课件5.2 描述交变电流的物理量-高中物理选修3-2【一滴水】新课标版人教版

5.2《描述交变电流 的物理量》 教 学 目 标 （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 教学重点：交变电流有效值概念。 教学难点：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 复习回顾 (一)交变电流： 大小和方向随时间做周期性变化的电流;简称交流。 其中按正弦规律变化的交流电叫 正弦交流电。 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生正弦交流电。 跟磁场方向垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。 1、产生： 2、中性面： (二)正弦交流电的产生及变化规律 3、规律： 瞬时值表达式：从中性面开始计时 电压: 电动势: 在纯电阻电路中: 电流: (1)用公式描述: 最大值（峰值）： Em 、Ｉm 、 Um 瞬时值： e 、i 、u (2)用图象描述: a b c d K L A B a b c d k L A B a b c d K L A B a b c d k L A B a b c d k L A B 一、周期和频率 1、周期： 交变电流完成一次周期性变化所需的时间。 角频率： 线圈在磁场中转动的角速度 2、频率： 交变电流一秒内完成周期性变化的次数。 物理意义：表示交流电变化的快慢 3、关系： 一个周期内电流方向改变两次。 1、我国生产和生活用交流电的周期T=_____s，频率f= ____Hz，角速度ω=_____rad/s，在1s内电流的方向变化____次。 0.02 50 100π 100 课堂练习 2、某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为 ( ) A．400V, 0.02s B．200V, 0.02s C．400V, 0.08s D．200V, 0.08s B 　3、如图示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。 Im＝20A ω＝100πrad/s. 电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt (A) T＝0.02s 什么是交变电流的峰值（Em，Im，Um）？ 0.02 0.01 二、峰值和有效值 1、峰值：电流或电压所能达到的最大值。 i/mA 0.5 t/s -0.5 电容器的耐压值 电容 耐压值（最大值） 2、瞬时值： e 、i 、u 由于交变电流的大小和方向随时间变化，它产生的效果也随时间变化，在实际中我们常常不研究它的瞬时效果，而是只要知道交变电流在某段时间内的平均效果就可以了。 那么我们怎样来衡量交变电流的平均效果呢？ 请看下面的思考与讨论 3.有效值 定义： 根据电流的热效应来规定，让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。 4.正弦交流电的有效值与最大值的关系： E、U、I 二、峰值和有效值 说明： A、以上关系式只适用于正弦或余弦交 　　流电； B、交流用电器的额定电压和额定电流 指的是有效值； C、交流电流表和交流电压表的读数是 有效值 D、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值 平均值： 2、求通过某导体截面的电量一定要用平均值。 注意：峰值（最大值）、有效值、 平均值在应用上的区别。 1、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。 4、某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频率是_____Hz。若将该电压加在10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于______V；若将该电压加在一阻值为1KΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于______A。 200 －200 2 0.25 200 u/v t/s 课堂练习 5、图中两交变电流通过相同的电阻R。求： （1）分别写出它们的有效值、周期和频率。（2）计算它们在R上产生的功率之比。 （2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2 6.如图表示一交流的电流