表徵交變電流的物理量物理教案

表徵交變電流的物理量物理教案

　　教學目標

　　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為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．為此引入有效值的'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，透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，透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：啟發式綜合教學法

　　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)為直流，其中（a）為恆定電流．

　　（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為零，線圈中無感應電動勢．

　　3、規律：

　　（1）函式表示式：  匝面積為  的線圈以角速度  轉動，從中性面開始計時，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：

　　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峰值：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峰值為  ，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峰值之間的關係是  ；  。

　　注意：正弦交流的有效值和峰值之間具有  ；  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峰值、有效值、平均值在應用上的區別．

　　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，則需考慮交流的峰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，在不同的時間段裡是不相同的．如對正弦交流，其正半周或負半周的平均電動勢大小為：而一週期內的平均電動勢卻為零．在計算交流透過電阻產生的熱功率時，只能用有效值，而不能用平均值．在計算透過導體的電量時，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：