表征交變電流的物理量物理教案

表征交變電流的物理量物理教案

　　教學(xué)目標(biāo)

　　一、知識目標(biāo)

　　1、復(fù)習(xí)上節(jié)課知識，并推出  ；  ．

　　2、理解交變電流的周期、頻率含義，掌握它們相互間關(guān)系，知道我國生產(chǎn)和生活用電的周期（頻率）的大小．

　　3、理解交變電流的最大值和有效值的意義，知道它們之間的關(guān)系，會應(yīng)用正弦式交變電流有效值公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算．

　　4、能利用有效值定義計(jì)算某些交變電流的有效值

　　二、能力目標(biāo)

　　1、培養(yǎng)學(xué)生閱讀、理解及自學(xué)能力．

　　2、培養(yǎng)學(xué)生將知識進(jìn)行類比、遷移的能力．

　　3、使學(xué)生理解如何建立新的物理概念而培養(yǎng)學(xué)生處理解決新問題能力．

　　4、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具處理解決物理問題的能力．

　　5、訓(xùn)練學(xué)生由特殊到一般的歸納、演繹思維能力．

　　6、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手操作能力．

　　三、情感目標(biāo)

　　1、由用電器銘牌，可介紹我國近幾年的經(jīng)濟(jì)騰飛，激發(fā)學(xué)生愛國精神和為建設(shè)祖國發(fā)奮學(xué)習(xí)的精神．

　　2、讓學(xué)生體會對稱美．

　　教學(xué)建議

　　教材分析及相關(guān)教法建議

　　1、要讓學(xué)生知道，由于交變電流的電壓、電流等的大小和方向都隨時間作周期性變化，就需要多一些物理量來描述它不同方面的特性．如：周期和頻率表示交變電流周期性變化的快慢，最大值表明交變電流在變化過程中所能達(dá)到的最大數(shù)值，反映了交變電流的變化范圍．

　　2、交變電流的有效值表示交變電流產(chǎn)生的平均效果，是教學(xué)的重點(diǎn)，也是教學(xué)的難點(diǎn)．首先要使學(xué)生明白引入有效值的必要：由于交變電流的大小和方向隨時間變化，它產(chǎn)生的效果也隨時間而變化，而實(shí)用中常常只要知道它的平均效果就可以了．為此引入有效值的'概念；進(jìn)而讓學(xué)生知道怎樣衡量交變電流的平均效果，即用與交變電流有相同熱效應(yīng)的直流來表示交變電流的平均效果，從而明確有效值的物理意義．

　　3、要讓學(xué)生知道，提到交變電流的電壓、電流、電動勢時，如果不加特別說明，通常指的都是交變電流的有效值，電表測量的數(shù)值，也都是有效值．

　　正弦電流的有效值和最大值的關(guān)系，課本中是直接給出的，不要求加以證明．但它十分有用，應(yīng)要求學(xué)生記�。�還要讓學(xué)生明確地知道，這一關(guān)系只對正弦式電流成立，對其他波形的交變電流并不成立。

　　教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法

　　1、交變電流有效值概念既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)，通過計(jì)算特殊形式的交變電流的有效值來體會和掌握它的定義

　　2、交變電流瞬時值確定使學(xué)生感到困難，通過例題分析使學(xué)生學(xué)會借助數(shù)學(xué)工具處理解決物理問題的能力。

　　--方案

　　表征交變電流物理量

　　教學(xué)目的：

　　l、掌握表征交變電流大小物理量．

　　2、理解有效值的定義并會用它解決相關(guān)問題．

　　3、掌握表征交變電流變化快慢的物理量．

　　教學(xué)重點(diǎn)：表征交流電的幾個物理量，特別是“有效值”

　　教學(xué)難點(diǎn)：有效值的理解

　　教學(xué)方法：啟發(fā)式綜合教學(xué)法

　　教學(xué)用具：幻燈片、交流發(fā)電機(jī)模型、演示電流表、

　　教學(xué)過程：

　　一、知識回顧

　�。ㄒ唬�、交變電流：

　　大小和方向都隨時間作周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流．如圖所示（b）、（c）、（e）所示電流都屬于交流，其中按正弦規(guī)律變化的交流叫正弦交流．如圖（b）所示．而（a）、(d)為直流，其中（a）為恒定電流．

　�。ǘ�）、正弦交流的產(chǎn)生及變化規(guī)律．

　　1、產(chǎn)生：當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的交流是隨時間按正弦規(guī)律變化的．即正弦交流．

　　2、中性面：勻速旋轉(zhuǎn)的線圈，位于跟磁感線垂直的平面叫做中性面．這一位置穿過線圈的磁通量最大，但各邊都未切割磁感線，或者說這時線圈的磁通量變化率為零，線圈中無感應(yīng)電動勢．

　　3、規(guī)律：

　　（1）函數(shù)表達(dá)式：  匝面積為  的線圈以角速度  轉(zhuǎn)動，從中性面開始計(jì)時，則  ．用  表示峰值  ,則  在純電阻電路中，

　　電流：  ．

　　電壓：  ．

　　（2）圖象表示：

　　二、新課教學(xué)：

　　1、表征交變電流大小物理量

　�、偎矔r值：對應(yīng)某一時刻的交流的值，用小寫字母表示，  ，  ，  ．

　　②峰值：即最大的瞬時值用大寫字母表示，  ,  ，  ．

　　注意：線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，所產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的峰值為  ，即僅由匝數(shù)  ，線圈面積  ，磁感強(qiáng)度  和角速度  四個量決定．與軸的具體位置，線圈的形狀及線圈是否閉合都是無關(guān)的．

　�、塾行е担�

　�、�、意義：描述交流電做功或熱效應(yīng)的物理量

　　ⅱ、定義：跟交流熱效應(yīng)相等的恒定電流的值叫做交流的有效值．

　�、！⒄�弦交流的有效值與峰值之間的關(guān)系是  ；  。

　　注意：正弦交流的有效值和峰值之間具有  ；  的關(guān)系，非正弦（或余弦）交流無此關(guān)系，但可按有效值的定義進(jìn)行推導(dǎo)，如對于正負(fù)半周最大值相等的方波電流，其熱效應(yīng)和與其最大值相等的恒定電流是相同的，因而其有效值即等于其最大值．即  ．

　　ⅳ、交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值；交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值．對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值．ⅴ、在求交流電的功、功率或電熱時必須用交流電的有效值．

　�、芊逯�、有效值、平均值在應(yīng)用上的區(qū)別．

　　峰值是交流變化中的某一瞬時值，對純電阻電路來說，沒有什么應(yīng)用意義．若對含電容電路，在判斷電容器是否會被擊穿時，則需考慮交流的峰值是否超過電容器的耐壓值．

　　交流的有效值是按熱效應(yīng)來定義的，對于一個確定的交流來說，其有效值是一定的．而平均值是由公式  確定的，其值大小由某段時間磁通量的變化量來決定，在不同的時間段里是不相同的．如對正弦交流，其正半周或負(fù)半周的平均電動勢大小為：而一周期內(nèi)的平均電動勢卻為零．在計(jì)算交流通過電阻產(chǎn)生的熱功率時，只能用有效值，而不能用平均值．在計(jì)算通過導(dǎo)體的電量時，只能用平均值，而不能用有效值．

　　在實(shí)際應(yīng)用中，交流電器銘牌上標(biāo)明的額定電壓或額定電流都是指有效值，交流電流表和交流電壓表指示的電流、電壓也是有效值，解題中，若題示不加特別說明，提到的電流、電壓、電動勢都是指有效值．

　�。�、表征交變電流變化快慢的物理量

　�、僦芷�  ：電流完成一次周期性變化所用的時間．單位：s。

　�、陬l率  ：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)．單位：ＨZ。

　　③角頻率  ：就是線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動的角速度．單位：rad/s。

　�、堋⒔撬俣�、頻率和周期的關(guān)系：

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