描述交变电流的物理量
海桂学校物理组 鲁平
教学目标
知识与技能
1 知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系。
2 知道交变电流的周期和频率，以及它们之间的关系。
知道我国供电线路交变电流的周期和频率。
能通过交变电流的波形，测算其峰值和有效值。
过程与方法
1 用等效的方法得出描述交变电流的有效值。
2 学会观察实验，分析图象，由感性认识到理性的思维方式。
情感、态度与价值观
通过对描述交变电流的物理量的学习，体会描述复杂事物的复杂性，树立科学、严谨的学习和认识事物的态度。
教学重点：描述交变电流的物理量。
教学难点：有效值的概念
教学用具
学生电源、灯泡（3.8V）两个、手摇发电机、导线
教学过程
一、知识回顾
(一)、交变电流：
大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。
其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。
（二）、正弦交流的产生及变化规律
1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。
2 正弦交变电流的规律
从中性面开始计时，得出
瞬时电动势：
瞬时电流:
瞬时电压:
其中:
二、新课教学
（一）、描述交变电流变化快慢的物理量
1）周期：我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变电流的周期．周期用T表示，单位是 S。
2）频率：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率．频率用f表示，单位是Hz。
3）周期和频率的关系是 ：T=1/f
（二）、描述交变电流大小的物理量
1 瞬时值：
对应某一时刻的交流的值 用小写字母表示，e , i , u
2 峰值：
交变电流在一个周期内所能达到的最大数值．
用大写字母表示，Um Ｉm Em
（1）最大值在实际中有一定的指导意义，
所有使用交流的用电器，其最大耐值应
大于其使用的交流电压的最大值.
电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值
（2）线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值
（3）最大值可以表示交变电流的强弱或电压的高低，但不适于用来表示交流产生的效果．
3 有效值
［等效关系］甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同．若直流电源用10分钟把水烧开，而第二次用交流电时也用10分钟把水烧开
结果：交流电的热效果和直流电相同
（1）概念的引入：为了反映交变电流所产生的效果，引入有效值的概念．
（2）定义：使交变电流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相等时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值．
（3）特点：交变电流的有效值根据电流的热效应来规定，与电流的方向无关，但一般与所取时间的长短有关，在无特别说明时是以一个周期的时间来确定有效值的
4．正弦交流电有效值与最大值之间的关系
任何电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不适用。
5 关于有效值的说明
（1）通常所说照明电路的电压是220v和动力电 压380V都指的是交流的有效值。
（2）各种使用交流的电器设备的铭牌上所标的额定电流和额定电压的数值都是它的有效值。
（3）交流电压表和电流表所测的数值也是有效值。
（4）如果没有特别说明，一般说到交流的电动势、电压、电流或计算电功率，电热时指的都是有效值。
（5）通常电容器所标的耐压值指的是最大值.
（三） 正弦交流电的图象:
例1 如图是一个按正弦函数规律变化的交变电流
请根据图象求出它的周期,频率,最大值和有效,并写出电流的函数表达式.
解析:由图象可知:
T=0.2s 根据 f=1/T 得: f=5Hz.
最大值:
有效值:
电流的函数表达式:
例2、有一正弦交变电压u=535.8 sin 314 t，求：
(1)交变电流的频率、周期；
(2)这个交变电压的有效值；
分析：根据ω=2π／T=2πf。便可求得交变电流的周期和频率．
由交变电流有效值跟最大值关系
U=Um／ ，可以求出交变电压的有效值．
三、课堂小结：
本节课主要学习了以下内容：
1. 利用交变电流（或电压）瞬时值表达式或图象可以求出交变电流的最大值与有效值，周期与频率。
2. 反之，利用交变电流的最大值（或有效值）、周期（或频率）也能写出交变电流、电压的瞬时值表达式，并作出其图象。
四、布置作业
课后习题 2、3
到网上收集有关各种波形交变电流应用实力资料,并与同学交流.。
课件24张PPT。描述交变电流的物理量 海桂学校 鲁平一、知识回顾(一)、交变电流： 大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。 其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。 （二）、正弦交流的产生及变化规律 1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。 2 正弦交变电流的规律从中性面开始计时，得出
瞬时电压: 由于交变电流的电压、电流等的大小和方向都随时间做周期性变化，因此在交流电路中使用电压和电流不能全面地反映其电路的特性，对交变电流就需要多一些的物理量来描述其不同方面的特性． 阅读教材，回答下列问题： （1）什么叫交变电流的周期？ （2）什么叫交变电流的频率？ （3）它们之间的关系是什么？ （4）我国使用的交变电流是“220V，50Hz”的交变
电流。则交变电流的周期和频率各是多大？也是线圈转动一周的时间二、描述交变电流变化快慢的物理量 我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率为50Hz，电流方向每秒改变100次． 2．频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数，
用 f 表示，单位是Hz． 1．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间.
用T表示，单位是s．三、描述交变电流大小的物理量 1 瞬时值： 对应某一时刻的交流的值 用小写字母表示，e , i , u2 峰值： 交变电流在一个周期内所能达到的最大数值．
用大写字母表示，Um Ｉm Em（1）最大值在实际中有一定的指导意义，
所有使用交流的用电器，其最大耐值应
大于其使用的交流电压的最大值.电容器的耐压值电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许
电压的最大值 （2）线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值
（3）最大值可以表示交变电流的强弱或电压的高低，但不适于用来表示交流产生的效果．甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同．若直流电源用10分钟把水烧开，而第二次用交流电时也用10分钟把水烧开电炉烧水交流电的热效果和直流电相同我的电流是恒定的3A我10分钟把水烧开我10分钟也把水烧开！我的电流是变化的我的电流有效值也是3A3．有效值
（1）概念的引入：为了反映交变电流所产生的效果，引入有效值的概念．
（2）定义：使交变电流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相等时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值．
（3）特点：交变电流的有效值根据电流的热效应来规定，与电流的方向无关，但一般与所取时间的长短有关，在无特别说明时是以一个周期的时间来确定有效值的 任何电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不适用．4．有效值与最大值之间的关系关于有效值的说明
1、通常所说照明电路的电压是220v和动力电 压380V都指的是交流的有效值。
2、各种使用交流的电器设备的铭牌上所标的额定电流和额定电压的数值都是它的有效值。
3、交流电压表和电流表所测的数值也是有效值。
4、如果没有特别说明，一般说到交流的电动势、电压、电流或计算电功率，电热时指的都是有效值。
5、通常电容器所标的耐压值指的是最大值.三 正弦交流电的图象:0etT/4T/23T/4T例1 如图是一个按正弦函数规律变化的交变电流
请根据图象求出它的周期,频率,最大值和有效值
,并写出电流的函数表达式.解析:由图象可知:
T=0.2s 根据 f=1/T 得:
f=5Hz.
有效值:最大值:电流的函数表达式:例2、有一正弦交变电压u=535.8 sin 314 t，求：
(1)交变电流的频率、周期；
(2)这个交变电压的有效值；
解：2. 反之，利用交变电流的最大值（或有效值）、周期
（或频率）也能写出交变电流、电压的瞬时值表达式，
并作出其图象。 三、课堂小结本节课主要学习了以下内容：利用交变电流（或电压）瞬时值表达式或图象可
以求出交变电流的最大值与有效值，周期与频率。作业书本P52
完成 4，5 到网上收集有关各种波形交变电流应用实力资料,
并与同学交流.220V谢谢 大家欢迎批评指正
