2024-2025學年新教材高中物理第3章交變電流2交變電流的描述教案新人教版選擇性必修第二冊_第1頁
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PAGE1-描述交變電流的物理量教學目標1.學問與技能(1)知道交變電流的周期和頻率,知道頻率和角速度的關系.(2)知道交變電流和電壓的峰值、瞬時值、有效值及其關系,能利用有效值定義計算某些交變電流的有效值.(3)會用正弦溝通電的有效值進行有關計算.(4)知道我國生產(chǎn)和生活用電的周期(頻率)大?。?.過程與方法(1)用等效的方法得出交變電流的有效值.(2)學會視察試驗,分析圖象,由感性相識到理性相識的思維方式.3.情感、看法與價值觀通過對描述交變電流的物理量的學習,體會描述困難事物的困難性,樹立科學、嚴謹?shù)膶W習和相識事物的看法.教學重點駕馭表征交變電流大小的物理量。理解有效值的定義并會用它解決相關問題。教學難點有效值的理解。教學打算[事務1]幻燈片、溝通發(fā)電機模型、演示電流表。學問回顧(一)交變電流大小和方向都隨時間作周期性改變的電流叫做交變電流,簡稱溝通。如圖所示(b)、(c)、(e)所示電流都屬于溝通,其中按正弦規(guī)律改變的溝通叫正弦溝通,如圖(b)所示。而(a)、(d)為直流,其中(a)為恒定電流。(二)正弦溝通的產(chǎn)生及改變規(guī)律。1.產(chǎn)生:當線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動時,線圈中產(chǎn)生的溝通是隨時間按正弦規(guī)律改變的。即正弦溝通。2.規(guī)律:如下圖所示新課教學[事務2]交變電流是周期性改變的,用什么來描述周期性改變的快慢呢?周期(T)——溝通電完成一次周期性改變所需的時間頻率(f)——1秒內完成周期性改變的次數(shù)它們關系如何?各自單位是什么?T=1/f,T秒(s),f赫茲(Hz)描述交變電流改變快慢的物理量除周期,頻率外,還有什么物理量?轉速n(轉/秒),角速度ω(弧度/秒)那它們間又有什么關系呢?T=2π/ω,f=ω/2πω=2π/T=2πf=2πn[事務3]峰值和有效值。交變電流不同時刻,瞬時值不同,但我們用什么來表示交變電流平均的效果呢?假如初溫相同,同時加熱相同時間燒開下圖所示的壺中水。相同水壺盛了相同的水放相同電爐上燒開水。即通過相同電阻在相同的時間里甲圖直流電與乙圖交變電流產(chǎn)生了相同的熱量,我們把此時直流電壓稱為交變電流電壓的有效值。那如何定義交變電流的電流有效值呢?有效值定義:讓溝通電和直流電分別通過同樣阻值的電阻,假如它們在同一時間內產(chǎn)生的熱量相等。這一溝通電的電流有效值就跟這個直流電的電流相等。有效值是交變電流一個特別重要的物理量,它依據(jù)電流熱效應來表示電流產(chǎn)生的平均效果。正弦式交變電流的有效值與最大值間有什么關系呢?經(jīng)推導I=Im/eq\r(2)U=Um/eq\r(2)E=Em/eq\r(2)同時交代學生最大值、有效值、瞬時值的符號表示。通常我們說的生活用電220V即為有效值。請同學們用萬用電表測量學生電源溝通輸出10V時,溝通電壓表的讀數(shù)。老師提示留意選擋、量程、正確讀數(shù)等問題。請同學們將“220V100W”燈泡接至學生電源溝通10V輸出的兩端,測出此時通過燈泡的電流強度并視察燈泡亮度。請學生回答為什么燈泡幾乎不亮?強調:①凡是沒有說明時,所指的均為有效值。②各類溝通電表所測的值也為有效值。③各類用電器銘牌所示值也為有效值。④電容器的耐壓值為峰值。[事務4]有效值計算舉例。PPT顯示:1.某用電器兩端允許加的最大直流電壓是100V,能否把它接在溝通電壓100V的電路里?為什么?不能。溝通電壓100V,則峰值為100eq\r(2)V,會損壞用電器。2.照明用溝通電壓是200V,動力供應線路的電壓是380V,它們的有效值、最大值各是多少?若用電壓表測,測得值各是多大?200V,200eq\r(2)V;380V,380eq\r(2)V;200V,380V。提問個別學生,剛好訂正,并給出正確答案。PPT顯示:1.一電壓U=10V的直流電通過電阻R,在時間t內產(chǎn)生熱量與一溝通電通過電阻R/2時在同一時間內產(chǎn)生熱量相同,則該溝通電壓的有效值為()A.10VB.eq\r(2)VC.5eq\r(2)VD.20V答案(C)2.請寫出下列各圖的周期、頻率、最大值、有效值。甲T=4sf=0.25HzUm=2VU=eq\r(2)V乙T=2sf=0.5HzUm=2VU=eq\r(2)V丙T=2sf=0.5HzUm=2VU=2V丁T=2sf=0.5HzUm=4eq\r(2)VU=5V甲、乙兩圖有效值相同,說明正弦式交變電流的有效值與最大值的關系與頻率無關。學生求解丁圖的有效值時遇到了問題。交變電流有效值是表示交變電流產(chǎn)生的熱效應的平均效果,就是平均值嗎?我們應當從有效值的定義入手,相同時間可取半個周期嗎?為什么?有效值表示交變電流產(chǎn)生平均效果,用半個周期無法體現(xiàn)出來。又由于它具有周期性特點,相同時間必需取周期整數(shù)倍,一般為了便利計算,只取一個周期便可以。師生共同完成以下步驟:Q交=Q直即eq\f(U\o\al(2,1),R)t1+eq\f(U\o\al(2,2),R)t2=eq\f(U2,R)(t1+t2)U=5V思索:可以用這種方法去計算正弦式交變電流的有效值嗎?為什么?不行以。現(xiàn)有學問無法求得交變電流在一個周期內產(chǎn)生的熱量。幻燈顯示:3.試電筆上的氖管,起輝電壓86.6V,若將其接在電壓為70.7V頻率為50Hz的溝通電路,問:(1)氖管能發(fā)光嗎?在1秒內有多少時間發(fā)光?(2)70.7V是什么電壓?該溝通電壓最大值為多少?周期又為多少?(3)交變電流的圖象如何?表達式如何?解:作出交變電流的Ut圖,U=Umsinωt=100sin100πtV設電壓為70.7V對應時刻為t1,代入公式即70.7V=100sin100πt1,t1=0.0025s由圖象對稱性知,氖管發(fā)光時間為Δt=4(t1-0)=0.01s。70.7V是有效值。Um=eq\r(2)U=100V>86.6V氖管會發(fā)光。ω=eq\f(2π,T)=100π弧度/秒[事務5]總結、擴展1.全面具體描述交變電流的公式,圖象、最大值、有效值、周期、頻率等是描述交變電流某一方面特性的物理量。2.由圖象和公式均可求出最大值、周期、有效值、頻率等物理量。反之,由最大值、周期等也可求出交變電流的公式及圖象。3.思索題如下圖圖象的交變電壓有效值能求嗎?eq\o(\s\up7(),\s\do5(板書設計))2描述交變電流的物理量1.表征交變電流改變快慢的物理量周期T(s),頻率(Hz)角速度ω(弧度/秒),轉速n(轉/秒)T=eq\f(1,f)ω=eq\f

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