高二物理5.2《描述交變電流的物理量》學(xué)案(人教版選修3-2)
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111 5.2 描述交變電流的物理量 教學(xué)目標(biāo) 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn) 交變電流有效值概念。 難點(diǎn) 交變電流有效值概念及計(jì)算。 教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)、啟發(fā) 教學(xué)手段 多媒體課件 電源、電容器、燈泡“6 V,0.3 A”、幻燈片、手搖發(fā)電機(jī) 教學(xué)過程 (一)引入新課 矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時,在線圈中產(chǎn)生了正弦交變電流。如何描述交變電流的變化規(guī)律呢? 可以用公式法描述。從中性面開始計(jì)時,得出 瞬時電動勢:e=Emsinωt 瞬時電流:i=Imsinωt 瞬時電壓:u=Umsinωt 其中Em=NBSω 交變電流的大小和方向都隨時間做周期性變化,只用電壓、電流描述不全面。這節(jié)課我們學(xué)習(xí)表征正弦交變電流的物理量。 (二)進(jìn)行新課 1.周期和頻率 請同學(xué)們閱讀教材,回答下列問題: (1)什么叫交變電流的周期? (2)什么叫交變電流的頻率? (3)它們之間的關(guān)系是什么? (4)我國使用的交變電流的周期和頻率各是多大? 交變電流完成一次周期性的變化所用的時間,叫做交變電流的周期,用T表示。 交變電流在1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù),叫做交變電流的頻率,用f表示。 T= 我國使用的交變電流頻率f=50 Hz,周期T=0。02 s。 2.交變電流的峰值(Em,Im,Um) 交變電流的峰值是交變電流在一個周期內(nèi)所能達(dá)到的最大數(shù)值,可以用來表示交變電流的電流或電壓變化幅度。 [演示]電容器的耐壓值 將電容器(8 V,500μF)接在學(xué)生電源上充電,接8 V電壓時電容器正常工作,接16 V電壓時,幾分鐘后聞到燒臭味,后聽到爆炸聲。 電容器的耐壓值是指能夠加在它兩端的最大電壓,若電源電壓的最大值超過耐壓值,電容器可能被擊穿。但是交變電流的最大值不適于表示交變電流產(chǎn)生的效果,在實(shí)際中通常用有效值表示交變電流的大小。 思考與討論: 0~0.2s、0.2~0.5s、0.5~0.8s、0.8~1s這四個階段電流大小不變化,分別計(jì)算出熱量,然后加起來。由解得J;J;J;J 所以,1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量為 J 由解得,A=1.67A 2.有效值(E、I、U) 讓交變電流和直流電通過同樣的電阻,如果它們在相同時間內(nèi)產(chǎn)生熱量相等,把直流電的值叫做交變電流的有效值。通常用大寫字母U、I、E表示有效值。 正弦交變電流的最大值與有效值有以下關(guān)系: I==0.707Im U==0.707Um [強(qiáng)調(diào)] (1)各種使用交變電流的電器設(shè)備上所示值為有效值。 (2)交變電流表(電壓表或電流表)所測值為有效值。 (3)計(jì)算交變電流的功、功率、熱量等用有效值。 (三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評 本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個問題: 1.表征交變電流的幾個物理量:周期和頻率、峰值和有效值。[2.交變電流的周期與頻率的關(guān)系:T=。 3.正弦式交變電流最大值與有效值的關(guān)系: I=, U=。 (四)實(shí)例探究 【例1】表示交變電流隨時間變化圖象如圖所示,則交變電流有效值為( ) A.5A B.5 A C.3.5 A D.3.5 A 綜合應(yīng)用 【例2】交流發(fā)電機(jī)矩形線圈邊長ab=cd=0.4 m,bc=ad=0.2 m,共50匝,線圈電阻r=1 Ω,線圈在B=0.2 T的勻強(qiáng)磁場中,繞垂直磁場方向的軸OO′以r/s轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動,外接電阻9Ω,如圖所示。求: (1)電壓表讀數(shù);(2)電阻R上電功率。 111- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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