20170326高二物理第二章第二讲：表征交变电流的物理量(学生)

高中物理-高二表征交变电流的物理量教案教学目标：1. 认识和理解表征交变电流的物理量和其物理意义。

2. 学会如何计算和解析交变电流中的各种物理量。

3. 培养学生的物理直观和实验精神，促进学生的物理探究和科学思维。

教学重点：1. 交变电流的平均值、有效值、频率和周期等物理量的认识和应用。

2. 交变电路中电阻、电感和电容的表征物理量的认识和应用。

教学难点：1. 交变电路中不同元件的电参数的相互作用及其对电流、电压、功率等物理量的影响。

2. 学生实验探究的参与和思考能力，以及如何设计实验进行交流电的测量和分析。

教学方法：1. 讲授和讨论相结合的教学方式，注重学生的参与和教师的引导。

2. 实验探究和数学计算相结合的教学方法，注重贯彻实用性和体验性的教育理念。

教学过程：一、引入：通过出示一组波形图、信号图、实验图等，引导学生理解交变电流的特点和基本表征物理量。

二、概念讲解：1. 交变电流的平均值、有效值、频率和周期等物理量。

2. 交变电路中的电阻、电感和电容的电参数表征物理量。

三、实验探究：1. 设计实验进行交流电的测量和分析，探究交变电路中不同元件的电参数的相互作用及其对电流、电压、功率等物理量的影响。

2. 学生小组合作完成实验，实验过程中注意安全和仪器使用方法。

四、思考和总结：1. 学生小组讨论和汇总实验数据，并制作数据表、图表等，分析数据所反映的交变电路的特点和规律。

2. 通过讨论和思考，总结出交变电路中各元件的特点和作用，以及实验方法和分析结果的差异和影响。

五、拓展和应用：1. 利用所学知识和实验数据，分析和解决实际生活和工作中的交变电路问题，如电器故障、电力使用等。

2. 借助模拟器、实践探究等现代技术手段，深入研究和探究交变电路的复杂性和实际应用，以实现科研和科技创新。

第2节交变电流的描述学习目标要求核心素养和关键能力1.知道交变电流的周期、频率的概念，掌握T、f、ω之间的关系。

2.理解交变电流的峰值、有效值的概念，会根据电流的热效应计算电流的有效值。

3.理解正弦式交变电流的公式和图像。

1.核心素养利用等效的思想理解“电流热效应”的概念。

2.关键能力数形结合分析问题的能力。

知识点一周期和频率如图甲为线框在磁场中转动产生交变电流的示意图，图乙所示的是一个正弦交变电流的电流随时间变化的图像。

(1)图甲中电流表指针左、右摇摆说明了什么问题？(2)图乙中所示交变电流完成一次周期性变化需要多长时间？在1 s内完成多少次周期性变化？提示(1)说明了线框在磁场中转动产生的交变电流具有周期性。

(2)0.02 s；50次。

❶周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，通常用T表示，单位是秒。

❷频率：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作它的频率。

数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。

通常用f表示，单位是赫兹。

❸T、f、ω三者之间的关系(1)周期与频率的关系：f＝1T或T＝1f。

(2)角速度与频率的关系：ω＝2πf。

[思考] 如图所示的交变电流的周期是多少？提示0.02 s1.物理意义：周期和频率是描述交变电流变化快慢的物理量。

2.线圈在匀强磁场中匀速转动一周，交变电流恰好完成一次周期性变化，电动势、电流都按正弦规律变化一次。

交变电流在一个周期内方向改变两次。

[例1] 关于交变电流的周期和频率，下列说法正确的是()A.正弦式交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期B.1 s内交变电流出现最大值的次数等于频率C.交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍D.频率为50 Hz的交变电流，其周期等于0.05 s答案C解析在一个周期的时间内，交变电流会出现正向和负向最大值各一次，相邻两个峰值的时间间隔为半个周期，所以交变电流在一个周期内方向改变两次，即方向变化的频率为交变电流频率的2倍，选项A、B错误，C正确；周期T＝1f＝150s＝0.02 s，选项D错误。

高二物理优质教案《表征交变电流的物理量》教学目标一、知识目标1、复习上节课知识，并推出；．2、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．3、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．4、能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值二、能力目标1、培养学生阅读、理解及自学能力．2、培养学生将知识进行类比、迁移的能力．3、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．4、培养学生应用数学工具处理解决物理问题的`能力．5、训练学生由特殊到一般的归纳、演绎思维能力．6、培养学生的实际动手操作能力．三、情感目标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．教学建议教材分析及相关教法建议1、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．如：周期和频率表示交变电流周期性变化的快慢，最大值表明交变电流在变化过程中所能达到的最大数值，反映了交变电流的变化范围．2、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．3、要让学生知道，提到交变电流的电压、电流、电动势时，如果不加特别说明，通常指的都是交变电流的有效值，电表测量的数值，也都是有效值．正弦电流的有效值和最大值的关系，课本中是直接给出的，不要求加以证明．但它十分有用，应要求学生记住．还要让学生明确地知道，这一关系只对正弦式电流成立，对其他波形的交变电流并不成立，物理表征交变电流的物理量-高二物理教案，教案《物理教案表征交变电流的物理量-高二物理教案》。

§17.2 表征交变电流的物理量教学目标：1.使学生理解教鞭电流的最大值、有效值2.让学生了解最大值和有效值得关系3.表征交变电流的物理量教学重点：有效值的定义教学难点：有效值的求法一、交变电流的最大值符号：I m U m E m意义：是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值。

二.交变电流的有效值1.定义：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。

2 . 正弦交变电流的有效值和最大值的关系：计算表明，正弦交流电的有效值和最大值之间有如下的关系：I=0.707I m U=0.707Um E=0.707Em注意：这个关系只使用于正弦交流电。

照明交流电的电压是220V，动力供电线路的电压是380V，它们的有效值、最大值各是多少？3.注意：（1）各种交流电器设备上所标的额定电压，额定电流均为有效值。

（2）一般交流电流表和电压表测量的数值都是有效值。

（3）以后提到交变电流数值，凡是没有特别说明的，都指有效值。

（4）在计算交流通过导体产生的热量、热功率时，只能用交流的有效值。

三．交变电流的周期和频率：1. 周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间通常用T表示,在SI中，周期的单位是秒, 符号是s2 . 频率:交变电流在1s内完成周期性变化的次数.通常用f表示,在SI中,频率的单位是赫兹,简称赫,符号是Hz3. 周期、频率和角频率的关系: f=1/T ; ω=2π/T=2πf4.T和f的物理意义:表征交变电流变化快慢的物理量. T越小，f越大,交流变化越快.我国工农业生产和生活用的交变电流，周期是0.02s，频率是( )，角速度ω=( )例题1.有一交变电流e=200sin10πt V,接在1000Ω的电阻上，求电阻上的电流和电压的有效值。

2.有一交变电流e=200sin10πt V，求它的周期和频率。

3 . 从图象看表征电流的物理量。

表征交变电流的物理量
图10－1－12 图10－1－13 图10－1－14 图10－1－15 图10－1－16
．如图10－1－13所示，矩形线圈abcd，面积为S，匝数为N，线圈电阻为R，在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度ω匀速转动，(以ab边为轴，P2以边中点为轴)当线圈平面从与磁场方向平行开始计时，线圈转过90°的过程中，绕P1及P2轴转动产生的交流电的电流大小，电量及焦耳热分别为I，q，Q
Q，则下面判断正确的是( )
B．q>q＝
图10－1－17
10－1－18
图10－1－19
图10－1－20
．如图10－1－17甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴′以恒定的角速度圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，在t ＝时刻π
2ω
A ．线圈中的电流最大
B ．穿过线圈的磁通量为零．穿过线圈磁通量的变化率最大
图10－1－21 图10－1－22 甲 乙
图10－1－23
．某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图10－1－21所示，下列说法中正确的是A．交变电流的频率为0.02 Hz
50πt(A)
时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大
正弦交变电源与电阻R、交流电压表、交流电流表按照图10－1－23甲所示的方式连接，R＝200 Ω.
变化的图象．则( )
．交流电压表的读数是311 V
．交流电流表的读数是1.1 A
图10－1－24 图10－1－25 图10－1－26 ．(2009·重庆，18)某实物投影机有个相同的强光灯L1～L10(24 V
－24.若工作一段时间后
图10－1－27。

目标1、知识目标：（1）知道什么是惯性系和非惯性系；（2）知道牛顿运动定律在惯性系中成立；（3）知道什么是惯性力．2、能力目标：培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力．3、情感目标：培养学生辩证的科学思想．教学建议教材分析（1）教材首先引入了《关于两种世界体系的对话》中一段在船舱里观察到现象的描述，并通过对它的分析和实例对比引入了惯性参考系和非惯性参考系的概念．指出了常用到的惯性参考系．（2）通过对实例的进一步分析，引入了在非惯性参考系中存在的惯性力及其规律，并在升降机实例中简单应用．教法建议（1）本节属于选学内容，请教师根据自己学生的实际情况掌握深度和层次．（2）在授课时采用举实例让学生分析，发现问题：运动和力的关系出现矛盾的现象．从而再引导学生分析发生矛盾的症结所在，和解决矛盾的方法．让学生学习知识的同时，学会辩证的科学思想．教学设计示例教学重点：惯性系和非惯性系、惯性力教学难点：惯性力一、惯性系和非惯性系1、发现问题：举例1：如图1所示，小车静止，小球静止于小车内光滑的水平桌面上．当小车相对于地面以加速度做直线运动时，从地面上观察，小球如何运动？从小车上观察，小球如何运动？分析：从地面上观察，小球相对于地面保持静止．从小车上观察，小球将逆着小车的运动方向运动，最后从桌子上掉下来．因为小球在水平方向上不受外力作用，所以小球相对于小车的运动不符合牛顿第一定律．举例2：如图2所示，用弹簧将小球固定于小车内的光滑水平桌面上，当小车恒定加速度做直线运动时，从地面上观察，小球如何运动？从小车上观察，小球如何运动？弹簧处于什么状态？分析：从地面上观察，小球将做与小车同向的加速运动．小车上观察，小球将相对于小车静止．弹簧处于伸长状态．因为小球在水平方向上受弹力作用，所以小球相对于小车的静止不符合牛顿第二定律．2、分析问题：提出想法：当实验和理论发生矛盾时，可能是实验现象观察有误；可能是理论错误或理论存在一定的适用条件．分析问题：实验现象观察正确．理论在很多的实际应用中被证明是正确的．因而可能是理论存在一定的适用条件．矛盾的症结出在：相对于谁来观察现象，即参考系是谁．阅读书P65伽利略在《关于两种世界体系的对话》中的一段话．3、引入惯性系和非惯性系（1）惯性系：牛顿运动定律成立的参考系．研究地面上物体运动，地面通常可认为是惯性系，相对于地面作匀速直线运动的参考系也是惯性系．研究行星公转时，太阳可认为是惯性系．（2）非惯性系：牛顿运动定律不成立的参考系．例如：前面例子中提到的小车，它相对于地面存在加速度，是非惯性系．二、非惯性系和惯性力解决问题：在直线加速的非惯性系中引入一个力，使物体的受力满足牛顿运动定律，这个力就是惯性力．例如在上述例1中，若设想由一个力作用在小球上，其方向与小车相对于地面的加速度的方向相反，其大小等于（是小车质量），则小球相对于小车的运动与其受力情况相符．同理可以分析例题2，这里不再赘述．1、惯性力：在做直线加速运动的非惯性系中，质点受到的与非惯性系的加速度方向相反，且大小等于质点质量与非惯性系加速度大小的乘积的力，称为惯性力．2、注意：惯性力不是物体间的相互作用力，不存在施力物，也不存在反作用力．而且只有在非惯性系中才有惯性力．3、例题：见典型例题．探究活动1、组织部分学生继续深入研究该课题．2、开有关相对论的科普讲座，引发学生研究兴趣．一、知识目标：1：了解超重和失重现象2：运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因。

2017年高二物理【交变电流】知识点讲解高二大家学习了很多物理知识，这些物理知识比较琐碎，因此在课下要及时的进行巩固复习，这样才能牢固掌握学习过的物理知识，下面为大家带来2017年高二物理【交变电流】知识点讲解，希望对大家掌握物理知识有帮助。

一、交流电的产生及变化规律：1、产生：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。

矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于匀强磁场的线圈的对称轴作匀速转动时，如图所示，产生正弦(或余弦)交流电动势。

当外电路闭合时形成正弦(或余弦)交流电流。

2、变化规律：(1)中性面：与磁力线垂直的平面叫中性面。

线圈平面位于中性面位置时，如图所示，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量变化率为零。

因此，感应电动势为零。

当线圈平面匀速转到垂直于中性面的位置时(即线圈平面与磁力线平行时)所示，穿过线圈的磁通量虽然为零，但线圈平面内磁通量变化率最大。

因此，感应电动势值最大。

(2)感应电动势瞬时值表达式：若从中性面开始，感应电动势的瞬时值表达式：感应电流瞬时值表达式：若从线圈平面与磁力线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为感应电流瞬时值表达式：3、交流电的图象想一想：横坐标用t如何画。

4、发电机：发电机的基本组成：线圈(电枢)、磁极种类旋转磁极式发电机能产生高电压和较大电流。

输出功率可达几十万千瓦，所以大多数发电机都是旋转磁极式的。

二、表征交流电的物理量：1、瞬时值、最大值和有效值：交流电在任一时刻的值叫瞬时值。

瞬时值中最大的值叫最大值又称峰值。

交流电的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流电和恒定直流分别通过同样阻值的电阻，如果二者热效应相等(即在相同时间内产生相等的热量)则此等效的直流电压，电流值叫做该交流电的电压，电流有效值。

正弦(或余弦)交流电电动势的有效值和最大值的关系为：交流电压有效值;交流电流有效值。

注意：通常交流电表测出的值就是交流电的有效值。

用电器上标明的额定值等都是指有效值。

嗦夺市安培阳光实验学校高二物理交变电流知识精讲北师大版【本讲教育信息】一. 教学内容：交变电流1. 交流电的产生（1）交流电：大小和方向均随时间作周期性变化的电流。

方向随时间变化是交流电的最主要特征。

（2）交流电的产生①平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴转动时，线圈中就会产生按正弦规律变化的交流电，这种交流电叫正弦式交流电。

②中性面：垂直于磁场的平面叫中性面。

线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，此位置线圈中的感应电动势为零，且每经过中性面一次感应电流的方向改变一次。

线圈每转一周，两次经过中性面，感应电流的方向改变两次。

（3）正弦式交流电的变化规律：若从中性面位置开始计时，那么线圈中的电动势、电流、加在外电阻上的电压的瞬时值均按正弦规律变化。

②图像如图所示：2. 表征交流电的物理量（1）描述交流电的大小①瞬时值：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向。

②最大值：交流电在变化过程中所能达到的最大值是表征交流电强弱的物理量。

③有效值：是根据交流电的热效应规定的，反映的是交流电在能量方面的平均效果。

让交流电与恒定电流通过阻值相同的电阻，若在相等时间内产生的热量相等，这一恒定电流值就是交流电的有效值。

各种电器设备所标明的额定电流和额定电压均是有效值。

（2）周期和频率是用来表示交流电变化快慢的物理量：3. 变压器（1）变压器的构造及原理①构造：由一个闭合的铁芯以及绕在铁芯上的两组（或两组以上）的线圈组成。

和电源相连的线圈叫原线圈，与负载相连的线圈叫副线圈。

②工作原理原线圈加上交变电压后会产生交变的电流，这个交变电流会在铁芯中产生交变的磁通量，那么副线圈中会产生交变电动势，若副线圈与负载组成闭合电路，副线圈中也会有交变电流产生，它同样在铁芯中激发交变的磁通量，这样，由于原、副线圈中有交变电流通过而发生的一种相互感应现象叫互感现象。

变压器工作的物理基础就是利用互感现象。

（2）理想变压器①铁芯封闭性好、无漏磁现象，即穿过原、副线圈的磁通量相等。

高二物理教案描述交变电流的物理量人教版教学目标l、掌握表征交变电流大小物理量。

2、理解有效值的定义并会用它解决相关问题。

3、掌握表征交变电流变化快慢的物理量。

教学重点和难点：有效值的概念和计算。

教学用具：学生电源、灯泡（3.8V）两个、手摇发电机、导线、直流电压表、滑线变阻器（20欧姆）、教学过程：一、引入上节课讲了矩形线圈在匀强磁场中转动，在线框中产生了正弦交流电.［师问］如何描述它的［生答］1.公式法：从中性面开始计时，得出瞬时电动势e=E m sinωt，其中E m=NBSω.瞬时电流 i= I m sinωt.瞬时电压 u=U m sinωt.2.图象法：如图1所示.［教师指出］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。

下面学习描述交变电流特征的它物理量。

二、新课教学1．交变电流的周期和频率1）周期：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。

2）频率：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。

3）周期和频率的关系是：T=1/f２．交变电流的峰值和有效值1）交变电流峰值（Im、Em、Um）：指交变电流一个周期内所能达到的最大值。

表示交变电流的强弱或电压的高低。

实际中需要考虑。

2)有效值［［演示］将小灯泡分别接在6 V直流电源上和有效值6 V的电源上，观察灯亮度。

现象：两灯亮度相同。

有效值：（抓三个相同）让交流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在一个周期内内产生的热量相等，把恒定电流的值叫做这个交变电流的有效值。

3．正弦交流电有效值与最大值之间的关系说明：１)任何电流都有有效值，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。

2) 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。

三、课堂小结：本节课主要学习了以下内容：1. 利用交变电流（或电压）瞬时值表达式或图象可以求出交变电流的最大值与有效值，周期与频率。

高二物理描述交变电流的物理量教案高中物理●本节教材分析教材把交流电与直流电对比讲明，描述交流电的特性需要一些新的物理量.交流电的电动势、电压、电流是随时刻变化的，教材介绍了用公式法和图象描述交流电如何随时刻变化的方法，我们可向学生讲明，这种描述是详细、全面的，但应用经常常不方便.有用中经常需要明白交流电某一方面的特性，因此需要引入反映交流电某一方面特性的物理量.如：最大值讲明交流电在变化过程中所能达到的最大数值，反映了交流电变化的范畴；交流电是周期性变化的，周期、频率讲明交流电变化的快慢；有效值讲明交流电产生的平均成效.教学中的难点是交流电有效值的概念，这也是教学重点.为了引入有效值，能够提出：交流电随时刻变化，产生的成效也随时刻变化.但有用上常常只要明白交流电的平均成效就能够了，如何样衡量交流电的平均成效呢？能够配合做一个演示实验：用两个相同的小电珠A 、B ，一个接在直流电源上，一个接在交流电源上，让两个小电珠发光情形相同.同学通过观看和摸索了解：B 灯通过的是交流电流，大小、方向随时刻变化，但在相同时刻内交流电流与直流电流产生的热量相同，因此B 灯发光与A 灯相同.我们引导学生得出：通过A 灯的直流电流I 与通过B 灯的交流电流i 产生的成效相同，能够把直流电流的大小I 作为衡量交流电流i 产生的平均成效.在此基础上给出有效值比较准确的定义，并让学生进一步体会有效值的物理意义是什么？有效值与最大值的关系教材是直截了当给出的，教材不要求证明2的关系，但我们要使学生了解 I ＜I m 和I ≠20mI .有效值的物理意义、有效值与最大值的关系专门重要，要让学生专门好地了解和熟悉.有必要强调讲明交流电的有效值用得专门多，因此，假如不加专门的讲明，提到交流电的电流、电压、电动势时，指的差不多上有效值.交流电表测得的电流、电压也是有效值.还可考虑分不用直流电流表、交流电流表和直流电压表、交流电压表测量刚才的A 、B 灯的电流、电压，让学生看到两者的数值相同，并让学生讲出交流电的最大值.我们可考虑让学生对交流电的描述作小结，使学生明确：全面、详细描述交流电的是公式和图象；最大值、有效值、周期、频率等物理量是描述交流电某一方面的特性的.依照交流电的图象、公式可知最大值、周期，从而可知有效值、频率.●教学目标 一、知识目标1.明白得什么是交变电流的最大值和有效值，明白它们之间的关系.2.明白得交变电流的周期、频率以及它们之间的关系.明白我国生产和生活用电的周期〔频率〕的大小.二、能力目标能应用数学工具描述和分析处理物理咨询题. 三、德育目标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运算. ●教学方法在教师指导下的启发式教学.●教学用具电源、电容器、灯泡〝6 V 0.3 A〞、幻灯片、手摇发电机.●课时安排1课时●教学过程一、引入新课［师］上节课讲了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流电.如何描述交流电的变化规律呢？［生1］能够用公式法描述.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［生2］能够用图象法描述.如下图：［师］交流电的大小和方向都随时刻做周期性变化，只用电压、电流描述不全面.这节课我们学习表征正弦交流电的物理量.二、新课教学1.交变电流的最大值〔E m,I m,U m〕［师］交变电流的最大值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，能够用来表示交变电流的电流或电压变化幅度.［演示］电容器的耐压值.将电容器〔8 V，500 μF〕接在学生电源上充电，接8 V电压时电容器正常工作，接16 V电压时，几分钟后闻到烧臭味，后听到爆炸声.［师］从那个实验中能够发觉：电容器的耐压值是指能够加在它两端的最大电压，假设电源电压的最大值超过耐压值,电容器可能被击穿.然而交流电的最大值不适于表示交流电产生的成效，在实际中通常用有效值表示交流电流的大小.2.有效值〔E、I、U〕［演示］如以下图所示，将两只〝6 V、0.3 A〞的小电珠A、B，一个接在6 V的直流电源上，一个接在有效值为6 V的交流电源上，观看灯的亮度.［生］两灯的亮度相同.［师］让交流电和直流电通过同样的电阻，假如它们在相同时刻内产生热量相等，把直流电的值叫做交流电的有效值.通常用大写字母U 、I 、E 表示有效值.3.正弦交流电的有效值与最大值的关系［师］运算讲明，正弦交流电的最大值与有效值有以下关系：I =2m I =0.707I m U =2m U =0.707U m［强调］〔1〕各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值. 〔2〕交流电表〔电压表或电流表〕所测值为有效值. 〔3〕运算交变电流的功、功率、热量等用有效值. 4.周期和频率［师］请同学们阅读教材，回答以下咨询题： 〔1〕什么叫交流电的周期？ 〔2〕什么叫交流电的频率？ 〔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？［生1］交变电流完成一次周期性的变化所用的时刻，叫做交变电流的周期，用T 表示. ［生2］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，用f 表示. ［生3］T =f1 ［生4］我国使用的交流电频率f =50 Hz,周期T =0.02 s. ［师］有个不欧美国家使用交流电的频率为60 Hz. 5.例题分析 ［投影］［例1］表示交变电流随时刻变化图象如下图，那么交变电流有效值为A.52AB.5 AC.3.52 AD.3.5 A解析：设交变电流的有效值为I ，据有效值的定义，得 I 2R T =〔42〕2R2T +〔32〕2R 2T 解得I =5 A综上所述应选择B. ［投影］［例2］ 交流发电机矩形线圈边长ab =cd =0.4 m ，bc =ad =0.2 m ，共50匝，线圈电阻r=1 Ω，线圈在B =0.2 T 的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO ′以π100r/s 转速匀速转动，外接电阻9 Ω，如下图.求：〔1〕电压表读数； 〔2〕电阻R 上电功率. 解析：〔1〕线圈在磁场中产生： E m =NB S ω=50×0.2×0.4×0.2×π100×2π V=160 VI =102160)(⨯=+r E R 2m A=82 AU =I R=722 V101.5 V〔2〕P =UI =722×82 W=1152 W三、小结本节课要紧学习了以下几个咨询题：1.表征交变电流的几个物理量：最大值、有效值、周期、频率.2.正弦式交流电最大值与有效值的关系： I =2m I ,U =2m U .3.交流电的周期与频率的关系：T =f1. 四、作业〔略〕 五、板书设计六、本节优化训练设计1.把220 V的正弦式电流接在440 Ω电阻两端，那么该电阻的电流峰值A.0.5 AB.0.52 AC.22 AD. 2 A2.电路如下图，交变电流电源的电压是6 V，它跟电阻R1、R2及电容C、电压表一起连成如图电路.忽略电源内阻，为保证电容器不击穿，电容器耐压值U2和电压表示数U1分不为A.U1=62VB.U2=6 VC.U1=6 VD.U2≥62V3.两个相同电阻分不通以以下图两种电流，那么在一个周期内产生的热量Q A∶Q B=_______.4.关于正弦式电流的有效值，以下讲法中正确的选项是A.有效值确实是交流电在一周期内的平均值B.交流电的有效值是依照电流的热效应来定义的C.在交流电路中，交流电流表和交流电压表的示数表示的差不多上有效值D.关于正弦式电流，最大值的平方等于有效值平方的2倍参考答案：1.B2.CD3.1∶24.BCD●备课资料1.如何运算几种典型交变电流的有效值？答：交流电的有效值是依照电流的热效应规定的.让交变电流和直流电通过同样的电阻，假如它们在同一时刻内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值.解析：通常求交变电流的有效值的类型有如下几种： 〔1〕正弦式交流电的有效值此类交流电满足公式e =E m s in ω t ,i =I m s in ω t它的电压有效值为E =2m E ，电流有效值I =2m I关于其他类型的交流电要求其有效值，应紧紧把握有效值的概念.下面介绍几种典型交流电有效值的求法.〔2〕正弦半波交流电的有效值假设将右图所示的交流电加在电阻R 上，那么经一周期产生的热量应等于它为全波交流电时的1/2，即U 半2T /R=21〔R T U 2全〕，而U 全=2m U ，因而得U 半=21U m ，同理得I 半=21I m .〔3〕正弦单向脉动电流有效值因为电流热效应与电流方向无关，因此左以下图所示正弦单向脉动电流与正弦交流电通入电阻时所产生的热效应完全相同，即U =2m U ，I =2m I .〔4〕矩形脉动电流的有效值如右上图所示电流实质是一种脉冲直流电，当它通入电阻后一个周期内产生的热量相当于直流电产生热量的T t ，那个地点t 是一个周期内脉动时刻.由I 矩2R T =〔Tt 〕I m 2RT 或〔R U 2矩〕T =T t 〔R u 2m 〕T ,得I 矩=T t I m ，U 矩=T t U m .当Tt=1/2时，I 矩=21I m ，U 矩=21U m .〔5〕非对称性交流电有效值假设让一直流电压U 和如下图的交流电压分不加在同一电阻上，交变电流在一个周期内产生的热量为Q 1=222221TR U T R U ⋅+⋅，直流电在相等时刻内产生的热量Q 2=R U 2T ，依照它们的热量相等有RU T R U 2212=⋅T 得 U =)(212221U U +，同理有I =)(212221I I +. 2.一电压U 0=10 V 的直流电通过电阻R 在时刻t 内产生的热量与一交变电流通过R/2时在同一时刻内产生的热量相同，那么该交流电的有效值为多少？解：依照t 时刻内直流电压U 0在电阻R 上产生的热量与同一时刻内交流电压的有效值U 在电阻R /2上产生的热量相同，那么V 252,)2/(022===U U t R U t R U o 所以 3.在图示电路中，交流电源电压u=200s in 10πt V ，电阻R=10 Ω，那么电流表和电压表读数分不为A.14.1 A,200 VB.14.1 A,141 VC.2 A,200 VD.2 A,141 V分析：在交流电路中电流表和电压表测量的是交流电的有效值，因此电压表示数为 u =2200 V=141 V ，电流值i =R U =102200⨯ A=14.1 A. 答案：B。