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人教版 (新课标)选修31 交变电流教案及反思
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这是一份人教版 (新课标)选修31 交变电流教案及反思
描述交变电流的物理量 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。3 知道我国供电线路交变电流的周期和频率。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 通过演示实验和例题分析使学生正确理解并掌握有效值、最大值的概念。3 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。教学重点和难点：有效值的概念和计算。教具 ：交流6V电源；小灯泡（6V、0.3A）；手摇交流发电机模型。教学过程 一、复习提问1、 交变电流是怎样产生的？（动画演示）答：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，线圈里就产生交变电流。2 、它的变化规律是怎样的？ 图1学生：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，线圈里就产生交变电流。线圈里产生的交变电流是按正弦规律变化的，它的变化规律可用公式：e=Emsinωt，i=Imsinωt和图1来表示教师：交变电流的大小和方向都随时间作周期性的变化，它比直流电要复杂得多。因此要描述交变电流，需要的物理量比较多。这正如要描述振动比描述匀速运动需要的物理量多一样。下面我们来讨论描述交变电流特点的物理量。二、讲解新课1．交变电流的周期和频率。交变电流跟别的周期性过程一样，是用周期或频率来表示变化快慢的。（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：周期是0.02S，频率是50Hz，电流方向每秒钟改变100次。交变电流的周期和频率跟发电机转子的转速有关。转速越大，周期越短、频率越高。演示实验：把小灯泡接在手摇交流发电机模型的输出端。当转子的转速由小增大时，我们看到，小灯泡发光的闪烁频率也由小增大，当转子的转速大到一定程度，由于交变电流的大小和方向变化太快，由于人眼存在视觉暂留的缘故，所以眼睛已不能分辨灯光的闪烁。这就是为什么照明电是交变电流，而电灯亮时看不见一闪一闪的原因。2、交变电流的峰值交流电在一周期内所能达到的最大数值叫做交变电流的峰值。它表示交变电流的强弱或电压的高低。例如：电容器接在交流电路中，应需要知道交变电压的最大值，电容器的额定电压应高于交变电压的最大值，否则电容器有可能被击穿。3、交变电流的有效值思考与讨论：如图所示的电流通过一个R=1Ω的电阻，它不是恒定电流。t/s２ １－１－２i/A0 0.2 0.5 1.0 （1）、怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量?解析：图象反映的交变电流可以分为4段。前半个周期中，0---0.2S内，可看成电流大小为1A的恒定电流，0.2S---0.5S内，可看成电流大小为2A的恒定电流.后半个周期的电流与前半个周期方向相反，但产生热量相同。交流电的热量（2）如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大? 恒定电流的热量教师：交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的。让交变电流和直流电流通过相同阻值的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相等，这一交变电流的有效值就跟这个直流电相等。交变电流的最大值虽然一定，但是不适于用来表示交变电流产生的效果。在实际工作中常用交变电流的有效值来表示交变电流的大小。通常用大写字母E、U、I分别表示交变电流的电动势、电压和电流的有效值。练习1 现有一交变电流随时间而变化的图象，计算此交流电的电流有效值。t/s0 1 2 3 4分析：4、正弦交变电流的有效值与最大值的关系：说明：（1）不特别强调，交流电的电压与电流都指有效值；（2）用电器标出的电压与电流都为有效值(电容器标的是最大电压) ；（3）电压表、电流表测量的计数均为有效。我们通常说照明电路的电压是220V，便是指有效值。算一下，它的最大值是多少？练习21、交流电源的电压为6V，它和电阻R、电容器C、电压表V组成如图三所示的电路，设电压表的示数为U1，电容器的耐压值为U2，则 ( )～V图三A、U1＝6V B、U2≥6 VＣ、U1=6V Ｄ、U2=6V2、如图所示的交流为u=311sin314tV，接在阻值220Ω的电阻两端，则 （ ） A、电压表的读数为311V B、电流表读数为1.41A C、电流表读数是1A D、2s内电阻的电热是440J拓展与提高现有一交流电随时间而变化的图象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为4A，则该交流电的有效值为多大? 1 2 3 4 5t/si/A04A答案：2A课堂小结：周期或频率：表示交变电流变化的快慢。有效值：表示交变电流的热效应。正弦交变电流有效值与最大值存在着一定的关系。布置作业：课后练习 2、3、4
描述交变电流的物理量 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。3 知道我国供电线路交变电流的周期和频率。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 通过演示实验和例题分析使学生正确理解并掌握有效值、最大值的概念。3 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。教学重点和难点：有效值的概念和计算。教具 ：交流6V电源；小灯泡（6V、0.3A）；手摇交流发电机模型。教学过程 一、复习提问1、 交变电流是怎样产生的？（动画演示）答：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，线圈里就产生交变电流。2 、它的变化规律是怎样的？ 图1学生：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，线圈里就产生交变电流。线圈里产生的交变电流是按正弦规律变化的，它的变化规律可用公式：e=Emsinωt，i=Imsinωt和图1来表示教师：交变电流的大小和方向都随时间作周期性的变化，它比直流电要复杂得多。因此要描述交变电流，需要的物理量比较多。这正如要描述振动比描述匀速运动需要的物理量多一样。下面我们来讨论描述交变电流特点的物理量。二、讲解新课1．交变电流的周期和频率。交变电流跟别的周期性过程一样，是用周期或频率来表示变化快慢的。（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：周期是0.02S，频率是50Hz，电流方向每秒钟改变100次。交变电流的周期和频率跟发电机转子的转速有关。转速越大，周期越短、频率越高。演示实验：把小灯泡接在手摇交流发电机模型的输出端。当转子的转速由小增大时，我们看到，小灯泡发光的闪烁频率也由小增大，当转子的转速大到一定程度，由于交变电流的大小和方向变化太快，由于人眼存在视觉暂留的缘故，所以眼睛已不能分辨灯光的闪烁。这就是为什么照明电是交变电流，而电灯亮时看不见一闪一闪的原因。2、交变电流的峰值交流电在一周期内所能达到的最大数值叫做交变电流的峰值。它表示交变电流的强弱或电压的高低。例如：电容器接在交流电路中，应需要知道交变电压的最大值，电容器的额定电压应高于交变电压的最大值，否则电容器有可能被击穿。3、交变电流的有效值思考与讨论：如图所示的电流通过一个R=1Ω的电阻，它不是恒定电流。t/s２ １－１－２i/A0 0.2 0.5 1.0 （1）、怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量?解析：图象反映的交变电流可以分为4段。前半个周期中，0---0.2S内，可看成电流大小为1A的恒定电流，0.2S---0.5S内，可看成电流大小为2A的恒定电流.后半个周期的电流与前半个周期方向相反，但产生热量相同。交流电的热量（2）如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大? 恒定电流的热量教师：交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的。让交变电流和直流电流通过相同阻值的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相等，这一交变电流的有效值就跟这个直流电相等。交变电流的最大值虽然一定，但是不适于用来表示交变电流产生的效果。在实际工作中常用交变电流的有效值来表示交变电流的大小。通常用大写字母E、U、I分别表示交变电流的电动势、电压和电流的有效值。练习1 现有一交变电流随时间而变化的图象，计算此交流电的电流有效值。t/s0 1 2 3 4分析：4、正弦交变电流的有效值与最大值的关系：说明：（1）不特别强调，交流电的电压与电流都指有效值；（2）用电器标出的电压与电流都为有效值(电容器标的是最大电压) ；（3）电压表、电流表测量的计数均为有效。我们通常说照明电路的电压是220V，便是指有效值。算一下，它的最大值是多少？练习21、交流电源的电压为6V，它和电阻R、电容器C、电压表V组成如图三所示的电路，设电压表的示数为U1，电容器的耐压值为U2，则 ( )～V图三A、U1＝6V B、U2≥6 VＣ、U1=6V Ｄ、U2=6V2、如图所示的交流为u=311sin314tV，接在阻值220Ω的电阻两端，则 （ ） A、电压表的读数为311V B、电流表读数为1.41A C、电流表读数是1A D、2s内电阻的电热是440J拓展与提高现有一交流电随时间而变化的图象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为4A，则该交流电的有效值为多大? 1 2 3 4 5t/si/A04A答案：2A课堂小结：周期或频率：表示交变电流变化的快慢。有效值：表示交变电流的热效应。正弦交变电流有效值与最大值存在着一定的关系。布置作业：课后练习 2、3、4
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