表徵交變電流的物理量物理教案

教學目標

表徵交變電流的物理量物理教案

一、知識目標

1、複習上節課知識,並推出  ;  .

2、理解交變電流的週期、頻率含義,掌握它們相互間關係,知道我國生產和生活用電的週期(頻率)的大小.

3、理解交變電流的最大值和有效值的意義,知道它們之間的關係,會應用正弦式交變電流有效值公式進行有關計算.

4、能利用有效值定義計算某些交變電流的有效值

二、能力目標

1、培養學生閱讀、理解及自學能力.

2、培養學生將知識進行類比、遷移的能力.

3、使學生理解如何建立新的物理概念而培養學生處理解決新問題能力.

4、培養學生應用數學工具處理解決物理問題的能力.

5、訓練學生由特殊到一般的歸納、演繹思維能力.

6、培養學生的實際動手操作能力.

三、情感目標

1、由用電器銘牌,可介紹我國近幾年的經濟騰飛,激發學生愛國精神和爲建設祖國發奮學習的精神.

2、讓學生體會對稱美.

教學建議

教材分析及相關教法建議

1、要讓學生知道,由於交變電流的電壓、電流等的大小和方向都隨時間作週期性變化,就需要多一些物理量來描述它不同方面的特性.如:週期和頻率表示交變電流週期性變化的快慢,最大值表明交變電流在變化過程中所能達到的最大數值,反映了交變電流的變化範圍.

2、交變電流的有效值表示交變電流產生的平均效果,是教學的重點,也是教學的難點.首先要使學生明白引入有效值的必要:由於交變電流的大小和方向隨時間變化,它產生的效果也隨時間而變化,而實用中常常只要知道它的平均效果就可以了.爲此引入有效值的概念;進而讓學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,電錶測量的數值,也都是有效值.

正弦電流的有效值和最大值的關係,課本中是直接給出的,不要求加以證明.但它十分有用,應要求學生記住.還要讓學生明確地知道,這一關係只對正弦式電流成立,對其他波形的交變電流並不成立。

教學重點、難點、疑點及解決辦法

1、交變電流有效值概念既是重點又是難點,通過計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生感到困難,通過例題分析使學生學會藉助數學工具處理解決物理問題的能力。

--方案

表徵交變電流物理量

教學目的:

l、掌握表徵交變電流大小物理量.

2、理解有效值的定義並會用它解決相關問題.

3、掌握表徵交變電流變化快慢的物理量.

教學重點:表徵交流電的幾個物理量,特別是“有效值”

教學難點:有效值的理解

教學方法:啓發式綜合教學法

教學用具:幻燈片、交流發電機模型、演示電流表、

教學過程:

一、知識回顧

(一)、交變電流:

大小和方向都隨時間作週期性變化的電流叫做交變電流,簡稱交流.如圖所示(b)、(c)、(e)所示電流都屬於交流,其中按正弦規律變化的交流叫正弦交流.如圖(b)所示.而(a)、(d)爲直流,其中(a)爲恆定電流.

(二)、正弦交流的產生及變化規律.

1、產生:當線圈在勻強磁場中繞垂直於磁場方向的軸勻速轉動時,線圈中產生的交流是隨時間按正弦規律變化的.即正弦交流.

2、中性面:勻速旋轉的線圈,位於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爲零,線圈中無感應電動勢.

3、規律:

(1)函數表達式:  匝面積爲  的線圈以角速度  轉動,從中性面開始計時,則  .用  表示峯值  ,則  在純電阻電路中,

電流:  .

電壓:  .

(2)圖象表示:

二、新課教學:

1、表徵交變電流大小物理量

①瞬時值:對應某一時刻的交流的值,用小寫字母表示,  ,  ,  .

②峯值:即最大的瞬時值用大寫字母表示,  ,  ,  .

注意:線圈在勻強磁場中繞垂直於磁感線方向的軸勻速轉動時,所產生感應電動勢的峯值爲  ,即僅由匝數  ,線圈面積  ,磁感強度  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的.

③有效值:

ⅰ、意義:描述交流電做功或熱效應的物理量

ⅱ、定義:跟交流熱效應相等的恆定電流的值叫做交流的有效值.

ⅲ、正弦交流的有效值與峯值之間的關係是  ;  。

注意:正弦交流的有效值和峯值之間具有  ;  的關係,非正弦(或餘弦)交流無此關係,但可按有效值的定義進行推導,如對於正負半周最大值相等的方波電流,其熱效應和與其最大值相等的恆定電流是相同的,因而其有效值即等於其最大值.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是有效值.對於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.

④峯值、有效值、平均值在應用上的區別.

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

交流的有效值是按熱效應來定義的,對於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,在不同的時間段裏是不相同的.如對正弦交流,其正半周或負半周的平均電動勢大小爲:而一週期內的平均電動勢卻爲零.在計算交流通過電阻產生的熱功率時,只能用有效值,而不能用平均值.在計算通過導體的電量時,只能用平均值,而不能用有效值.

在實際應用中,交流電器銘牌上標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.

2、表徵交變電流變化快慢的物理量

①週期  :電流完成一次週期性變化所用的時間.單位:s。

②頻率  :一秒內完成周期性變化的次數.單位:HZ。

③角頻率  :就是線圈在勻強磁場中轉動的角速度.單位:rad/s。

④、角速度、頻率和週期的關係: