高二物理第四章《描述交變電流的物理量》的教案
教材分析
與恒定電流不同,由于交變電流的電壓、電流等大小和方向都隨時間做周期性變化,需要用一些特殊的物理量來描述它在變化中不同方面的特性,本節(jié)主要介紹這樣一些物理量。
一、學(xué)習(xí)要求
1. 知道交變電流的周期和頻率,知道我國供電線路交變電流的周期頻率.
2. 知道交變電流和電壓的峰值,有效值及其關(guān)系.
3、 會用圖象和函數(shù)表達(dá)式描述正弦交變電流。
二、教材重點
交變電流的有效值
三、教材難點
一般電流有效值的求解
四、教學(xué)資源
通過思考討論,使學(xué)生明白,從電流熱效應(yīng)上看,交流電產(chǎn)生的效果可以與某地恒定電流相等,由此引入有效值的概念.
1.定義:讓交流與恒定電流通過相同的電阻,如果它們在一周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等,就把這個恒定電流的值(I或U)叫做這個交流的有效值.
課本第一次明確地用一個周期T來定義有效值,使得有效值的概念更加準(zhǔn)確.
2. 正弦交變電流的有效值與峰值的關(guān)系
這一關(guān)系只對正弦式電流成立,對其它波形的交變電流一般不成立. 其它波形的交變電流的有效值就根據(jù)有效值的定義去求解。
3. 幾點說明:
①各種使用交變電流的電器設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓、額定電流均指有效值;
② 交流電壓表和交流電流表所測量的數(shù)值也都是有效值;
、蹖㈦娙萜鹘尤虢涣麟娐分,其耐壓值應(yīng)不小于交變電流的最大值,但熔絲的選擇應(yīng)據(jù)有效值來確定其熔斷電流;
、芤话闱闆r下所說的交變電流的數(shù)值,若無特別說明,均指有效值。
4.有效值與平均值的.區(qū)別:交變電流的有效值是按照電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的,對一個確定的交變電流,其有效值是一定的,而平均值是由 來確定的,其數(shù)值大小與時間間隔有關(guān)。在計算交變電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量、熱功率時,只能用有效值,而不能用平均值;在計算通過導(dǎo)體截面的電量時,只能用交變電流的平均值,即q = t 。
典型例題
例:如圖邊長為L的單匝正方形線框,處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,線框電阻為R,當(dāng)線框繞ab邊從圖示位置以角速度勻速轉(zhuǎn)過 的過程中,求
(1)外力所做的功;
(2)流過線框?qū)Ь截面的電量
[析] 外力所做的功,即線框中產(chǎn)生的熱量。應(yīng)據(jù)線圈產(chǎn)生電動勢的有效值求熱量。一般是先求最大值,再求有效值。
線框轉(zhuǎn)過 的過程中,線圈內(nèi)產(chǎn)生的電動勢最大值為:
電動勢的有效值為 線圈轉(zhuǎn)過 所用的時間為 .
線圈內(nèi)產(chǎn)生的熱量 .
[典型錯解] E=
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