高二物理5.2《描述交變電流的物理量》學(xué)案（人教版選修3-2）

11152 描述交變電流的物理量教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)交變電流有效值概念。難點(diǎn)交變電流有效值概念及計(jì)算。教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)、啟發(fā)教學(xué)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(jī)教學(xué)過程（一）引入新課矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在線圈中產(chǎn)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(jì)時(shí)，得出瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)：e=Emsint 瞬時(shí)電流：i=Imsint瞬時(shí)電壓：u=Umsint 其中Em=NBS交變電流的大小和方向都隨時(shí)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(xué)習(xí)表征正弦交變電流的物理量。（二）進(jìn)行新課1周期和頻率請(qǐng)同學(xué)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(guān)系是什么？（4）我國(guó)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(shí)間，叫做交變電流的周期，用T表示。交變電流在1 s內(nèi)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(guó)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(gè)周期內(nèi)所能達(dá)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(xué)生電源上充電，接8 V電壓時(shí)電容器正常工作，接16 V電壓時(shí)，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(chǎn)生的效果，在實(shí)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(gè)階段電流大小不變化，分別計(jì)算出熱量，然后加起來。由解得J；J；J；J所以，1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)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?cè)谙嗤瑫r(shí)間內(nèi)產(chǎn)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(guān)系：I=0.707Im U=0.707Um強(qiáng)調(diào)（1）各種使用交變電流的電器設(shè)備上所示值為有效值。（2）交變電流表（電壓表或電流表）所測(cè)值為有效值。（3）計(jì)算交變電流的功、功率、熱量等用有效值。（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問題：1表征交變電流的幾個(gè)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(guān)系：T=。3正弦式交變電流最大值與有效值的關(guān)系：I=， U=。（四）實(shí)例探究【例1】表示交變電流隨時(shí)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(yīng)用【例2】交流發(fā)電機(jī)矩形線圈邊長(zhǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直磁場(chǎng)方向的軸OO以r/s轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，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