教學目標
一、知識與技能
1 知道交變電流的週期和頻率,以及它們與轉子角速度ω的關係。
2 知道交變電流和電壓的最大值、瞬時值、有效值等及其關係。
3 知道我國供電線路交變電流的週期和頻率。
二、過程與方法
1 用等效的方法得出描述交變電流的有效值。
2 學會觀察實驗,分析圖象,由感性認識到理性認識的思維方式。
三、情感態度與價值觀
1 通過對描述交變電流的物理量的學習,體會描述複雜事物的複雜性,樹立科學、嚴謹的學習和認識事物的態度。
2 聯絡日常生活中的交變電流知識,培養學生將物理知識應用於生活和生產實際的意識,鼓勵學生勇於**與日常生活有關的物理學問題。
教學重點難點
重點:週期、頻率的概念,有效值的概念和計算
難點:有效值的概念和計算
教學方法
誘思**教學法
教學手段
小燈泡(6v、0.3a) 手搖交流發電機模型多**投影儀
教學過程
一、複習引入新課
上節課我們研究了矩形線圈在勻強磁場中轉動,線圈中會產生正弦交流電。
[師問] 如何描述線圈中交變電流的變化規律呢?
[生答] 1、公式法:從中性面開始計時,
2、圖象法: 如圖所示
[師問] 試確定時刻,圖象座標與線圈轉動位置的對應關係?
[生答] 線圈轉過的角度分別為:0、、、、 。
[教師指出] 線圈轉動一整圈,交變電流就完成乙個週期性變化。這說明,線圈轉動速度越快,交變電流週期性變化的越快。交變電流與恆定電流比較具有不同的特點,用那些量來描述交變電流呢?
二、講解新課
首先考慮用什麼物理量來描述交變電流變化的快慢呢?
1.交變電流的週期和頻率。
交變電流跟別的週期性過程一樣,是用週期或頻率來表示變化快慢的。
(1)週期: 我們把交變電流完成一次週期性變化所需的時間,叫做交變電流的週期。
週期用t表示,單位是s。
(2)頻率: 交變電流在1s內完成週期性變化的次數,叫做交變電流的頻率。
頻率用f表示,單位是hz。
(3)週期和頻率的關係是:
[說明]
① 我國工農業生產和日常生活中用的交變電流週期是0.02s,頻率是50hz,電流方向每秒鐘改變100次。
② 交變電流的週期和頻率跟發電機轉子的角速度有關。越大,週期越短、頻率越高。
[演示實驗]
把小燈泡接在手搖交流發電機模型的輸出端。當轉子的轉速由小增大時,我們看到,小燈泡發光的閃爍頻率也由小增大,當轉子的轉速大到一定程度,由於交變電流的大小和方向變化太快,由於人眼存在視覺暫留的緣故,所以眼睛已不能分辨燈光的閃爍。這就是為什麼照明電是交變電流,而電燈亮時看不見一閃一閃的原因。
2.交變電流的峰值和有效值
(1)交變電流峰值(im、em、um):指交變電流各個參量乙個週期內所能達到的最大值。表示交變電流的強弱或電壓的高低。實際中需要考慮。
例如:電容器接在交流電路中,應需要知道交變電壓的最大值,電容器的額定電壓應高於交變電壓的最大值,否則電容器有可能被擊穿。
(2)交變電流有效值(i、e、u):
[思考與討論]
如圖所示的電流通過乙個r=1ω的電阻,它不是恆定電流。
(a)、怎樣計算通電1s內電阻r中產生的熱量?
解析:圖象反映的交變電流可以分為4段。前半個週期中,0---0.
2s內,可看成電流大小為1a的恆定電流,0.2s---0.5s內,可看成電流大小為2a的恆定電流.
後半個週期的電流與前半個週期方向相反,但產生熱量相同。
交流電的熱量:
(b)如果有乙個大小、方向都不變的恆定電流通過電阻r,也能在1s內產生同樣的熱,這個電流是多大?
恆定電流的熱量:
[教師指出]
1) 有效值:(抓三個相同)讓交流與恆定電流通過相同的電阻,如果它們在乙個週期內內產生的熱量相等,把恆定電流的值叫做這個交變電流的有效值。
2) 正弦交流電有效值與最大值之間的關係
[說明]
1 交流用電裝置上所標的額定電壓和額定電流是有效值;交流電壓表和交流電流錶的示數是有效值;交變電流的數值在無特別說明時都是指有效值。
2 交變電流的有效值是根據電流的熱效應來規定的。引入有效值的的概念便於把處理恆定電流的一些方法拓展到交流電中。
練習1 試寫出我國生活用電的規律表示式?
[學生] v
[析] 生活用電的有效值u=220v,頻率f=50hz,所以
v,hz。又表示式可得 。
練習2現有一交流電隨時間而變化的圖象,其中電流的正值為正弦曲線的正半周,其最大值為4a,則該交流電的有效值為多大?
[學生板演做題步驟,教師點評]
解析: 交變電流乙個週期內產生的熱量
恆定電流的熱量
由有效值定義知
解之 a
三 、課堂小結:
週期或頻率:表示交變電流變化的快慢。
有效值:表示交變電流的熱效應。
正弦交變電流有效值與最大值存在著一定的關係。
四、作業
1.完成課後習題第4、5、6題
[選做] 2.找一台的小型交流發電機,觀察它的銘牌和構造,嘗試用今天所學知識解釋上面的資料和工作原理。
五、板書設計
1.交變電流的週期和頻率
(1)週期:
(2)頻率:
(1)週期:
(2)頻率:
(3)週期和頻率的關係:
2.交變電流的峰值和有效值
(1)交變電流峰值(im、em、um):
(2)交變電流有效值(i、e、u):
1) 有效值:
2) 正弦交流電有效值與最大值的關係
3.課堂小結
4.作業
交變電流的描述總結
交變電流產生 總結 1圖甲是某燃氣爐點火裝置的原理圖。轉換器將直流電壓轉換為圖乙所示的正弦交變電壓,並加在一理想變壓器的原線圈上,變壓器原 副線圈的匝數分別為 為交流電壓表。當變壓器副線圈電壓的瞬時值大於5000v時,就會在鋼針和金屬板間引發電火花進而點燃氣體。以下判斷正確的是 a 電壓表的示數等於...
交變電流的產生與描述
一 交變電流的產生和變化規律 1 交變電流 大小和方向都隨時間作週期性變化的電流叫做交變電流,簡稱交流電。2 正弦式電流 隨時間按正弦規律變化的電流叫做正弦式電流,正弦式電流的圖象是正弦曲線,我國市用的交變電流都是正弦式電流 3 中性面 中性面的特點是,線圈位於中性麵時,穿過線圈的磁通量最大,磁通量...
交變電流的產生和描述
一 單項選擇題。1 如圖1所示的線圈中不能產生交變電流的是 圖12 家用電子調光燈的調光原理是用電子線路將輸入的正弦交流電壓的波形截去一部分來實現的,由截去部分的多少來調節電壓,從而實現燈光的可調,比過去用變壓器調壓方便且體積較小 某電子調光燈經調整後的電壓波形如圖2所示,若用多用電表測燈泡的兩端的...