第一篇:高中物理 《交變電流的特點(diǎn)》教案 魯科版選修3-2(小編推薦)
第一節(jié) 交變電流的特點(diǎn)
三維教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)理解什么是交變電流的峰值和有效值,知道它們之間的關(guān)系;
(2)理解交變電流的周期、頻率以及它們之間的關(guān)系。知道我國生產(chǎn)和生活用電的周期(頻率)的大小。
2、過程與方法:能應(yīng)用數(shù)學(xué)工具描述和分析處理物理問題。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀:讓學(xué)生了解多種電器銘牌,介紹現(xiàn)代科技的突飛猛進(jìn),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
教學(xué)重點(diǎn):交變電流有效值概念。教學(xué)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
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
閱讀教材回答:
(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)我國使用的交變電流的周期和頻率各是多大?
答: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=變電流頻率f=50 Hz,周期T=0.02 s。
1, 我國使用的交f
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,500μF)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。
0~0.2s、0.2~0.5s、0.5~0.8s、0.8~1s這四個(gè)階段電流大小不變化,分別計(jì)算出熱量,2然后加起來。由Q?IRt解得Q1?0.2J;Q2?1.2J;Q3?1.2J;Q4?0.2J 所以,1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量為 Q?0.2?1.2?1.2?0.2?2.8J 2由Q?IRt解得,I?Q?2.8A=1.67A Rt
3、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:)
第二篇:高中物理 《三相交變電流》教案1 魯科版選修3-2
4.1 三相交變電流
[課時(shí)安排]1課時(shí) [教學(xué)目標(biāo)]:
(一)知識(shí)與技能
1.知道三相交變電流是如何產(chǎn)生的.2.知道產(chǎn)生三相交變電流的三個(gè)線圈中的電動(dòng)勢(shì)最大值和周期都相同,但它們不是同時(shí)達(dá)到最大值(或零).3.知道什么是星形連接、三角形連接、零線、火線、線電壓及相電壓.(二)過程與方法
1.理解三相交變電流產(chǎn)生及其規(guī)律.2.會(huì)用電表判定火線和零線,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力.(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1.培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)素質(zhì).2.使學(xué)生體會(huì)科技對(duì)社會(huì)發(fā)展的巨大推動(dòng).[教學(xué)重點(diǎn)]:三相交變電流的產(chǎn)生及輸送方式; [教學(xué)難點(diǎn)]:三相交流電的連接方式 [教學(xué)器材]:三相交流發(fā)電機(jī)模型、導(dǎo)線、小燈泡(3個(gè)、相同)、測(cè)電表、CAI課件、交流電流表
[教學(xué)方法]:講授、演示實(shí)驗(yàn) [教學(xué)過程]
(一)引入新課
[師問]交變電流是如何產(chǎn)生的?
[生答]一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生.[師問]矩形線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)線圈中的電流最大?
[生答]線圈平面平行磁力線時(shí)最大,而線圈平面垂直磁力線時(shí)I=0.[師問]三個(gè)完全相同的矩形線圈成一定夾角固定在同一轉(zhuǎn)軸上,并使它們?cè)趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),這三個(gè)線圈是否產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?為什么? [生答]因穿過每個(gè)線圈的磁通量都發(fā)生變化,故產(chǎn)生E感.(二)新課教學(xué) 一、三相交流電產(chǎn)生
出示三相發(fā)電機(jī)模型,同時(shí)利用CAI課件展示出三相交流電機(jī)示意圖,介紹構(gòu)造.[演示]將三個(gè)相同燈泡分別接到發(fā)電機(jī)的三個(gè)線圈上,勻速搖動(dòng)發(fā)電機(jī)線圈,三個(gè)燈泡都發(fā)光.指出:在電路中只能產(chǎn)生一個(gè)交變電動(dòng)勢(shì)的電機(jī)叫單相交流發(fā)電機(jī).像這樣由三個(gè)互成120°角矩形線圈在同一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生出三個(gè)交變電動(dòng)勢(shì)的發(fā)電機(jī),叫三相交流發(fā)電機(jī).重復(fù)實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生觀察:三個(gè)燈同一時(shí)刻亮度是否相同?最大亮度是否一樣? 學(xué)習(xí):同一時(shí)刻亮度不同,最大亮度相同.引導(dǎo)學(xué)生分析指出:三個(gè)線圈產(chǎn)生三相交變電動(dòng)勢(shì),周期和電動(dòng)勢(shì)最大值相同,但它們不能同時(shí)達(dá)最大或0,依次相差1/3周期.同時(shí)用CAI課件展示出e-t如圖.
第三篇:交變電流教案
§5.1《交變電流》
靈臺(tái)一中 王佛寶
教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能:
(1)使學(xué)生理解交變電流的產(chǎn)生原理,知道什么是中性面。(2)掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。
(3)理解交變電流的瞬時(shí)值和最大值及中性面的準(zhǔn)確含義。過程與方法:
(1)掌握描述物理量的三種基本方法(文字法、公式法、圖象法)。
(2)培養(yǎng)學(xué)生觀察能力,空間想象能力以及將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖形的能力。(3)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力。情感、態(tài)度與價(jià)值觀: 培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的思想
教學(xué)重點(diǎn):交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析 教學(xué)難點(diǎn):交變電流的變化規(guī)律及應(yīng)用 教學(xué)過程: 新課導(dǎo)入:
今天我們開始學(xué)習(xí)交變電流,交變電流是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的進(jìn)一步延伸。新課教學(xué):
(一)探究手搖交流發(fā)電機(jī)輸出電流的特點(diǎn): 實(shí)驗(yàn)一:用手搖交流發(fā)電機(jī)對(duì)小燈泡供電 現(xiàn)象:小燈泡一閃一閃地發(fā)光
結(jié)論:電流的大小是周期變化的實(shí)驗(yàn)二:把手搖交流發(fā)電機(jī)和示教電流表相連
現(xiàn)象:指針左右擺動(dòng)
結(jié)論:電流的方向是周期變化的
小結(jié):手搖交流發(fā)電機(jī)的輸出電流的大小和方向都隨時(shí)間 做周期性的變化。
大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫交變電流,簡稱交流(AC)
方向不隨時(shí)間變化的電流稱為直流(DC)
大小、方向均不隨時(shí)間變化的電流叫恒定電流。
(二)探究交變電流的產(chǎn)生原理: 交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造:
哪些邊切割磁感線?(ab和cd)問題討論:
(1)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,哪個(gè)位置線圈中沒有電流,哪個(gè)位置線圈中有電流,哪個(gè)位置線圈中電流最大?
物理學(xué)中把線圈平面垂直與磁感線的位置稱為中性面。
2、你能判斷出線圈從中性面開始逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一周中,線框中電流方向的規(guī)律嗎?
3、你能總結(jié)線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,電流的方向的變化規(guī)律嗎?
線圈平面每經(jīng)過中性面時(shí),感應(yīng)電流的方向就改變一次,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周,感應(yīng)電流的方向改變兩次。
4、你能定性的分析出線圈從中性面轉(zhuǎn)動(dòng)半周過程中電流的大小變化規(guī)律嗎?
從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,電流從零逐漸變大到最大,再由最大減小到下一個(gè)中性面變?yōu)榱恪?/p>
(三)定量分析交變電流的變化規(guī)律:
設(shè)AB長為L1,BC長為L2,轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。單匝:E=2BL1v⊥=2BL1VSin?t=2BL1.N匝:E=N BS?Sin?t
?L2 Sin?t=BS? Sin?t 2Em=N BS?是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值,叫做峰值。
由于電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化,當(dāng)負(fù)載為電燈等用電器時(shí),負(fù)載兩端的電壓u、通過的電流i,也按正弦規(guī)律變化,e?NBS?sin?t?Emsin?t
i?NBS?sin?t?Imsin?tR?r
u?NBS?Rsin?t?Umsin?tR?r
這種按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流,簡稱正弦式電流。思考:如果從線框平面與磁感線平行的位置開始計(jì)時(shí),那么表達(dá)式如何?
e?nBS?cos?t?Emcos?t
注意:兩個(gè)特殊位置的不同特點(diǎn):
(1)線圈平面與中性面重合時(shí),S?B,?最大,e?0,i?0,電流方向發(fā)生改變;(2)線圈平面與中性面垂直時(shí),S//B,??0,e最大,i最大,電流方向不變; 正弦交變電流是一種最簡單又最基本的交變電流,家庭電路的交變電流就是正弦交變電流。實(shí)際中應(yīng)用的交變電流,不只限于正弦交變電流,它們隨時(shí)間變化的規(guī)律是各種各樣的。
例
1、發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的電動(dòng)勢(shì)最大值為311V,其線圈共100匝,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中
勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100πrad/s,從線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)。(1)寫出當(dāng)時(shí)的瞬時(shí)表達(dá)式。
(2)此發(fā)電機(jī)與外電路組成閉合電路時(shí),總電阻為100Ω,求t?1s時(shí)的電流。600(3)線圈轉(zhuǎn)過180°的過程中,電動(dòng)勢(shì)的平均值,電動(dòng)勢(shì)達(dá)到的最大值各是多少?(4)磁通量變化率的最大值是多少? 例
2、一正弦交流發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為e?Emsin?t,若將此發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和磁場(chǎng)均增加一倍,試寫出這時(shí)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式。
小結(jié):本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問題:
(1)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),線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流。
(2)從中性面開始計(jì)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e=NBSωsinω t,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=NBSω。
(3)兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn); 作業(yè):見課件1.2.3.4題
第四篇:【物理】3.2《交變電流是怎么產(chǎn)生的》教案(魯科版選修3-2)
知識(shí)改變命運(yùn),學(xué)習(xí)成就未來
知識(shí)改變命運(yùn),學(xué)習(xí)成就未來
線圈中感應(yīng)電流的方向 沿著a→b→c→d→a方向流動(dòng)的。
當(dāng)ab邊向左、cd邊向右運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈中感應(yīng)電流的方向如何? 感應(yīng)電流是沿著d→c→b→a→d方向流動(dòng)的。
線圈平面與磁感線平行時(shí),ab邊與cd邊線速度方向都跟磁感線方向垂直,即兩邊都垂直切割磁感線,此時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。
問題2線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最?。?答:當(dāng)線圈平面跟磁感線垂直時(shí),ab邊和cd邊線速度方向都跟磁感線平行,即不切割磁感線,此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。中性面概念:
(1)中性面——線框平面與磁感線垂直的位置。(2)線圈處于中性面位置時(shí),穿過線圈Φ最大,但
Δ?Δt
=0。
(3)線圈越過中性面,線圈中I感方向要改變。線圈轉(zhuǎn)一周,感應(yīng)電流方向改變兩次。
2、交變電流的變化規(guī)律
設(shè)線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng),角速度是ω。經(jīng)過時(shí)間t,線圈轉(zhuǎn)過的角度是ωt,ab邊的線速度v的方向跟磁感線方向間的夾角也等于ωt,如右圖所示。設(shè)ab邊長為L1,bc邊長L2,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,這時(shí)ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大?
eab=BL1vsinωt = BL1·L22ωsinωt =
12BL1L2sinωt
問:此時(shí)整個(gè)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大?
e=eab+ecd=BL1L2ωsinωt
若線圈有N匝時(shí),相當(dāng)于N個(gè)完全相同的電源串聯(lián),e=NBL1L2ωsinωt,令Em=NBL1L2ω,叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值,e叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。
根據(jù)部分電路歐姆定律,電壓的最大值Um=ImR,電壓的瞬時(shí)值U=Umsinωt。
電動(dòng)勢(shì)、電流與電壓的瞬時(shí)值與時(shí)間的關(guān)系可以用正弦曲線來表示,如下圖所示:
3、實(shí)例探究
交變電流的圖象、交變電流的產(chǎn)生過程
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知識(shí)改變命運(yùn),學(xué)習(xí)成就未來
例
1、一矩形線圈,繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如圖所示。下面說法中正確的是()
A.t1時(shí)刻通過線圈的磁通量為零 B.t2時(shí)刻通過線圈的磁通量的絕對(duì)值最大
C.t3時(shí)刻通過線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大
D.每當(dāng)e轉(zhuǎn)換方向時(shí),通過線圈的磁通量的絕對(duì)值都為最大 交變電流的變化規(guī)律
例
2、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形線圈,從中性面開始繞垂直于磁感線的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)可以表示為e=Emsinωt?,F(xiàn)在把線圈的轉(zhuǎn)速增為原來的2倍,試分析并寫出現(xiàn)在的交變電動(dòng)勢(shì)的峰值、交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式,畫出與其相對(duì)應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象。分析物理圖象的要點(diǎn):
一看:看“軸”、看“線”、看“斜率”、看“點(diǎn)”、看“截距”、看“面積”、看“拐點(diǎn)”,并理解其物理意義。
二變:掌握“圖與圖”“圖與式”和“圖與物”之間的變通關(guān)系。三判:在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正確的分析和判斷。
4、綜合應(yīng)用
例
3、如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2 T,匝數(shù)n=6的矩形線圈abcd繞中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度ω=200 rad/s。已知ab=0。1 m,bc=0.2 m,線圈的總電阻R=40Ω,試求:(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值,感應(yīng)電流的最大值;
(2)設(shè)時(shí)間t=0時(shí)線圈平面與磁感線垂直,寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式;
(3)畫出感應(yīng)電流的瞬時(shí)值i隨ωt變化的圖象;
(4)當(dāng)ωt=30°時(shí),穿過線圈的磁通量和線圈中的電流的瞬時(shí)值各是多大?(5)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過
π2的過程中,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值是多大?
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第五篇:描述交變電流的物理量教案
5.2描述交變電流的物理量
一、教材分析
選自選修3-2第5.2節(jié)《描述交變電流的物理量》內(nèi)容。學(xué)習(xí)了交變電流的產(chǎn)生原理,對(duì)交變電流的定量描述問題進(jìn)一步學(xué)習(xí),以利用這些物理量描述交變電流的變化規(guī)律,是研究交變電流變化規(guī)律的基礎(chǔ)和前提。課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)內(nèi)容的要求是“能用函數(shù)表達(dá)式和圖像描述交變電流,測(cè)算其峰值和有效值”。教材是這樣來處理的:首先,學(xué)生應(yīng)該能從數(shù)學(xué)角度進(jìn)一步認(rèn)識(shí)交變電流的周期性;然后,通過有效值的分析和計(jì)算再一次體會(huì)等效代替法在物理學(xué)科的應(yīng)用;最后,通過一些拓展訓(xùn)練加深學(xué)生的理解。
二、學(xué)情分析
在這節(jié)課之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)時(shí),學(xué)生對(duì)周期性變化規(guī)律已經(jīng)有了初步的認(rèn)識(shí),應(yīng)充分利用已有的知識(shí)基礎(chǔ),另外,他們對(duì)交變電流的周期、頻率、角頻率(線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度)與勻速圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)物理量的聯(lián)系也有了一定的了解。但是,對(duì)交變電流的“四值”的物理意義容易混淆,“四值”的應(yīng)用更容易張冠李戴。應(yīng)讓學(xué)生通過定義細(xì)致區(qū)分其物理意義上的差別,通過實(shí)例辨析其適用范圍。
三、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
①.知道交變電流的周期和頻率,以及它們與轉(zhuǎn)子角速度ω的關(guān)系。②.知道交變電流和電壓的最大值、瞬時(shí)值、有效值等及其關(guān)系。③.知道我國供電線路交變電流的周期和頻率。
2、過程與方法
①.用等效的方法得出描述交變電流的有效值。
②.學(xué)會(huì)觀察實(shí)驗(yàn),分析圖象,由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的思維方式。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
①.通過對(duì)描述交變電流的物理量的學(xué)習(xí),體會(huì)描述復(fù)雜事物的復(fù)雜性,樹立科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)事物的態(tài)度。
②.聯(lián)系日常生活中的交變電流知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)際的意識(shí),鼓勵(lì)學(xué)生勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問題。
四、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)
重點(diǎn):周期、頻率的概念,有效值的概念和計(jì)算 難點(diǎn):有效值的概念和計(jì)算
五、教具 :多媒體教學(xué)課件、小燈泡、手搖交流發(fā)電機(jī)模型、多媒體投影儀
六、教學(xué)方法:誘思探究教學(xué)法
七、課型:新授課
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八、教學(xué)過程
㈠、引入
上節(jié)課我們研究了矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中會(huì)產(chǎn)生正弦交流電。
教師利用投影儀展示線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的截面圖其中線圈長ab?l1,寬ad?l2,角速度為?
[師問] 如何描述線圈中交變電流的變化規(guī)律呢?
[生答] ⑴、公式法:從中性面開始計(jì)時(shí),l2 e?2?B?l1???Sin?t?EmSin?t ⑵、圖象法: 如圖所示
[師問] 試確定t?0、t1、t2、t3、t4時(shí)刻,圖象坐標(biāo)與線圈轉(zhuǎn)動(dòng)位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系? [生答] t?0、t1、t2、t3、t4線圈轉(zhuǎn)過的角度分別為:0、?3?、?、、2?。
22[教師指出] 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一整圈,交變電流就完成一個(gè)周期性變化。這說明,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)速度越快,交變電流周期性變化的越快。交變電流與恒定電流比較具有不同的特點(diǎn),用那些量來描述交變電流呢?
㈡、揭示與強(qiáng)化
首先考慮用什么物理量來描述交變電流變化的快慢呢?
1、交變電流的周期和頻率。
交變電流跟別的周期性過程一樣,是用周期或頻率來表示變化快慢的。(1)周期:我們把交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間,叫做交變電流的周期。周期用T表示,單位是s。
(2)頻率:交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù),叫做交變電流的頻率。頻率用f表示,單位是Hz。
(3)周期和頻率的關(guān)系是:T?11或f? fT[說明]① 我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中用的交變電流周期是0.02S,頻率是50Hz,電流方向每秒鐘改變100次。② 交變電流的周期和頻率跟發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度有關(guān)。?越大,周期越短、頻率越高。
[演示實(shí)驗(yàn)] 把小燈泡接在手搖交流發(fā)電機(jī)模型的輸出端。當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速由小增大
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時(shí),我們看到,小燈泡發(fā)光的閃爍頻率也由小增大,當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大到一定程度,由于交變電流的大小和方向變化太快,由于人眼存在視覺暫留的緣故,所以眼睛已不能分辨燈光的閃爍。這就是為什么照明電是交變電流,而電燈亮?xí)r看不見一閃一閃的原因。
2、交變電流的峰值和有效值
(1)交變電流峰值(Im、Em、Um):指交變電流各個(gè)參量一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的最大值。表示交變電流的強(qiáng)弱或電壓的高低。實(shí)際中需要考慮。
例如:電容器接在交流電路中,應(yīng)需要知道交變電壓的最大值,電容器的額定電壓應(yīng)高于交變電壓的最大值,否則電容器有可能被擊穿。
(2)交變電流有效值(I、E、U):
[思考與討論] 如圖所示的電流通過一個(gè)R=1Ω的電阻,它不是恒定電流。
(a)、怎樣計(jì)算通電1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量? 解析:圖象反映的交變電流可以分為4段。前半個(gè)周期中,0—0.2S內(nèi),可看成電流大小為1A的恒定電流,0.2S—0.5S內(nèi),可看成電流大小為2A的恒定電流.后半個(gè)周期的電流與前半個(gè)周期方向相反,但產(chǎn)生熱量相同。
則交流電的熱量: Q
(b)如果有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過電阻R,也能在1s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱,這個(gè)電流是多大?
恒定電流的熱量:
[教師指出] 1)有效值:(抓三個(gè)相同)讓交流與恒定電流通過相同的電阻,如果它們?cè)谝粋€(gè)周期內(nèi)內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等,把恒定電流的值叫做這個(gè)交變電流的有效值。
2)正弦交流電有效值與最大值之間的關(guān)系
1?(I12Rt1?I22Rt2)?2?(12?1?0.2?22?1?0.3)?2J?2.8JQ2?Q1I2Rt?2.8JI?2.8A?1.7A1?1第 3頁 /共 5頁
[說明] ①交流用電設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓和額定電流是有效值;交流電壓表和交流電流表的示數(shù)是有效值;交變電流的數(shù)值在無特別說明時(shí)都是指有效值。
②交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的。引入有效值的的概念便于把處理恒定電流的一些方法拓展到交流電中。
㈢、延伸
例
1、試寫出我國生活用電的規(guī)律表達(dá)式? [學(xué)生] u?2202Sin(100?t)V
[解析] 生活用電的有效值U=220V,頻率f=50Hz,所以
Um?2202V,??2?f?100?Hz。又表達(dá)式u?Um?Sin?t可得。
例2、如圖表示一交流的電流隨時(shí)間變化的圖像,求該電流的有效值? 42?32
[學(xué)生板演做題步驟,教師點(diǎn)評(píng)] 解析:交變電流一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量
Q1?
恒定電流的熱量: Q2?I?R?T
由有效值定義知: Q1?Q2 解得: I?5A 例
3、圖中兩交變電流通過相同的電阻R。求:(1)分別寫出它們的有效值、周期和頻率。(2)計(jì)算它們?cè)赗上產(chǎn)生的功率之比。
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(2)P甲:P乙=I12R:I22R=(I1/I2)2=1:2 ㈣、回歸
1.周期或頻率:表示交變電流變化的快慢。2.有效值:表示交變電流的熱效應(yīng)。
3.正弦交變電流有效值與最大值存在著一定的關(guān)系。
㈤、檢測(cè)
1.完成課后習(xí)題 第4題
九、板書設(shè)計(jì)
1、交變電流的周期和頻率(1)周期:(2)頻率:
(3)周期和頻率的關(guān)系: 2、交變電流的峰值和有效值
(1)交變電流峰值(Im、Em、Um):(2)交變電流有效值(I、E、U):
①有效值:
②正弦交流電有效值與最大值的關(guān)系
3、課堂小結(jié) 4、作業(yè)
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