2020_2021学年高中物理第五章交变电流2描述交变电流的物理量1教案新人教版选修3_2

描述交变电流的物理量
一、知识回顾
正弦式交变电流的变化规律——从中性面开始计时
e=NBSωsinωt=E m sinωt
i=e/（R+r ）= I m sinωt
图像：教师板书画出e-t ，φ-t 图像
二、新课教学
学习活动一：周期和频率（学生阅读教材34页相关内容并完成学案）
1.周期（T ）：交变电流完成一次 变化所需的时间，单位是 ．周期越大，交变电流变化越 ，在一个周期内交变电流的方向变化 次．
2.频率（f ）：交变电流在1 s 内完成周期性变化的 ，单位是 ．频率越大交变电流变化越 。

3. 正弦式电流的周期和频率的决定因素是发电机转子转动的 ．
T ＝ωπ
2，f ＝T 1＝π
ω2 我国生产和生活用交流电的周期T= ，频率f= ，角速度ω= ，在1min 内电流的方向变化 次。

教师简要总结，并根据已学知识直接完成下面峰值的填空
学习活动二：最大值（峰值）
1．峰值：交变电流在一个周期内所能达到的 称为峰值，用符号U m 、I m 表示．
2．最大值所处位置：当线圈平面与磁感线 时，交流电动势或电流处于最大值．
3．大小：E m ＝ ，I m ＝ ，U m ＝ ．
学习活动三：有效值
从电流的热效应求解交变电流的有效值（阅读教材35页有关内容并从定义中提取关键信息）
1.三个相同： 、 、
例1.如图所示表示交变电流随时间变化的图象，求此交变电流的有效值I.（教师讲解例题）
练习1.某一交流电的电压波形如图6所示，求这一交流电的电压有效值U.（学生独立完成）
2.正弦式交变电流的有效值（直接给出） 2m E E = 2m
I I = 2m
U U = 教师提问：我国家庭用电的最大电压值并写出家庭用电瞬时电动势表达式。

练习2.某交变电流的电流随时间的变化规律如图所示，求该交变电流电流的有效值
练习3.两个完全相同的电热器，分别通有如图所示的峰值相等的方波交变电流和正弦式交变电流，则这两个电热器的电功率之比P 1∶P 2＝________.
练习4.在电路的M 、N 间加一如图3所示的正弦交流电，负载电阻为100 Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为( )
A ．220 V,2.20 A
B ．311 V,2.20 A
C ．220 V,3.11 A
D ．311 V,3.11 A
注：（教师强调）
（1）各种使用交变电流的电器设备上所示值为有
效值。

（铭牌上的标称值）例如：灯泡“220V ，40W ”
（2）交流电路中，电压表、电流表的示数均为有
效值。

（3）计算交变电流的功、功率、热量等用有效值。

（4）保险丝的熔断电流为有效值
学习活动四：平均值
注：计算某过程中流过电阻的电荷量，用平均值。

练习4.如图所示是一个交流发电机的示意图．线框abcd处于匀强磁场中，已知ab=bc=10cm，B=1T，线圈匝数n=100，线圈电阻r=5Ω，外电路负载电阻R=5Ω，线圈以600r/min的转速匀速转动．求：
(1)线圈转动过程中感应电动势的最大值；
(2)从如图示位置开始，感应电动势的瞬时表达式；
(3)从如图示位置开始经1/60秒时，安培表和电压表的读数；
(4)从如图所示位置开始转过90°角的过程中，线圈上产生的热量；
(5)从如图所示位置开始转过90°角的过程中的平均感应电动势值多大
(6)从如图所示位置开始转过90°角的过程中，流过灯泡的电荷量；
教师总结本节课知识内容，是学生学会利用交变电流的瞬时值表达式和图像分析交变电流的“四值’.课后自主归纳总结”四值“的物理含义、重要关系及使用情况。

课后练习：正弦交变电流“四值”辨析
物理含义重要关系使用情况瞬时值交变电流某时刻的值
峰值
（最大值）最大的瞬时值
有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流
平均值交变电流图像中图线与时间
轴所夹面积与时间的比值
练习. 如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，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，在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上产生的焦耳热Q.
板书设计
5.2描述交变电流的物理量
一、周期和频率
二、峰值（最大值）E m 、I m 、U m
三、有效值E 、I 、U
1.“三同”：电阻相同、时间相同、热量相同
2.正弦式交变电流的有效值
2m E E = 2m I
I = 2m
U
U =
四、平均值。