高二物理5.2《描述交變電流的物理量》學案（人教版選修3-2）

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11152 描述交變電流的物理量教學目標教學重點、難點重點交變電流有效值概念。難點交變電流有效值概念及計算。教學方法實驗、啟發(fā)教學手段多媒體課件電源、電容器、燈泡“6 V，0.3 A”、幻燈片、手搖發(fā)電機教學過程（一）引入新課矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動時，在線圈中產生了正弦交變電流。如何描述交變電流的變化規(guī)律呢？可以用公式法描述。從中性面開始計時，得出瞬時電動勢：e=Emsint 瞬時電流：i=Imsint瞬時電壓：u=Umsint 其中Em=NBS交變電流的大小和方向都隨時間做周期性變化，只用電壓、電流描述不全面。這節(jié)課我們學習表征正弦交變電流的物理量。（二）進行新課1周期和頻率請同學們閱讀教材，回答下列問題：（1）什么叫交變電流的周期？（2）什么叫交變電流的頻率？（3）它們之間的關系是什么？（4）我國使用的交變電流的周期和頻率各是多大？交變電流完成一次周期性的變化所用的時間，叫做交變電流的周期，用T表示。交變電流在1 s內完成周期性變化的次數(shù)，叫做交變電流的頻率，用f表示。T=我國使用的交變電流頻率f=50 Hz，周期T=0。02 s。2交變電流的峰值（Em，Im，Um）交變電流的峰值是交變電流在一個周期內所能達到的最大數(shù)值，可以用來表示交變電流的電流或電壓變化幅度。演示電容器的耐壓值將電容器（8 V，500F）接在學生電源上充電，接8 V電壓時電容器正常工作，接16 V電壓時，幾分鐘后聞到燒臭味，后聽到爆炸聲。電容器的耐壓值是指能夠加在它兩端的最大電壓，若電源電壓的最大值超過耐壓值，電容器可能被擊穿。但是交變電流的最大值不適于表示交變電流產生的效果，在實際中通常用有效值表示交變電流的大小。思考與討論：00.2s、0.20.5s、0.50.8s、0.81s這四個階段電流大小不變化，分別計算出熱量，然后加起來。由解得J；J；J；J所以，1s內電阻R中產生的熱量為 J由解得，A=1.67A2有效值（E、I、U）讓交變電流和直流電通過同樣的電阻，如果它們在相同時間內產生熱量相等，把直流電的值叫做交變電流的有效值。通常用大寫字母U、I、E表示有效值。正弦交變電流的最大值與有效值有以下關系：I=0.707Im U=0.707Um強調（1）各種使用交變電流的電器設備上所示值為有效值。（2）交變電流表（電壓表或電流表）所測值為有效值。（3）計算交變電流的功、功率、熱量等用有效值。（三）課堂總結、點評本節(jié)課主要學習了以下幾個問題：1表征交變電流的幾個物理量：周期和頻率、峰值和有效值。2交變電流的周期與頻率的關系：T=。3正弦式交變電流最大值與有效值的關系：I=， U=。（四）實例探究【例1】表示交變電流隨時間變化圖象如圖所示，則交變電流有效值為（ ）A5AB5 AC3.5AD3.5 A 綜合應用【例2】交流發(fā)電機矩形線圈邊長ab=cd=0.4 m，bc=ad=0.2 m，共50匝，線圈電阻r=1 ，線圈在B=0.2 T的勻強磁場中，繞垂直磁場方向的軸OO以r/s轉速勻速轉動，外接電阻9，如圖所示。求：（1）電壓表讀數(shù)；（2）電阻R上電功率。 111