《电工电子技术基础与应用》教案 第4课 认识正弦交流电路.docx

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课题

认识正弦交流电路

课时

2课时（90min）

教学目标

知识目标：

（1）掌握正弦量的三要素和相量表示。

（2）掌握单一参数的正弦交流电路中电压与电流的关系及功率的计算方法。

（3）掌握RLC串联电路中电压与电流的关系及功率的计算方法。

技能目标：

能够测量RLC的阻抗频率特性。

素质目标：

养成勤奋踏实、勇于奋斗的工作作风。

教学重难点

教学重点：单一参数的正弦交流电路中电压与电流的关系及功率的计算方法

教学难点：RLC串联电路中电压与电流的关系及功率的计算方法

教学方法

问答法、讨论法、讲授法、练习法

教学用具

电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学设计

第1节课：课前任务→考勤（2min）→任务导入（5min）→传授新知（30min）→实践探索（8min）

第2节课：问题导入（5min）→传授新知（15min）→探索活动（20min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）

教学过程

主要教学内容及步骤

设计意图

第一节课

课前任务

【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，了解正弦交流电的特点及应用，思考：“应如何对正弦电路进行分析”，并让学生在学习平台上留言讨论

【学生】登录学习平台预习，思考并留言讨论

通过学生课前预习，让学生了解所学章节的大概内容，激发学生的学习欲望

考勤

（2min）

【教师】使用APP进行签到

【学生】按照老师要求签到

培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况

任务导入

（5min）

【教师】引入任务“测量RLC的阻抗频率特性”，并提问：“什么是RLC的阻抗频率特性？应该怎么验证？”，并随机邀请学生回答

【学生】聆听、思考、回答

【教师】总结学生的回答，导入本节课课题：正弦交流电路

通过任务导入的方法，引导学生思考RLC的阻抗频率特性，激发学生的学习兴趣

传授新知

（30min）

【教师】讲解正弦交流电路

学习情境一正弦交流电的基础知识与单一参数的正弦交流电路

一、正弦交流电的基础知识

1.正弦量的三要素

【教师】组织学生扫码观看“正弦量的三要素”视频（详见教材），帮助学生了解正弦量，并随机邀请学生回答正弦量的三要素是什么？

【学生】扫码观看、聆听、思考、回答

【教师】总结学生的回答，并讲解新知

随时间按正弦函数规律呈周期性变化的电压、电流、电动势等物理量统称为正弦量。正弦量的特征表现在其变化的快慢、大小及初始值三个方面，而它们分别由角频率、幅值、初相位来确定。因此，角频率、幅值、初相位被称为正弦量的三要素。

下面以正弦交流电流为例介绍正弦量的三要素。如图2-3所示（详见教材）为正弦交流电流的波形，正弦交流电流的一般表达式为

（2-1）

式中：

?i ——正弦交流电流的瞬时值；

——正弦交流电流的幅值（最大值）；

——正弦交流电流的角频率，又称角速度；

——正弦交流电流的初相位。

1）周期、频率和角频率

（1）周期。

周期是指正弦交流电流完成一次周期性变化所需要的时间，用T表示，单位为秒（s）。周期越长，表示正弦交流电流变化越慢。

（2）频率。

频率是指正弦交流电流在单位时间内完成的周期性变化的次数，用f表示，单位为赫［兹］（Hz）。正弦交流电流每秒变化的次数越多，频率越高。

根据周期与频率的定义可知，周期与频率互为倒数，即

（2-2）

（3）角频率。

角频率是指正弦交流电流单位时间内变化的弧度数，用表示，单位为弧度每秒（rad/s）。

正弦交流电流变化一个周期T，相当于正弦函数变化了弧度，角频率与周期和频率之间的关系为

（2-3）

【师生互动】

【教师】随机邀请学生回答以下问题：

正弦交流电的频率和角频率有什么区别？

【学生】思考、回答

【教师】总结学生的回答

2）瞬时值、幅值和有效值

（1）瞬时值。

瞬时值是指正弦交流电流在任一时刻的值，用小写字母表示，如u、i、e分别表示电压、电流、电动势的瞬时值。瞬时值是随时间变化的，有正有负，也可能为零。

（2）幅值。

幅值是指正弦交流电流在一个周期内所能达到的最大瞬时值，用大写字母加下标m表示，如、、分别表示电压、电流、电动势的幅值。幅值反映了正弦交流电流变化的幅度。

（3）有效值。

如果正弦交流电流i和直流电流I在一个周期T内，通过相同电阻R时，所产生的热量相等，则将该直流电流I的数值称为正弦交流电流i的有效值。

正弦交流电流的有效值为

?（2-4）

正弦交流电压的