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高二物理导学案 作者：王国义 课题：交变电流的峰值和有效值 课型：新授课 编写时时间：2015 年 12月12 日 教学目标 知识与技能 1 ?理解什么是交变电流的峰值和有效值，知道它们之间的关系。 2?理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。知道我国生产和生活用电的周 期(频率)的大小。 过程与方法 能应用数学工具描述和分析处理物理问题。 教学重点、难点 重点 交变电流有效值概念。 难点 交变电流有效值概念及计算。 教学方法 实验、启发 教学手段 多媒体课件 电源、电容器、灯泡“ 6 V, 0.3 A”、幻灯片、手摇发电机 教学过程 引入新课 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，在线圈中产生了正弦交 变电流。如何描述交变电流的变化规律呢？ 可以用公式法描述。从中性面开始计时，得出 瞬时电动势：e=Emsin? t 瞬时电流：i=lmsin co t 瞬时电压：u=Umsino t 其中Em=NBSo 交变电流的大小和方向都随时间做周期性变化，只用电压、电流描述不全面。这节课 我们学习表征正弦交变电流的物理量。 进行新课 1 ?周期和频率 请同学们阅读教材，回答下列问题： 什么叫交变电流的周期？ 什么叫交变电流的频率？ 它们之间的关系是什么？ 我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？ 交变电流完成一次周期性的变化所用的时间，叫做交变电流的周期，用 T表示。 交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率，用 f表示。 1 T=— f 我国使用的交变电流频率 仁50 Hz，周期T=0。02 s。 交变电流的峰值( Em, |m, Um) 交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电 流的电流或电压变化幅度。 ［演示］电容器的耐压值 将电容器（8 V, 500卩F）接在学生电源上充电，接 8 V电压时电容器正常工作，接 16 V电压时，几分钟后闻到烧臭味，后听到爆炸声。 电容器的耐压值是指能够加在它两端的最大电压，若电源电压的最大值超过耐压值， 电容器可能被击穿。但是交变电流的最大值不适于表示交变电流产生的效果，在实际中通 常用有效值表示交变电流的大小。 思考与讨论： b圉12攵的电迫fii过一令H的屯啊.t 1.藝卑ifjpi电 1 $内 tft ft i 1 ns h 九卜展有亠仆丸小.才由婷本覽时愷定宅直運＜; - ——盂 ±1塔金电也満庭1 内产弘岡禅飾対，itA电 - 1 it足F无？ ra s.m■攵王虫逋悴必r 0?0.2s、0.2?0.5s、0.5?0.8s、0.8?1s这四个阶段电流大小不变化， 分别计算出热量, 2 然后加起来。由 Q I Rt 解得 Q! 0.2J； Q2 1.2J； Q3 1.2J； Q4 0.2 J 所以，1s内电阻R中产生的热量为 Q 0.2 1.2 1.2 0.2 2.8J 由Q l2 由Q l2Rt解得，I 2.8 A=1.67A 2 .有效值（E、I、U ） 让交变电流和直流电通过同样的电阻，如果它们在相同时间内产生热量相等，把直流 电的值叫做交变电流的有效值。通常用大写字母 U、I、E表示有效值。 正弦交变电流的最大值与有效值有以下关系： 1 m— 1 m —=0.707lm =0.707Um ［强调］ （1 ）各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值。 （2） 交变电流表（电压表或电流表）所测值为有效值。 （3） 计算交变电流的功、功率、热量等用有效值。 （三）课堂总结、点评 本节课主要学习了以下几个问题： 1.表征交变电流的几个物理量：周期和频率、峰值和有效值。 2.交变电流的周期与频率的关系: 2.交变电流的周期与频率的关系: 丁=丄。 正弦式交变电流最大值与有效值的关系: , I m 1 1 U m l= , u= 。 、2 、2 (四)实例探究【例1】表示交变电流随时间变化图象如图所示，则交变电流有效值为(C. 3.5 . 2 A3.5 A综合应用【例2】交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4 m (四)实例探究 【例1】表示交变电流随时间变化图象如图所示，则交变电流有效值为( C. 3.5 . 2 A 3.5 A 综合应用 【例2】交流发电机矩形线圈边长 ab=cd=0.4 m , bc=ad=0.2 m，共 50 匝，线圈电阻 r=1 Q，线圈在B=0.2 T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴 00以100 r/s转速匀速转动，外接电阻9Q，如图所示。 求： 电压表读数； 电阻R上电功率。 本节优化训练设计 1?把220 V的正弦式电流接在 440 Q电阻两端，则 该电阻的电流峰值 A.0.5 A B.0.5 . 2 A C.2 2 A D. 、2 A 2?电路如图所示，交变电流电源的电压是 6