高中物理三、交变电流教学设计及反思

第三节、交变电流

教学目标：

1、理解交变电流是怎样产生的。

2、定性了解交流的变化规律及其图像表示和主要特征物理量。

3、知道交流能通过电容器的原因，了解交流这一特性在电子技术中的应用。

4、初步了解发电机、交变电流的发明和利用对促进人类社会进步的作用，进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。

教学过程：

一、交流发电机
说明：交流发电机是由定子和转子构成，有的发电机的磁体转动，线圈不动；有的发电机的磁体转动，线圈不动。
问：无论是线圈转动，还是磁体转动，转子的作用是什么？（转子的转动使得穿过线圈的磁通量发生变化)
演示实验
实验仪器：交流发电机、电灯、电流表
实验过程：将交流发电机、电灯、电流表连接成电路，摇动交流发电机，观察电灯的亮度有什么变化？电流表的示数有什么变化？
实验结果：电灯的亮度忽明忽暗，电流表的指针忽左忽右
实验结论：发电机发出的电流大小和方向都在不断变化，大小、方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流 ，简称交流。各种电池供给的电流只沿一个方向流动，叫做直流
二、交流的变化规律
演示实验：
实验仪器：示波器、小灯泡、导线、学生电源
实验过程：将示波器和灯泡并联接入电路中，用示波器演示加在灯泡两端的电压
实验现象：显示的电压图象为正弦曲线
说明：严格的数学分析表明，电网中的交变电流，它的电流、电压随时间按正弦函数的规律变化，这样的电流称之为正弦式电流
问：如何表示正弦式电流在某一时刻的电流、电压？（i = Imsinωt     u =Umsinωt  ）
说明：Im、Um分别是电流和电压的最大值，叫做交流的峰值
说明：交变电流的大小和方向在不断地变化，我们把交流完成一次周期性变化所用的时间叫做交流的周期，通常用T 表示，它的单位是秒。交流在1s 内发生周期性变化的次数，叫做交流的颇率通常用f表示，它的单位是赫兹，简称赫，符号是Hz 。
 问：频率和周期有怎样的关系？（T＝1/f）
说明：我国使用的交变电流，频率是50 Hz
三、交流的有效值
说明：交变电流有电压最大值和电流最大值，但如果按照峰值来标志交流的大小，存在许多不合理的因素。例如，在计算用电量时，如果用峰值计算，所得结果必然超过实际用电的数值。因此在描述交流的电压、电流时，要找一个合理的数值，这就是交流电压、电流的有效值。
问：如何求交流电压、电流的有效值呢？（交流的有效值，是根据电流的热效应规定的：把交流和直流分别通过相同的电阻，如果在相等的时间里它们产生的热t 相等，我们就把这个直流电压、电流的数值称做交流电压、电流的有效值）
说明：经过实验和理论分析表明有效值和最大值之间存在着这样的关系：Ie=Im/√2   Ue=Um/√2 
            其中Ue、Ie 分别代表交流电压、电流的有效值
说明：在各种使用交变电流的电器设备上，所标注的额定电压、额定电流值，都是交流的有效值。
四、交流能够通过电容器
说明：当电容器上两端连接直流电源时，正负电荷聚集在极板上，不能移动，因此电路中不会形成长时间的电流，因此我们说电容器具有隔直流的特点
说明：但当电容器两端连接上交流电压后，当电压升高时，正负电荷在电容器两块极板上聚集，当电压降低时，正负电荷从电容器两块极板上释放，因此能够形成较长时间的电流，我们称电容器具有通交流的特点。
说明：总而言之，电容器具有隔直通交的特点，注意电容器接交流电时，电荷实际上并没有越过两极板间的介质。

第三节、交变电流
板书设计
一、交流发电机
1、交变电流：大小和方向都在不断变化的电流
2、直流电流：方向不变的电流称之为直流
       二、交流的变化规律
1、正弦式电流：电流、电压随时间按正弦函数的规律变化的电流
       i = Imsinωt     u =Umsinωt         Im、Um分别是电流和电压的最大值
2、周期T：交流完成一次周期性变化所用的时间      单位：秒
      频率f：交流在1s 内发生周期性变化的次数          单位：赫兹     符号：Hz
      换算关系：T＝1/f
三、交流的有效值
1、把交流和直流分别通过相同的电阻，如果在相等的时间里它们产生的热量相等，我们就把这个
      直流电压、电流的数值称做交流电压、电流的有效值
        2、有效值和最大值之间的关系：Ie=Im/√2   Ue=Um/√2       其中Ue、Ie ：交流电压、电流的有效值
       四、交流能够通过电容器
        1、电容器特点：隔直通交
        2、注意：电容器接交流电时，电荷实际上并没有越过两极板间的介质