值的概念和計算五、教具 ：多媒體教學課件、小燈泡、手搖交流發(fā)電機模型、多媒體投影儀六、教學方法：誘思探究教學法七、課型：新授課八、教學過程、引入上節(jié)課我們研究了矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動，線圈中會產(chǎn)生正弦交流電。 師問 如何描述線圈中交變電流的變化規(guī)律呢?生答 、公式法：從中性面開始計時， 、圖象法： 如圖所示師問 試確定時刻，圖象坐標

4、與線圈轉(zhuǎn)動位置的對應(yīng)關(guān)系？生答 線圈轉(zhuǎn)過的角度分別為：0、 。教師指出 線圈轉(zhuǎn)動一整圈，交變電流就完成一個周期性變化。這說明，線圈轉(zhuǎn)動速度越快，交變電流周期性變化的越快。交變電流與恒定電流比較具有不同的特點，用那些量來描述交變電流呢？、揭示與強化首先考慮用什么物理量來描述交變電流變化的快慢呢？1、交變電流的周期和頻率。交變電流跟別的周期性過程一樣，是用周期或頻率來表示變化快慢的。（1）周期：我們把交變電流完成一次周期性變化所需的時間，叫做交變電流的周期。周期用T表示，單位是s。（2）頻率：交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，叫做交變電流的頻率。頻率用f表示，單位是Hz。（3）周期和頻率的關(guān)系

5、是：說明 我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中用的交變電流周期是0.02S，頻率是50Hz，電流方向每秒鐘改變100次。 交變電流的周期和頻率跟發(fā)電機轉(zhuǎn)子的角速度有關(guān)。越大，周期越短、頻率越高。演示實驗 把小燈泡接在手搖交流發(fā)電機模型的輸出端。當轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速由小增大時，我們看到，小燈泡發(fā)光的閃爍頻率也由小增大，當轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大到一定程度，由于交變電流的大小和方向變化太快，由于人眼存在視覺暫留的緣故，所以眼睛已不能分辨燈光的閃爍。這就是為什么照明電是交變電流，而電燈亮時看不見一閃一閃的原因。、交變電流的峰值和有效值 （1）交變電流峰值（Im、Em、Um）：指交變電流各個參量一個周期內(nèi)所能達到的最大值。表示交變

6、電流的強弱或電壓的高低。實際中需要考慮。例如：電容器接在交流電路中，應(yīng)需要知道交變電壓的最大值，電容器的額定電壓應(yīng)高于交變電壓的最大值，否則電容器有可能被擊穿。（2）交變電流有效值（I、E、U）：思考與討論 如圖所示的電流通過一個R=1的電阻，它不是恒定電流。(a)、怎樣計算通電1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量?解析：圖象反映的交變電流可以分為4段。前半個周期中，00.2S內(nèi)，可看成電流大小為1A的恒定電流，0.2S0.5S內(nèi)，可看成電流大小為2A的恒定電流.后半個周期的電流與前半個周期方向相反，但產(chǎn)生熱量相同。則交流電的熱量：（b）如果有一個大小、方向都不變的恒定電流通過電阻R，也能在1s內(nèi)產(chǎn)生同樣

7、的熱，這個電流是多大? 恒定電流的熱量： 教師指出 1） 有效值：（抓三個相同）讓交流與恒定電流通過相同的電阻，如果它們在一個周期內(nèi)內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，把恒定電流的值叫做這個交變電流的有效值。2） 正弦交流電有效值與最大值之間的關(guān)系說明 交流用電設(shè)備上所標的額定電壓和額定電流是有效值；交流電壓表和交流電流表的示數(shù)是有效值；交變電流的數(shù)值在無特別說明時都是指有效值。交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的。引入有效值的的概念便于把處理恒定電流的一些方法拓展到交流電中。、延伸例1、試寫出我國生活用電的規(guī)律表達式？學生 V 解析 生活用電的有效值U=220V，頻率f=50Hz，所以V，Hz。又表達式可得 。 例2 、如圖表示一交流的電流隨時間變化的圖像,求該電流的有效值?學生板演做題步驟，教師點評解析：交變電流一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量恒定電流的熱量： 由有效值定義知： 解得： A例3、圖中兩交變電流通過相同的電阻R。求：（1）分別寫出它們的有效值、周期和頻率。（2）計算它們在R上產(chǎn)生的功率之比。（2）P甲:P乙I12R:I22R（I1I2）21:2、回歸1.周期或頻率：表示交變電流變化的快慢。2.有效值：表示交變電流的熱效應(yīng)。3.正弦交變電流有效值與最大值存在著一定的關(guān)系。、檢測1.完成課后習