2015年高中物理 5.2 描述交变电流的物理量教案 新人教版选修3-2
人教版选修3-2 5.2描述交变电流的物理量 教案(4)
【教学过程设计】教学环
节和教学内容教师活动学生活动设计
意图
导入新课讲学稿课前预习部分反馈与评价
期待
好奇
提升学
生自主
学习意
识
·
探究过程教师精讲（一）
一、如图所示的是某
正弦式交变电流的图
象.
1、根据图象求其最
大值、周期和角速
度?
2、写出交变电流的瞬时值表达式?
3、该交变电流中电流的有效值为？
二、我国照明电压（市电）的瞬时值表达式为
tV
eπ
100
sin
2
220
=
1、角速度是_______，周期是_______，频率是
_______。
2、画出交变电流的图像?
3、该交变电流中电动势的有效值为？
三、如图所示是一交变电流随时间而变化的图象，求出
交变电流的有效值？质疑
数学思考
查漏补
缺针对
性
目标达成训练。
二、教师精讲（微课教学）
三、学生精炼：
1、如图所示是一交变电流随时间而变化的图象，求出
交变电流的有效值？
2、如图所示是一交变电流随时间而变化的图象，求出
交变电流的有效值？
3、如图所示是一交变电流随时间而变化的图象，求出
交变电流的有效值？
小组汇报成果：
现代技
术教学
高效
小组合
作学习
小结
作业
四、学生小组合作展示、点评、质疑。
5.2《描述交变电流的物理量》教案(人教版选修3-2)
表征交变电流的物理量的教案示例教学目的通过讲解和演示，让学生掌握交变电流的最大值和有效值、周期和频率．教具交流6V电源、直流6V电源、交流电流表（0-0.6A）、直流电流表（0-0.6A）、小灯泡（6V、0.3A）、手摇交流发电机模型．教学过程一、复习提问问：交变电流是怎样产生的？它的变化规律是怎样的？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．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=E m sinωt、i=I m sinωt和图1来表示．教师指出，交变电流的大小和方向都随时间作周期性的变化，它比直流电复杂，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．下面我们来讨论表征交变电流特点的物理量．二、讲解新课1．交变电流的最大值和有效值．交变电流的最大值是指交流电在一周期内所能达到的最大数值．最大值在实际应用中是要考虑的．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．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．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，如果它们在同一时间内产生的热量相等，这一交变电流的有效值就跟这个直流电流相等．例如，在同一时间内，某一交变电流通过一段电阻产生的热量，跟0.3A 的直流电流通过阻值相同的一段电阻产生的热量相等，那么这一交变电流的有效值就是0.3A．用同样的办法还可以确定交变电压的有效值．下面我们做一个实验．用电压有效值6V的交流电源与6V的直流电源分别点亮灯泡的电流，可以看到两个电流表的示数相等．注意，交流电表测量的数值是交变电流的有效值．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．按正弦规律变化的交变电流的有效值与最大值之间存在着如下的关系：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？2．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．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．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．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．我们做一个演示实验：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，与人眼存在视觉暂留的缘故，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．三、巩固新课图2是一个交变电压的图象．根据图象求出交变电流的周期和频率、电压的最大值和有效值．答：T=0.2S，f=5HzU m=8V，U=5.7V。
5.2 描述交变电流的物理量 优秀教案优秀教学设计 高中物理选修3-2：交变电流 (5)
(3)交变电流的周期和频率的物理意义是什么？
(4)交变电流的周期和频率与交流发电机转子转动的角频率ω有什么关系？
口头表述
主题2：
峰值和有效值
我国照明用电的峰值Um= U=1.414×220 V≈311 V。正弦交流电峰值和有效值的关系是一定的,与交流电的频率无关。
4．具有运用类比、迁移的科学方法分析新问题的意识和能力．
学法指导
交变电流的周期、频率、相位以演示、分析、讲解为主，交变电流的有效值以演示、推导为主，结合问题法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。
课程导学建议
重点难点
交变电流有效值的理解与计算。
教学建议
本节内容需安排1个课时教学，若自主学习安排在课外，建议25分钟，安排在课内则只能有10分钟左右。本节内容是在学习交变电流的产生原理基础上，进一步探讨交变电流的定量描述问题，以利用这些物理量描述交变电流的变化规律。这些物理量是研究交变电流变化规律的基础和前提，带有工具性，是本章的重点内容之一。应该能从数学角度进一步认识交变电流的周期性，通过有效值的分析和计算再一次体会等效代替法在物理学科的应用。
学生就本节所学做一个自我总结，之后可小组交流讨论。
PPT课件呈现
感悟收获
注意有代表性的收集一些学生的体会，以便有针对性地调整教学方法。
根据自己的感受如实填写，根据自己的思考找出解决方案。
板书设计
§5.2描述交变电流的物理量
交变电流相位、有效值视频
第一层级
研读教材
指导学生学会使用双色笔，确保每一位学生处于预习状态。
通读教材，作必要的标注，梳理出本节内容的大致知识体系。
5.2 描述交变电流的物理量 优秀教案优秀教学设计 高中物理选修3-2：交变电流
5.2描述交变电流的物理量教学目标 知识与技能（1）理解什么是交变电流的最大值和有效值，知道它们之间的关系。
（2）理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。
知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。
过程与方法能应用数学工具描述和分析处理物理问题。
情感、态度与价值观：让学生了解多种电器铭牌，介绍现代科技的突飞猛进，激发学生的学习热情。
教学重点交变电流有效值概念 教学难点交流电有效值概念及计算 教学过程 一、课堂导入 复习巩固 交变电流的产生 交变电流的变化规律方向变化规律：线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。
大小变化规律从中性面开始计时：t E t NBS e m ωωωsin sin == 从垂直于中性面开始计时：t E t NBS e m ωωωcos cos == 今天我们来学习描述交变电流的物理量。
二、重点讲解 1．周期和频率在手摇交流发电机中，线圈转动一周，电压、电流都完成一次周期性变化。
周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用T 表示，单位是s 。
频率：交变电流在1s 内完成周期性变化的次数，用f 表示，单位是Hz 。
关系： Tf 1=线圈转动的角速度ω与频率f 的关系：f πω2= 我国工农业生产和生活用的交变电流：周期是0．02s ，频率是50Hz 。
在每秒钟内，电流的方向变化100次。
2．峰值和有效值：峰值：交变电流的最大值（m I 和m U ）是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值。
可以用来表示交变电流的电流强弱或电压高低。
有效值：根据电流的热效应来规定：使交流和恒定电流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同时间内产生的热量相等，就把这一恒定电流的数值叫做这个交流的有效值。
有效值与峰值的关系： 对于正弦式交变电流：m m I I I 707.02==m m U U U 707.02==非正弦式交变电流的有效值，需按有效值的定义计算。
高中物理《交变电流》教案4 新人教版选修3-2
教学课题：交变电流一．教学目标【知识和技能】1、知道正弦交流电是矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生的．知道中性面的概念．2、掌握交变电流的变化规律及表示方法，理解描述正弦交流电的物理量的物理含义．3、理解正弦交流电的图像，能从图像中读出所需要的物理量．4、理解交变电流的瞬时值和最大值，能正确表达出正弦交流电的最大值、有效值、瞬时值．5、理解交流电的有效值的概念，能用有效值做有关交流电功率的计算．【过程和方法】1、掌握描述物理规律的基本方法——文字法、公式法、图像法．2、培养学生观察能力、空间想象能力、立体图转化为平面图进行处理问题的能力．3、培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力．【情感、态度、价值观】培养学生爱国主义精神及为富民强国认真学习的精神．二．教学重点、难点重点：交变电流产生的物理过程的分析及中性面的特点．难点：交变电流产生的物理过程的分析．三．教学仪器交流发电机模型、演示电流表四．教学方法讲授、演示、探究五．教学过程引入［复习提问］１．感应电动势的大小： 基本式：tn ∆∆Φ=ε 导出式：⊥=BlV ε２．感应电动势的方向：基本规律：楞次定律导出规律：右手定则（口诀：“力左电右”）［教师演示］交变电流产生的实验：模型发电机产生的电流，大小和方向在不断的变化，这种电流叫做交变电流．新课1、交变电流的产生演示1：出示手摇发电机模型，并连接演示电流表．当线圈在磁场中转动时，电流表的指针随着线圈的转动而摆动，线圈每转动一周指针左右摆动一次．表明电流强度的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电．2、交变电流的变化规律投影显示：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程．分析：线圈bc 、da 始终在平行磁感线方向转动，因而不产生感应电动势，只起导线作用．（1）线圈平面垂直于磁感线（甲图），ab 、cd 边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流．教师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面．中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零．（2）当线圈平面逆时针转过90° 时（乙图），即线圈平面与磁感线平行时，ab 、cd 边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最大，线圈中的感应电流也最大．（3）再转过90° 时（丙图），线圈又处于中性面位置，线圈中没有感应电动势．（4）当线圈再转过 90°时，处于图（丁）位置，ab 、cd 边的瞬时速度方向，跟线圈经过图（乙）位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在（图乙）位置相反．（5）再转过90° 线圈处于起始位置（戊图），与（甲）图位置相同，线圈中没有感应电动势．在场强为 的匀强磁场中，矩形线圈边长为l 1、l 2，逆时针绕中轴匀速转动，角速度为ω ，从中性面开始计时，经过时间t ．线圈中的感应电动势的大小如何变化呢？线圈转动的线速度为 ω，转过的角度为ωt ，此时ab 边线速度 以磁感线的夹角也等于ωt ，这时ab 边中的感应电动势为：E=(Bl 1l 2ω/2)sin ωt同理，cd 边切割磁感线的感应电动势为：E=(Bl 1l 2ω/2)sin ωt就整个线圈来看，因ab 、cd 边产生的感应电势方向相同，是串联，所以当线圈平面跟磁感线平行时，即 ，这时感应电动势最大值 ；E m =BS ω．感应电动势的瞬时表达式为： e= BS ωsin ωt可见在匀强磁场中，匀速转动的线圈中产生的感应电动势是按正弦规律变化的．即感应电动势的大小和方向是以一定的时间间隔做周期性变化．当线圈跟外电路组成闭合回路时，设整个回路的电阻为 ，则电路的感应电流的瞬时值为表达式 ．感应电流瞬时值表达式为 ，这种按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流．3、交流电的图像：交流电的变化规律还可以用图像来表示，在直角坐标系中，横轴表示线圈平面跟中性面的夹角（或者表示线圈转动经过的时间 ），纵坐标表示感应电动势 （感应电流 ）． 规律：t Sin m ωεε=t Sin I i m ω=其中：ωεnBS m =，R r I mm +=ε．4、交流发电机（1）发电机的基本组成①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）．②用来产生磁场的磁极．（2）发电机的基本种类①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）．②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）．无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子．例题与练习【例1】如图所示各图线中表示交变电流的是【】【误解】选（A），（B），（C），（D）．【正确解答】选（B），（C），（D）．【错因分析与解题指导】大小、方向随时间作周期性变化的电流为交变电流．【误解】选有（A），然而（A）中电流大小虽周期性变化，但方向不变，是直流电流而不是交变电流．【例2】一线圈中产生的正弦交变电流按i=10sin314tA变化，求出当线圈从中性面起转过30°、60°、90°、120°所需时间及对应的电流值．【分析】通过跟正弦交变电流的标准式比较，直接代入计算．【解答】线圈从中性面开始转动产生的正弦交变电流的标准式是i=Imsinωt．式中ωt表示线圈平面对中性面的夹角（单位是rad）．当线圈平面转过的角度θ1=30°时，由得经历的时间和对应的电流值分别为同理，当θ2=60°时，得当θ3=90°时，得当θ4=120°时，得【说明】用公式i=Imsinωt算出的是线圈在转动过程中某位置或某个时刻的电流值，所以它是一个瞬时值表达式．【例3】在匀强磁场中的矩形线圈从中性面开始匀速转动，穿过线圈平面的磁通量与时间t 的图象是【】【分析】设匀强磁场的磁感强度为B，矩形线圈abcd的面积为S，如图2所示从中性面位置开始逆时针方向匀速转动．设经时间t转过的角度θ=ωt，转到位置a1d1，画出它的正视图如图3所示．积）可知，在时刻t通过线圈平面的磁通量为【答】 C．【说明】磁通量是标量．磁通量的正、负表示它穿过平面的方向．根据图3得出的上述表达式，是规定从左向右穿过平面左侧面（用实线表示）的方向为正．当转过θ=90°后，磁感线将从平面的右侧面（用虚线表示）穿过，磁通量为负．线圈转动时，穿过线圈的磁通量，线圈中产生的感应电动势随时间变化的对照关系，如图4所示．练习1．一矩形线圈在匀强磁场中转动，当线圈平面跟中性面重合的瞬间，下列说法正确的是（ ）A ．电流方向改变B ．磁通量为零C ．圈中磁通量的变化率最大D ．线圈没有边切割磁感线2．如图所示，线圈abcd 绕ab 和cd 的中点的连线OO ′转动，OO ′与匀强磁场垂直，线圈的单位长度的电阻值为定值，为了使线圈中电流值增为原来的2倍，可采用的办法有（ ）A ．使线圈绕cd 边转动B ．使线圈的面积增为原来的2倍C ．使磁感强度和转速增加为原来的2倍D ．使磁感强度减为原来的1/2，转速增为原来的4倍小结1、交流电的产生强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流．2、交流电的变化规律感应电动势的瞬时表达式为： ．感应电流瞬时值表达式： ．3、交流电的图像4、交流发电机（1）发电机的基本组成：①电枢．②磁极．（2）发电机的基本种类:①旋转电枢式发电机．②旋转磁极式发电机．作业六．教学反思： d c b a OO ′。
高中物理选修3-2人教版5.2《描述交变电流的物理量》教案设计
描述交变电流的物理量教学目标1. 知识与技能(1)知道交变电流的周期和频率，知道频率和角速度的关系．(2)知道交变电流和电压的峰值、瞬时值、有效值及其关系，能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值．(3)会用正弦交流电的有效值进行有关计算．(4)知道我国生产和生活用电的周期(频率)大小．2. 过程与方法(1)用等效的方法得出交变电流的有效值．(2)学会观察实验，分析图象，由感性认识到理性认识的思维方式．3. 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．教学重难点1．周期、频率、峰值的概念．2．有效值的概念和计算．教学准备小灯泡、手摇交流发电机模型、多媒体课件等．Ｋ教学过程设计铭牌上的220 V是什么含义？铭牌上的50 Hz是什么含义？答案点拨：当给电磁打点计时器的线圈通电后，线圈产生磁场，线圈中的振片被磁化，振片在永久磁铁磁场的作用下向上或向下运动，由于交变电流的方向每个周期要变化两次，因此振片被磁化后的磁极要发生变化，永久磁铁对它的作用力的图片中电容器的两个参数的含义是什么？内电阻R产生的热量？如果有一个恒定电流通过这个电阻R，也能在同样的热量，这个电流是多大？【课件展示】利用多媒体课件展示两支交变电流的电压与时间关系的图象.问题：(1)两支交变电流的周期、峰值相同吗？它们有什么不同？(2)图象甲的交变电流的瞬时电压与时间的关系式是什么？答案点拨：(1)两交变电流的周期和峰值都相同，它们的瞬时电压达到峰值的时间不同.板书设计2 描述交变电流的物理量一、周期和频率1.周期：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,通常用T 表示2.频率：交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数叫做交变电流的频率通常用f 表示，单位是赫兹，简称赫，符号是Hz3.周期和频率的关系：T ＝1f)或1T 二、峰值和有效值1.交变电流的峰值I max 或U max 是一个周期内所能达到的最大数值，表示交变电流的强弱或电压的高低2.有效值：让交变电流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相等，把恒定电流的电流I 、电压U 叫做这个交变电流的有效值3.有效值与峰值的关系：I ＝max √2＝0.707I max ，U ＝max √2＝0.707U max三、相位1.正弦符号“sin”后面的量“ωt ＋φ”叫做交变电流的相位，φ是t ＝0时的相位，叫做交变电流的初相位2.两支交流的相位之差叫做它们的相位差。
5.2描述交变电流的物理量 教案(人教版选修3-2)
5.2描述交变电流的物理量设计人：陈国林备课组长：林玉勇共1课时全1课时一、教学目标知识与技能：1、理解什么是交变电流的峰值和有效值2、理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。
知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小过程与方法：能应用数学工具描述和分析处理物理问题情感态度与价值观：让学生了解多种电器铭牌，介绍现代科技的突飞猛进，激发学生的学习热情二、重点难点交变电流有效值概念及计算三、教学方法探究、演示、讲授、讨论、练习四、教学准备学案、多媒体设备五、教学过程（一）自主学习（10分钟）1.线圈在某一段时间内从一个位置转动到另一个位置的过程中产生的平均电动势为E＝________.2.恒定电流产生电热的计算遵循焦耳定律，Q＝________.3.周期：交变电流完成一次________________所需的时间，叫做交变电流的周期，通常用T 表示，单位是s.4.频率：交变电流在1 s内完成________________________，叫做交变电流的频率，通常用f表示，单位是Hz.5.有效值：让交流与恒定电流分别通过__________________，如果在交变电流的______________内它们产生的________相等，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把I、U 叫做这个交流电的有效值.正弦式交流电的有效值和最大值的关系：E ＝______，I ＝_______，U ＝________.（二）问题探究（23分钟）一、交变电流的周期和频率[问题设计]如图1所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？[要点提炼]1.周期和频率的关系：f ＝1T ，T ＝1f ，ω＝2πT＝2πf. 我国电网使用的交流电频率f ＝______，周期T ＝______.2.转速(n)：线圈单位时间(1 s 或1 min)转过的________，单位是r/s 或r/min.二、峰值和有效值[问题设计]某交流电压瞬时值表达式u ＝62sin 100πt V ，把标有“6 V,2 W”的小灯泡接在此电源上会不会被烧坏？[要点提炼]1.最大值：也叫峰值，它是瞬时值的最大数值，它反映的是交流电大小的变化范围.(1)当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，Em ＝________(转轴垂直于磁感线).(2)电容器接在交流电路中，交变电压的最大值不能超过电容器的________值.2.有效值：交流电的有效值是根据电流的____________规定的，所以进行有效值的计算时要紧扣电流通过电阻生热进行计算.注意三同：“相同电阻”上、“相同时间”内、产生“相同热量”.计算时，“相同时间”一般取一个周期.(1)通常所说的交变电流的电流、电压，________________，交流电器的额定电压、额定电流，保险丝的熔断电流等都是指有效值.(2)说明：①求解交流电产生的热量问题以及确定保险丝的熔断电流时，必须用有效值.②若计算通过电路某一截面的电荷量，需用电流的平均值.（三）、 练习巩固（10分钟）例1 如图3所示，表示一交流电电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该交流电的有效值为多少？针对训练1 某一交变电流的电压波形如图4所示，求这一交变电流的电压的有效值U.图4例2 如图5所示，边长为a 的单匝正方形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中，以OO′边为轴匀速转动，角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R.求：(1)线圈从图示位置转过π2的过程中产生的热量Q ； (2)线圈从图示位置转过π2的过程中通过线圈某截面的电荷量．针对训练2 如图6所示，矩形线圈面积为S ，匝数为N ，线圈电阻为r ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R.当线圈由图示位置转过90°的过程中，求：(1)通过电阻R 的电荷量q ；(2)电阻R 上所产生的焦耳热Q.六、课堂小结（2分钟）本节课主要要求学生掌握描述交流电的四值。
选修3-2 5.2描述交变电流的物理量1
恒定电流的热量
有效值
（1）定义：使交变电流和恒定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 ,就把 这一恒定电流的数值叫做这一交变电流的有效值．
（2）方法：交变电流的有效值是根据电流的热 ２ i/A 效应来规定的。 Q(交流)=Q(直流)
－１ －２ １
Q(直流)=I2 RT
t/s
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。
5
i/A
0
1
2
3
4
t/s
正弦交流电的有效值与最大值之间的关系
不特别强调，交流电的电 压与电流都指有效值； 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) ； 交流电压表、电流表测量 的计数均为有效值。
描述交变电流的物理量
周期( T )
定义：交变电流完成一次周 期性变化所需的时间。 也是线圈转动一周的时间
u/v
Um
0 0.02 0.04 t/s
频率
定义：交变电流在一秒内完成周期性变化的 次数。
解析: 1 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 .
练习 2
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( BC） A. B. V
～
R
C.
D.
练习3
如图所示的交流为u=311sin314tV，接在阻值 220Ω的电阻两端，则 【 CD】
人教课标版高中物理选修3-2：《描述交变电流的物理量》教案-新版
5.2 《描述交变电流的物理量》教学设计
设计思想：
学生在第一次接触描述交流电的物理量。
为了让学生更好地体验科学探究的方法和过程，发展自主学习能力，培养良好的思维品质，本节课的教学采用如下教学流程：答案猜想、提出问题、通过自己阅读课本和听教师讲授得出结论。
教学过程中注重教师的“导”和“参与”，适时、适度地参与学生的研究活动。
核心素养：
通过《描述交变电流的物理量》的学习过程，培养学生运用类比、迁移的科学方法分析新问题的意识和能力；培养学生关注日常生活中的物理现象，养成善于观察和思考的好习惯。
教学目标：
1．理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。
知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。
2．理解什么是交变电流的峰值和有效值，知道它们之间的关系，会应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算。
知道电器上标注的、电表测量的和通常所说的电压、电流为有效值．
3．能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值。
教学重点：
交变电流有效值概念。
教学难点：
交变电流有效值概念及计算。
教学过程：
二．交变电流的峰值（E，I，U）和有效值（
1、明确周期；
42
32。
高中物理《5.2描述交变电流的物理量》教案 新人教版选修3-2
北京市房山区房山中学高二物理选修3-2《5.2描述交变电流的物理量》教案新人教版一．教学设计要让学生知道，由于交变电流的电压、电流等的大小和方向都随时间作周期性变化，就需要多一些物理量来描述它不同方面的特性．交变电流的有效值表示交变电流产生的平均效果，是教学的重点，也是教学的难点．首先要使学生明白引入有效值的必要：由于交变电流的大小和方向随时间变化，它产生的效果也随时间而变化，而实用中常常只要知道它的平均效果就可以了．为此引入有效值的概念；进而让学生知道怎样衡量交变电流的平均效果，即用与交变电流有相同热效应的直流来表示交变电流的平均效果，从而明确有效值的物理意义．二．教学目标1．知识与技能：（1）理解什么是交变电流的峰值和有效值，知道它们之间的关系。
（2）理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。
知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。
2．过程与方法：能应用数学工具描述和分析处理物理问题。
3．情感、态度与价值观：让学生了解多种电器铭牌，介绍现代科技的突飞猛进，激发学生的学习热情三．教学重点、难点1．重点：交变电流有效值概念。
2．难点：交变电流有效值概念及计算。
四．教学方法：实验、启发教具：电源、电容器、灯泡“6 V，0.3 A”、幻灯片、手摇发电机五．教学过程1．引入新课矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，在线圈中产生了正弦交变电流。
如何描述交变电流的变化规律呢？可以用公式法描述。
从中性面开始计时，得出瞬时电动势：e=E m sinωt瞬时电流：i=I m sinωt瞬时电压：u=U m sinωt其中E m=NB Sω交变电流的大小和方向都随时间做周期性变化，只用电压、电流描述不全面。
这节课我们学习表征正弦交变电流的物理量。
2．进行新课（1）周期和频率请同学们阅读教材，回答下列问题：①什么叫交变电流的周期？②什么叫交变电流的频率？③它们之间的关系是什么？④我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？交变电流完成一次周期性的变化所用的时间，叫做交变电流的周期，用T表示。
物理52《描述交变电流的物理量》教案(新人教选修3-2)
5.2描述交变电流的物理量一、教学目标(一)知识学习点1．复习上节课知识，并推出εm=BωS εm＝NBωS2．理解交变电流的周期、频率含义，掌握它们相互间关系3．理解交变电流有效值的意义，会应用正弦式交变电流有效值公式对纯电阻电路的电压、电流进行有关计算4．能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值(二)能力训练点1．培养自己阅读、理解及自学能力。
2．培养自己将知识进行类比、迁移的能力。
3．使自己理解如何建立新的物理概念而培养学生处理解决新问题能力。
4．培养自己应用数学工具处理解决物理问题的能力。
5．训练自己由特殊到一般的归纳、演绎思维能力。
6．努力培养自己的实际动手操作能力。
(三)德育渗透点1．由用电器铭牌，可介绍我国近几年的经济腾飞，激发自己爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神。
2．让自己生体会对称美。
二、重点、难点、疑点及解决方法1．交变电流有效值概念既是重点又是难点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义2．交变电流瞬时值确定使学生感到困难，通过例题分析使自己学会借助数学工具处理解决物理问题的能力三、课时安排1课时四、用具准备投影机、幻灯机、手摇发电机、导线假设干、万用电表(25只)灯泡“220V、100W〞(25只)五、学生活动设计1．学生通过计算分析得出：矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁感线的任一轴匀速转动一周中，产生的感应电动势εm＝BωS。
2．学生通过知识类比知道描述交变电流的周期性变化特点必须要引入周期T、频率f来表示变化的快慢。
3．通过演示实验观察掌握瞬时值、最大值、有效值概念。
4．学生通过再次使用万用电表，熟练根本仪器的使用和正确读数。
5．通过练习稳固加深对交流电图象的认识和有效值的理解。
(一)明确目标掌握描述交变电流的各物理量的内涵和外延(二)重点、难点的学习与目标完成过程复习引入其中εm＝2Bl1vl1为切割边ab、cd长度。
而v那么是ab边绕O轴(O轴为过bc边、ad边中点的直线)以ω角速假设线框绕a b边为轴转动呢εm＝εbt＝Bl1 v1＝Bl1 ωl2＝BωS假设线框绕O1 O2轴(均垂直磁感线)转动呢εm＝BωS启发引导学生答复，矩形线框在匀强磁场中只要绕垂直磁感线的轴转动，线框中产生感应电动势最大值为εm＝BωS假设有n匝线框那么εm＝nBωS矩形线框在匀强磁场中匀速转动一周过程中，只有两个时刻处在最大值，不同时刻感应电动势瞬时值不同。
物理选修3-2人教新课标5.2描述交变电流的物理量教案
5.2 描述交变电流的物理量【【教教学学目目标标】】1．理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。
知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。
2．理解交变电流的峰值和有效值，知道它们之间的关系。
【【重重点点难难点点】】1．理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。
2．理解交变电流的峰值和有效值，知道它们之间的关系。
【教学方法】讲练结合【教学用具】课 件【【教教学学过过程程】】一、描述交变电流快慢的物理量1、周期（T ）：交变电流完成一次周期性的变化所用的时间，叫做交变电流的周期。
2、频率（f ）：交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率。
1T f= 3、我国工农业及生活用电的周期为0.02S ，，频率为50Hz ，电流方向每秒改变100次。
二、描述交变电流大小的物理量1、瞬时值（e 、i 、u ）：（1）电动势：e ＝E m sin ωt （E m ＝nBS ω）（2）电流：i ＝I m sin ωt （I m ＝nBS ω/（R ＋r ））（3）电压：u ＝U m sin ωt （U m ＝nBS ωR/（R ＋r ））2、峰值（E m 、I m 、U m ）：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流或电压变化幅度。
（1）E m ＝nBS ω（2）I m ＝nBS ω/（R ＋r ）（3）U m ＝nBS ωR/（R ＋r ）3、有效值：（1）定义：让交流和直流电分别通过大小相同的电阻，如果它们在相同时间内产生热量相等，把直流电的值叫做交变电流的有效值。
通常用大写字母I 、U 、E 表示有效值。
正弦交变电流的最大值与有效值有以下关系：0.707m I I == 0.707m U U ==（2）有效值电流的热效应等效。
（3）注意：① 各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值。
② 交变电流表（电压表或电流表）所测值为有效值。
③ 计算交变电流的功、功率、热量等用有效值。
5.2 描述交变电流的物理量 优秀教案优秀教学设计 高中物理选修3-2：交变电流 (9)
5.2描述交变电流的物理量一、教材分析本节教学要让学生知道，上节用图像对交变电流的描述是全面的、细致的。
由于交变电流的电压、电流等的大小和方向都随时间做周期性变化，就需要一些特殊的物理量来描述它在变化中的不同方面的特征。
这就是本节要提到的描述交变电流的物理量。
二、教学目标1．知识目标：（1）理解交变电流的周期、频率含义，掌握它们相互间关系，知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小．（2）理解交变电流的最大值和有效值的意义，知道它们之间的关系，会应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算．（3）能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值2．能力目标：（1）培养学生阅读、理解及自学能力．（2）使学生理解如何建立新的物理概念而培养学生处理解决新问题能力．（3）培养学生应用数学工具处理解决物理问题的能力．3．情感、态度和价值观目标：（1）由用电器铭牌，可介绍我国近几年的经济腾飞，激发学生爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神．（2）让学生体会对称美．三、教学重点难点重点：交流电的有效值、最大值、频率、周期的理解难点：1、交变电流有效值概念既是重点又是难点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义。
2、交变电流瞬时值确定使学生感到困难，通过例题分析使学生学会借助数学工具处理解决物理问题的能力。
四、学情分析学生是教学过程中的主体，这个时候的学生已经知道了交变电流的一些特点和一些描述物理量，但是大多数学生的抽象思维和空间想象能力还比较低，对物理现象和知识的理解、判断、分析、和推理常常表现出一定的主观性、片面性、和表面性，这就要求在教学过程中合理安排、指导和引导学生突出重点、突破难点，提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。
五、教学方法1、启发式综合教学法2、学案导学：见后面的学案六、课前准备1．学生的学习准备：结合学案预习本节内容。
2．教师的教学准备：教具的准备（投影仪、交流发电机模型、演示电流表），学案的准备七、课时安排：1课时八、教学过程1、预习检查检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
高中物理第五章交变电流第2节描述交变电流的物理量教学案新人教版选修3-2(new)
第2节描述交变电流的物理量1.周期和频率描述交变电流变化的快慢，我国日常生活用电的频率为50 Hz。
2．有效值是根据电流的热效应进行定义的，对于正弦交变电流来说，有效值和峰值的关系为：I＝错误!，U＝错误!。
3．不同的交流发电机在向同一个电网供电时，它们的相位差必须为零。
一、周期和频率1．物理意义描述交变电流变化快慢的物理量。
2．周期交变电流完成一次周期性变化所需的时间;用T表示,单位是秒(s)。
3．频率交变电流在1 s内完成周期性变化的次数；用f表示，单位是赫兹(Hz）。
4．ω、T、f的关系ω＝错误!＝2πf，T＝错误!或f＝错误!。
5．我国民用交变电流的周期和频率(1）周期：T＝0.02 s。
（2）频率:f＝50 Hz。
ω＝100π rad/s,电流方向每秒钟改变100次。
图5。
21二、峰值、有效值和相位1．峰值(1）定义:交变电流的电压、电流所能达到的最大数值。
（2）应用：电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值。
2．有效值(1)定义：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，则这个恒定电流的电流I、电压U，叫做这个交流的有效值。
（2）应用①交流用电设备上所标的额定电压和额定电流.②交流电压表测量的数值.③无特别说明时提到的交变电流的数值。
3．峰值和有效值的关系对于正弦式交变电流,有效值I、U与峰值I m、U m之间的关系：I＝错误!，U＝错误!。
4．相位(1)正弦式交变电流瞬时值表达式中正弦符号“sin”后面的量“ωt＋φ”叫做交变电流的相位，“φ”叫初相位。
(2)两支交流的相位之差叫做它们的相位差;当它们的频率相同时,相位差是个常数.1．自主思考—-判一判(1）各国交变电流的周期都是0。
02 s。
（×）(2)若交变电流是线圈在匀强磁场中匀速转动形成的,则交变电流的周期也是线圈做圆周运动的周期。
(√)(3）我国提供市电的发电机转子的转速为3 000 r/min。
描述交变电流的物理量+教学设计 高二上学期物理人教版选修3-2
高二物理选修3-2第五章交变电流第二节描述交变电流的物理量教学目标：1.知道交变电流的周期、频率的含义，以及它们相互之间的关系。
知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。
2.知道交变电流的峰值和有效值的意义。
能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值。
3.会应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算。
4.具有运用类比、迁移的科学方法分析新问题的意识和能力。
教学重点：交流电的有效值、最大值、频率、周期的理解。
教学难点：1、交变电流有效值概念，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义。
2、交变电流瞬时值确定，通过例题分析使学生学会借助数学工具处理解决物理问题的能力。
教学过程：一、导入新课、板书课题回顾：交变电流定义、特点、产生原理、电流变化规律导入：从上节已经看出交变电流的大小和方向都随时间变化，在电流和电压方面，还涉及到峰值和有效值，还有几个物理量也常用到。
二、出示目标、明确任务1.理解交变电流的周期、频率的含义，以及它们相互之间的关系，熟记交变电流的峰值和有效值的意义。
2.掌握利用有效值定义计算某些交变电流的有效值。
熟练应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算。
三、学生自学、独立思考阅读课本34-36页内容，找到书中的知识点、重点、困惑点四、自学指导、紧扣教材1.阅读课本34-35页周期和频率部分①通过阅读第一段，找到正弦交变电流的大小和方向有什么特征？②什么叫交变电流的周期？它的单位是什么？③通过阅读第二段，找到什么叫做交变电流的频率？它的单位是什么？转速和周期的关系？④对于交流发电机，周期和频率与其转子转动的角速度有什么关系？2.阅读课本35-36页峰值和有效值部分①通过阅读第一段，找到什么叫作峰值？②尝试解决思考与讨论中的两个问题。
③什么叫有效值？正弦式交变电流的有效值与峰值有什么关系?3.阅读课本36页相位部分①找到什么叫做交变电流的相位？什么是初相位和相位差？相位差不为零的危害。
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2015年高中物理 5.2 描述交变电流的物理量教案新人教版选修3-2
第二节描述交变电流的物理量
教学目标：
（一）知识与技能
1．理解什么是交变电流的最大值和有效值，知道它们之间的关系．
2．理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系，知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小．
（二）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。
（三）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：交变电流的有效值．
教学难点：对交变电流有效值的理解和相关的计算．
教学方法：复习引导、启发、讲授
教学用具：白炽灯，电视机、洗衣机、电冰箱的说明书
教学过程：
（一）引入新课
（二）新课教学
1.描述交变电流变化快慢的物理量
(1)．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用T表示，单位是s．
(2)．频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数，用f表示，单位是Hz．
二者关系：
我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率为50Hz，电流方向每秒改变100次．
2.描述交变电流大小的物理量
（1）．峰值
峰值在实际中有一定的指导意义，所有使用交流的用电器，其最大耐值应大于其使用的交流电压的峰值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值．
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值．
（2）．瞬时值
它是反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为：t e m ωε
sin =，t I i m ωsin =.应当注意必须从中性面开始．
（３）．有效值
定义：使交变电流和恒定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，就把这一恒定电流的电流值I 与电压值U 叫做这一交变电流的电流与电压的有效值． 正弦交变电流的有效值与最大值之间的关系：
任何交变电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不适用．
交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；交流电压表和交流电流表的示数是有效值；交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值．
有效值与平均值不同
（４）．平均值
o t ( )
b 图152
o a ( )t
εφm m
交变电流的平均值其数值可用 计算． 在计算交变电流通过导体产生的焦耳热，做功的电功率以及保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值．
在计算通过导体某一截面的电量时，只能用交变电流的平均值，
3.疑难辨析
交流电的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的变化率成正比。
当线圈在匀强磁场中匀速转动时，线圈磁通量也是按正弦（或余弦）规律变化的，若从中性面开始计时，t=0时，磁通量最大，φ应为余弦函数，此刻变化率为零（切线斜率为零），t=4
T 时，磁通量为零，此刻变化率最大（切线斜率最大），因此从中性面开始计时，感应电动势的瞬时表达式是正弦函数，如上图所示分别是φ=φm cos ωt 和e=εm
sin ωt 。
4.例题
例1：有一正弦交流电源，电
压有效值U=120V ，频率为f=50Hz 向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U 0=602V ，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？ 解析:由正弦交流电的最大值与有效值U 的关系得：U m =1202V （≈168V ）．交流电的瞬时表达式为U=1202sin100πt V ．当U=U 0=602V （≈84V ）时，由t 1=1/600s ．
画出一个周期内交流电的U-t 图象如图，其中阴影部分对应的时间t 1表示霓虹灯不能发光
的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t 1．可以求得一个周期内能发光的
时间：t=T-4t 1=s 751
一小时内霓虹灯发光的时间为： t=s s 240075
150/13600=⨯ 例2：如图表示一交流电随时间而变化的图象．此交流电流的有效值是：
A. A
B.5A
C.
42A D.3.5A
解析:图中所给的交流电流不是正弦
交流电．因此这交流电的有效值需根据有效值的定义解决．
设某一导体的电阻为R ，让此交流电通过该电阻．根据焦耳定律，前半个周期（=2T 0.01S ）该电流生的热量为2)24
(2T R ，后半周期（=2T 0.01S ）的热量则为2)23(2T
R ．在一个周期内（S T 02.0=）交
变电流通过电阻R 产生的热量Q =2)24(2T
R +2)23(2T
R ．
设交流电的有效值为I ，根据有效值的定义：RT I 2=Q =2)24(2T
R +2)23(2T
R ，
则有A I 5=．答案B
5.练习
（1）、某线圈在匀强磁场中转动所产生的电动势变化规律为e=εm
sin ωt ，保持其它条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时所产生的电动势的瞬时表达式为（ Ｃ ）
A 、e=2εm sin2ωt
B 、e=2εm
sin ωt C 、e=4εm sin2ωt D 、e=4εm
sin ωt （2）、正弦交流电压的峰值为10V ，周期为0.2S ，
将此电压接在10 的电阻上，在0.05s内电阻上产生的热量（Ｄ）
A、可能为零
B、一定为
0 .25J
C、不可能大于0.25J
D、可能小于是0.25J
（3）、一交流电流的图象如图所
示，由图可知（Ｃ）
A．该交流电流即时值表达式为i＝102sin628t A
B．该交流电流的频率为50 Hz
C．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为10W
D．用电流表测该电流其示数为102 A （4）、一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为：e = 311sin314t V，则此发电机产生的电动势的最大值为３１１V，有效值为２２０V，发电机转子的转速为５０转/秒，产生的交流电的频率为５０Hz．
课堂小结：本节讲述的描述交变电流的物理量，理解周期与频率的含义及其关系，对交变电流的四值要有清楚的认识，知道什么情况下用哪个
值。
作业：完成问题与练习。