课堂教学案 教材 第5课(章)、第1节(单元)第1课时,2008年12月15日
课 题 §5.1 交变电流 教学方法 演示法、分析法、归纳法
教学目标(认识技能情感) (一)知识与技能1.使学生理解交变电流的产生原理,知道什么是中性面。2.掌握交变电流的变化规律及表示方法。3.理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。(二)过程与方法1.掌握描述物理量的三种基本方法(文字法、公式法、图象法)。2.培养学生观察能力,空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。3.培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。(三)情感、态度与价值观通过实验观察,激发学习兴趣,培养良好的学习习惯,体会运用数学知识解决物理问题的重要性
教学重难 点 重点:交变电流产生的物理过程的分析。难点:交变电流的变化规律及应用。
教 具 手摇单相发电机、小灯泡、示波器、示教用大的电流表
板书设计 §5.1 交变电流1、交变电流的产生 实例探究2.交变电流的变化规律
教 学环 节 学生学习活动的过程与内容(按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容) 第二案(二次备课)
(一)引入新课出示单相交流发电机,引导学生首先观察它的主要构造。演示:1、将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路。当线框快速转动时,观察到什么现象 (小灯泡一闪一闪的。)2、再将手摇发电机模型与示教电流表组成闭合电路,当线框缓慢转动(或快速摆动)时,观察到什么 (电流表指针左右摆动。)3、线圈里产生的电流有什么特点?(线圈里产生的电流大小和方向都随时间做周期性变化。)总结:这种大小和方向都随时间做周期性变化电流,叫做交变电流。现代生产和生活中大都使用交变流电。交变电流有许多优点,今天我们学习交变电流的产生和变化规律。[板书课题]交变电流(二)进行新课1、交变电流的产生问题:为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流?师生共同分析:1、当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时,哪些边切割磁感线 2:当ab边向右、cd边向左运动时,线圈中感应电流的方向如何 3:当ab边向左、cd边向右运动时,线)圈中感应电流的方向如何 4:当线圈转到什么位置时,产生的感应电动势最大 (线圈平面与磁感线平行时,ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向垂直,即两边都垂直切割磁感线,此时产生感应电动势最大。)5:线圈转到什么位置时,产生的感应电动势最小 (当线圈平面跟磁感线垂直时,ab边和cd边线速度方向都跟磁感线平行,即不切割磁感线,此时感应电动势为零。)引入中性面概念:(1)中性面——线框平面与磁感线垂直的位置。(2)线圈处于中性面位置时,穿过线圈Φ最大,但=0。(3)线圈越过中性面,线圈中I感方向要改变。线圈转一周,感应电流方向改变两次。2.交变电流的变化规律设线圈平面从中性面开始转动,角速度是ω。经过时间t,线圈转过角度ωt,ab边线速度v的方向跟磁感线方向间夹角也等于ωt,1、设ab边长为L1,bc边长L2,磁感应强度为B,这时ab边产生的感应电动势多大 2、cd边中产生的感应电动势跟ab边中产生的感应电动势大小相同,又是串联在一起,此时整个线框中感应电动势多大 说明:若线圈有N匝时,相当于N个完全相同的电源串联,e=NBL1L2ωsinωt,令Em=NBL1L2ω,叫做感应电动势的峰值,e叫做感应电动势的瞬时值。感应电流的最大值Im=,感应电流的瞬时值i=Imsinωt。问题:电路的某一段上电压的瞬时值与峰值等于什么 电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示,如下左图所示: 3.几种常见的交变电波形如上右图(三)实例探究☆交变电流的图象、交变电流的产生过程【例1】一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t变化如图。下面说法中正确的是 ( D )A.t1时刻通过线圈的磁通量为零B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈磁通量变化率的绝对值最大D.每当e转换方向时,通过线圈的磁通量的绝对值都为最大☆交变电流的变化规律【例2】在匀强磁场中有一矩形线圈,从中性面开始绕垂直于磁感线的轴以角速度ω匀速转动时,产生的交变电动势可以表示为e=Emsinωt。现在把线圈转速增为原来2倍,试分析并写出现在的交变电动势的峰值、交变电动势的瞬时值表达式,画出与其相对应的交变电动势随时间变化的图象。☆综合应用【例3】匀强磁场的磁感应强度B=2 T,匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动,角速度ω=200 rad/s。已知ab=0.1 m,bc=0.2 m,线圈的总电阻R=40Ω,试求:(1)感应电动势的最大值,感应电流的最大值;(2)设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;(3)画出感应电流的瞬时值i随ωt变化的图象;(4)当ωt=30°时,穿过线圈磁通量和线圈中电流的瞬时值各是多大?(5)线圈从图示位置转过的过程中,感应电动势的平均值是多大?值不等于最大电动势的一半。
作业布置 1、课下阅读“科学漫步”了解有关交流发电机的知识。2、书面完成P37“问题与练习”第3、4、5题;思考并回答第1、2题。
教后感
主备人:张中林课堂教学案 教材 第5课(章)、第5节(单元)第5课时,2008年12月25日
课 题 §5.5 电能的输送 教学方法 自学讨论法、阅读法、讲解法
教学目标(认识技能情感) (一)知识与技能1.知道“便于远距离输送”是电能的优点,知道输电过程。2.知道降低输电损耗的两个途径。3.了解电网供电的优点和意义。(二)过程与方法通过思考、讨论、阅读,培养学生阅读、分析、综合和应用能力(三)情感、态度与价值观1.培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度。2.介绍我国远距离输电概况,激发学生投身祖国建设的热情。
教学重难 点 重点:找出影响远距离输电损失的因素,使学生理解高压输电可减少功率与电压损失。难点:理解高压输电原理,区别导线上的输电电压U和损失电压ΔU。
教 具
板书设计 §5.5 电能的输送1.降低输电损耗的两个途径 3、 实例探究2.采用电网供电的优点是
教 学环 节 学生学习活动的过程与内容(按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容) 第二案(二次备课)
(一)引入新课(二)进行新课1.降低输电损耗的两个途径输送电能的基本要求:可靠、保质、经济。可靠,是指保证供电线路可靠地工作,少有故障和停电。保质,就是保证电能的质量,即电压和频率稳定。经济是指输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小。远距离大功率输电面临的困难:在输电线上有功率损失。输电线上功率损失的原因是:由于输电线有电阻,当有电流流过输电线时,有一部分电能转化为电热而损失掉了。这是输电线上功率损失的主要原因。功率损失的表达式是:设输电电流为I,输电线的电阻为r,则功率损失为ΔP=I2r.降低输电损耗的两个途径是:根据功率损失的表达式ΔP=I2r可知,要减少输电线上的功率损失,有两种方法:其一是减小输电线的电阻;其二是减小输电电流。根据电阻定律可知r=ρ,要减小输电线的电阻r,可采用下述方法:①减小材料的电阻率ρ.银的电阻率最小,但价格昂贵,目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线.②减小输电线的长度l不可行,因为要保证输电距离.③增加导线的横截面积,可适当增大横截面积。太粗不可能,既不经济又架设困难。减小输电线中的电流,阅读并回答教材49页“思考与讨论”中的问题:在输电功率一定的条件下,根据P=UI可知,要减小输电线中的电流I,必须提高输电电压U,这就是采用高压输电的道理。问题1:以上两个途径中,哪一个对于降低输电线路的损耗更有效? 析:采用高压输电。在输电电流一定的情况下,线路电阻减为原来的一半,线路中损耗的功率减为原来的。在线路电阻一定的情况下,电压提高一倍,线路中的电流减为一半,而损耗的功率减为原来的。问题2:大型发电机发出的电压不符合远距离输电的要求,怎么办?而到达目的地的电压也不符合用户的要求,怎么办?析:在发电机处用升压变压器升高电压,在用户处用降压变压器降低电压.远距离高压输电情况及远距离高压输电的原理如下图所示:设发电机的输出功率为P,则功率损失为ΔP=I22R用户得到的功率为P用=P-ΔP.输电线路上的电压损失为:ΔU=I2R,则U3=U2-ΔU.问题3:目前,我国常用的远距离输电采用的电压有哪几种?有110 kV、220 kV、330 kV,输电干线采用500 kV的超高压,西北电网正在建设750kV的线路。问题4:是不是输电电压越高越好?为什么?不是。电压越高,对输电线路和变压器的要求越高,建设费用越高。实际输送电能时,要综合考虑,如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等,要依照不同情况选择合适的输电电压。2.电网供电采用电网供电的优点是:可以在能源产地使用大容量发电机组,降低一次能源的输送成本,获得最大的经济效益。同时,电网可以减少断电的风险,调剂不同地区电力供需平衡,保障供电质量。3.例题精讲例 某交流发电机输出功率为5×10.5 W,输出电压为U=1.0×10.3 V,假如输电线的总电阻R=10 Ω,在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%,用户使用电压U=380 V.(1)画出输电线路的示意图(下图)。(标明各部分的符号)(2)所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少?(使用的变压器是理想变压器)(三)实例探究☆高压输电的优点【例1】远距离输送交变电流都采用高压输电。我国西北电网正在建设750kV线路。采用高压输电的优点是 ( )A.可节省输电线的铜材料B.可根据需要调节交流电的频率C.可减少输电线上的能量损耗D.可加快输电的速度☆远距离输电的过程 【例2】某小型水电站发电机输出的电功率为100 kW,输出电压 250 V,现准备向远处输电,所用输电线的总电阻为8 Ω,要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%,用户获得220 V电压.求应选用匝数比为多大的升压变压器和降压变压器?(理想变压器)
作业布置 1.阅读教材“科学漫步”和“STS”栏目中的文章。2.书面完成P48“问题与练习”第3、4、5、6题;思考并回答第1、2题。
教后感
主备人:张中林课堂教学案 教材 第5课(章)、第4节(单元)第4课时,2008年12月19日
课 题 §5.4 变压器 教学方法 实验探究法、阅读法、讲解法
教学目标(认识技能情感) (一)知识与技能1.知道变压器的构造,了解变压器的工作原理。2.理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系,能应用它分析解决有关问题。(二)过程与方法在探究变压比和匝数比关系中培养学生运用物理理想化模型分析问题、解决问题的能力。(三)情感、态度与价值观1.使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的。2.培养学生实事求是的科学态度。
教学重难 点 重点:探究变压比和匝数比的关系。难点:探究变压比和匝数比的关系
教 具 学生电源、可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡
板书设计 §5.4 变压器1、变压器的构造 实例探究2、变压器的原理3、变压比
教 学环 节 学生学习活动的过程与内容(按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容) 第二案(二次备课)
(一)引入新课大型发电机发出交流,电压几万伏,而远距离输电却需要高达几十万伏电压。变压器就是改变交流电压的设备。这节课我们学习变压器的有关知识。(二)进行新课1.变压器的原理思考与讨论:按上图所示连接好电路,接通电源,观察灯泡是否发光。1:两个线圈并没有直接接触,灯泡为什么亮呢?这个实验说明什么?析1:当一个线圈中同交变电流时,变化的电流产生变化的磁场,变化的磁场在另一个线圈中激起感生电场,从而产生感生电动势,灯泡中有了感应电流,故灯泡发光。2:实验说明,通过互感现象,电源的能量可以从一个线圈传输给另一个线圈。变压器就是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成的。一个线圈跟电源连接,叫原线圈(初级线圈),另一个线圈跟负载连接,叫副线圈(次级线圈)。两个线圈都是绝缘导线绕制成的。铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。变压器的结构示意图和符号,如下图所示:2实验探究:变压器线圈两端的电压与匝数关系目的:探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系器材:可拆变压器,学生电源,多用电表,导线若干实验步骤:(1)按图示电路连接电路(2)原线圈接低压交流电源6V,保持原线圈匝数n1不变,分别取副线圈匝数n2=n1,n1,2 n1,用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压,记入表格。(3)原线圈接低压交流电源6V,保持副线圈匝数n2不变,分别取原线圈匝数n1=n2,n2,2 n2,用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压,记入表格。U1=6V实验次数123456原线圈匝数n1n1n1n1n2n2n2副线圈匝数n2n1n12 n1n2n22 n2副线圈输出电压U2结论(4)总结实验现象,得出结论。注意事项:(1)连接好电路后,同组同学分别独立检查,然后由老师确认,电路连接无误才能接通电源。(2)注意人身安全。只能用低压交流电源,电源电压不能超过12V(3)使用多用电表交流电压档测电压时,先用最大量程测试,然后再用适当的挡位进行测量。2.电压与匝数的关系问:从实验中可以发现什么规律?析:原、副线圈两端的电压之比等于两个线圈的匝数之比。数学表达式:说明:电流通过变压器线圈是会发热,铁芯在交变磁场的作用下也会发热。所以,变压器工作时存在能量损失。没有能量损失的变压器叫做理想变压器。,只适用于理想变压器。实际上变压器的工作效率都很高,在一般的计算中,可以把实际变压器视为理想变压器。问:理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率有什么关系?析:因为理想变压器没有能量损失,所以P出=P入问:若理想变压器只有一个副线圈,则原副线圈中的电流I1与I2有什么关系?析:据P出=U2I2,P入=U1I1及P出=P入得:U2I2=U1I1则:说明:上式是理想变压器只有一个副线圈时,原副线圈中电流比公式。如果副线圈的电压高于原线圈的电压,这样的变压器叫升压变压器;如果副线圈的电压低于原线圈的电压,这样的变压器叫降压变压器。那么两种变压器的匝数关系如何?析:升压变压器,n2>n1,降压变压器,n2<n1。问:两种变压器原副线圈电流的大小关系如何?析:升压变压器,I2I1。问:在绕制升压变压器原副线圈时,副线圈导线应比原线圈导线粗一些好,还是细一些好?降压变压器呢?析:因为升压变压器,I2I1,所以副线圈导线要比原线圈导线粗一些。阅读教材47页“科学漫步”,了解互感器的工作原理和应用。(三)课堂总结、点评本节课主要学习了以下内容:1.变压器主要由铁芯和线圈组成。2.变压器可改变交变电的电压和电流,利用了原副线圈的互感现象。3.理想变压器:没有能量损失的变压器,是理想化模型。有P输出=P输入 (四)实例探究☆理想变压器基本规律【例1】一个正常工作的理想变压器的原副线圈中,下列的哪个物理量不一定相等 ( B )A.交流的频率 B.电流的有效值C.电功率 D.磁通量变化率☆理想变压器的综合应用【例2】一理想变压器,K为单刀双掷开关,P为滑动变阻器的滑动触头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈中的电流,则 ( ABD )A.保持U1及P的位置不变,K由a合到b时,I1将增大B.保持U1及P的位置不变,K由b合到a时,R消耗功率减小C.保持U1不变,K合在a处,使P上滑,I1将增大D.保持P的位置不变,K合在a处,若U1增大,I1将增大【例3】如图所示,接于理想变压器的四个灯泡规格相同,且全部正常发光,求三个线圈的匝数比n1∶n2∶n3.
作业布置 问题与练习
教后感
主备人:张中林课堂教学案 教材 第5课(章)、第3节(单元)第3课时,2008年12月18日
课 题 §5.3 电感和电容对交变电流的影响 教学方法 实验法、阅读法、讲解法
教学目标(认识技能情感) (一)知识与技能1.理解为什么电感对交变电流有阻碍作用。2.知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小,知道感抗与哪些因素有关。3.知道交变电流能通过电容器.知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用。4.知道用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小.知道容抗与哪些因素有关。(二)过程与方法1.培养学生独立思考的思维习惯。2.培养学生用学过的知识去理解、分析新问题的习惯。(三)情感、态度与价值观培养学生有志于把所学的物理知识应用到实际中去的学习习惯。
教学重难 点 重点:1.电感、电容对交变电流的阻碍作用。2.感抗、容抗的物理意义。难点:1.感抗的概念及影响感抗大小的因素。2.容抗概念及影响容抗大小的因素。
教 具 双刀双掷开关、学生用低压交直流电源、灯泡(6 V、0.3 A)、线圈(用变压器的副线圈)、电容器(“103 μF、15 V”与“200 μF、15 V”)2个、两个扼流圈、投影片、投影仪
板书设计 §5.3 电感和电容对交变电流的影响1.电感对交变电流的阻碍作用 实例探究2.交变电流能够通过电容器3.电容器对交变电流的阻碍作用
教 学环 节 学生学习活动的过程与内容(按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容) 第二案(二次备课)
(一)引入新课在直流电路中,影响电流跟电压关系的只有电阻。在交变电流路中,影响电流跟电压关系的,除了电阻外,还有电感和电容。电阻器、电感器、电容器是交变电流路中三种基本元件。这节课我们学习电感、电容对交变电流的影响。(二)进行新课1.电感对交变电流的阻碍作用[演示]电阻、电感对交、直流的影响。实验电路如下图甲、乙所示: 1、演示甲图,电键分别接到交、直流电源上,引导学生观察两次灯的亮度,说明了什么道理?析:灯的亮度相同。说明电阻对交流和直流的阻碍作用相同。2、演示乙图,电键分别接到交、直流电源上,引导学生观察两次灯的亮度,说明了什么道理?析:电键接到直流上,亮度不变;接到交流上时,灯泡亮度变暗。说明线圈对直流电和交变电流的阻碍作用不同。3、线圈对直流电的阻碍作用只是电阻;而对交变电流的阻碍作用除了电阻之外,还有电感,为什么会产生这种现象呢?析:由电磁感应的知识可知,当线圈中通过交变电流时,产生自感电动势,阻碍电流的变化。电感对交变电流阻碍作用的大小,用感抗来表示。4、感抗的大小与哪些因素有关?请同学们阅读教材后回答。归纳:感抗决定于线圈的自感系数和交变电流的频率。线圈的自感系数越大,自感作用就越大,感抗就越大;交变电流的频率越高,电流变化越快,自感作用越大,感抗越大。线圈在电子技术中有广泛应用,有两种扼流圈就是利用电感对交变电流的阻碍作用制成的。出示扼流圈,并介绍其构造和作用。(1)低频扼流圈构造:线圈绕在闭合铁芯上,匝数多,自感系数很大。作用:对低频交变电流有很大的阻碍作用。即“通直流、阻交流”。(2)高频扼流圈构造:线圈绕在铁氧体芯上,线圈匝数少,自感系数小。作用:对低频交变电流阻碍小,对高频交变电流阻碍大。即“通低频、阻高频”。2.交变电流能够通过电容器[演示]电容对交、直流的影响。实验电路如图所示:1、开关S分别接到直流电源和交变电流源上,观察到什么现象?说明了什么道理?析:接通直流电源,灯泡不亮;接通交变电流源,灯泡亮了。说明了直流电不能够通过电容器,交变电流能够“通过”电容器。2、电容器的两极板间是绝缘介质,为什么交变电流能够通过呢?用CAI课件展示电容器接到交变电流源上,充、放电的动态过程。强调自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质,只是当电源电压升高时电容器充电,电荷向电容器的极板上集聚,形成充电电流;当电源电压降低时电容器放电,电荷从电容器的极板上放出,形成放电电流。电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,表现为交流通过了电容器。3.电容器对交变电流的阻碍作用[演示]电容器对交变电流的影响1、将刚才实验电路中“1000 μF,15 V”的电容器去掉,观察灯泡的亮度,说明了什么道理?析:灯泡的亮度变亮了。说明电容器对交变电流也有阻碍作用。物理上用容抗来表示电容器对交变电流阻碍作用的大小。2、容抗跟哪些因素有关呢?请同学们阅读教材后回答。析:容抗决定于电容器电容的大小和交变电流的频率.电容越大,在同样电压下电容器容纳电荷越多,因此充放电的电流越大,容抗就越小;交变电流的频率越高,充放电进行得越快,充放电电流越大,容抗越小.即电容器的电容越大,交变电流频率越高,容抗越小。电容器具有“通交流、隔直流”“通高频、阻低频”的特点。(三)课堂总结、点评本节课主要学习了以下几个问题:1.由于电感线圈中通过交变电流时产生自感电动势,阻碍电流变化,对交变电流有阻碍作用.电感对交变电流阻碍作用大小用感抗来表示.线圈自感系数越大,交变电流的频率越高,感抗越大,即线圈有“通直流、阻交流”或“通低频,阻高频”特征.2.交变电流“通过”电容器过程,就是电容器充放电过程.由于电容器极板上积累电荷反抗自由电荷做定向移动,电容器对交变电流有阻碍作用.用容抗表示阻碍作用的大小.电容器的电容越大,交流的频率越高,容抗越小.故电容器在电路中有“通交流、隔直流”或“通高频、阻低频”特征。(四)实例探究☆电感对交变电流的影响【例1】L为电感线圈,R为灯泡,电流表内阻为零。电压表内阻无限大,交流电源的电压u=220sin10πt V。若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为25Hz,下列说法中正确的是 ( ABD )A.电流表示数增大B.电压表示数减小C.灯泡变暗 D.灯泡变亮☆电感和电容对交变电流的影响【例2】图所示是电视机电源部分的滤波装置,当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后,能在输出端得到较稳定的直流电,试分析其工作原理及各电容和电感的作用。
作业布置 问题与练习
教后感
主备人:张中林课堂教学案 教材 第5课(章)、第2节(单元)第2课时,2008年12月15日
课 题 §5.2 描述交变电流的物理 教学方法 在教师指导下的启发式教学
教学目标(认识技能情感) (一)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。(二)过程与方法能应用数学工具描述和分析处理物理问题。(三)情感、态度与价值观让学生了解多种电器铭牌,介绍现代科技的突飞猛进,激发学生的学习热情
教学重难 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 具 电源、电容器、灯泡“6 V,0.3 A”、幻灯片、手摇发电机
板书设计 §5.2 描述交变电流的物理1.周期和频率 实例探究2.交变电流的峰值(Em,Im,Um)
教 学环 节 学生学习活动的过程与内容(按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容) 第二案(二次备课)
(一)引入新课复习引入:上节课讲了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。如何描述交变电流变化规律?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。(二)进行新课1.周期和频率阅读教材,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的周期和频率各是多大?说明:我国使用的交变电流频率f=50 Hz,周期T=0.02 s。有个别欧美国家使用交变电流的频率为60 Hz。2.交变电流的峰值(Em,Im,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,500μF)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。说明:从这个实验中可以发现: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:总结: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。计算表明,正弦交变电流的最大值与有效值有以下关系:I==0.707Im U==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:T=。3.正弦式交变电流最大值与有效值的关系:I=,U=。(四)实例探究☆有效值的概念【例1】表示交变电流随时间变化图象如图,则交变电流有效值( )A.5A B.5 AC.3.5 A D.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 Ω,线圈在B=0.2 T的匀强磁场中,绕垂直磁场方向的轴OO′以r/s转速匀速转动,外接电阻9Ω,如图所示。求:(1)电压表读数;(2)电阻R上电功率。
作业布置 问题与练习
教后感
主备人:张中林