高二物理第四章《描述交变电流的物理量》的教案

时间:2021-08-31

  教材分析

  与恒定电流不同,由于交变电流的电压、电流等大小和方向都随时间做周期性变化,需要用一些特殊的物理量来描述它在变化中不同方面的特性,本节主要介绍这样一些物理量。

  一、学习要求

  1. 知道交变电流的周期和频率,知道我国供电线路交变电流的周期频率.

  2. 知道交变电流和电压的峰值,有效值及其关系.

  3、 会用图象和函数表达式描述正弦交变电流。

  二、教材重点

  交变电流的有效值

  三、教材难点

  一般电流有效值的求解

  四、教学资源

  通过思考讨论,使学生明白,从电流热效应上看,交流电产生的效果可以与某地恒定电流相等,由此引入有效值的概念.

  1.定义:让交流与恒定电流通过相同的电阻,如果它们在一周期内产生的热量相等,就把这个恒定电流的值(I或U)叫做这个交流的有效值.

  课本第一次明确地用一个周期T来定义有效值,使得有效值的概念更加准确.

  2. 正弦交变电流的有效值与峰值的关系

  这一关系只对正弦式电流成立,对其它波形的交变电流一般不成立. 其它波形的交变电流的有效值就根据有效值的定义去求解。

  3. 几点说明:

  ①各种使用交变电流的电器设备上所标的额定电压、额定电流均指有效值;

  ② 交流电压表和交流电流表所测量的数值也都是有效值;

  ③将电容器接入交流电路中,其耐压值应不小于交变电流的最大值,但熔丝的选择应据有效值来确定其熔断电流;

  ④一般情况下所说的交变电流的数值,若无特别说明,均指有效值。

  4.有效值与平均值的区别:交变电流的有效值是按照电流的热效应来规定的,对一个确定的交变电流,其有效值是一定的,而平均值是由 来确定的,其数值大小与时间间隔有关。在计算交变电流通过导体产生的热量、热功率时,只能用有效值,而不能用平均值;在计算通过导体截面的电量时,只能用交变电流的平均值,即q = t 。

  典型例题

  例:如图边长为L的单匝正方形线框,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,线框电阻为R,当线框绕ab边从图示位置以角速度匀速转过 的过程中,求

  (1)外力所做的功;

  (2)流过线框导线截面的电量

  [析] 外力所做的功,即线框中产生的热量。应据线圈产生电动势的有效值求热量。一般是先求最大值,再求有效值。

  线框转过 的过程中,线圈内产生的电动势最大值为:

  电动势的有效值为 线圈转过 所用的时间为 .

  线圈内产生的热量 .

  [典型错解] E=