高中物理教学课件沪科版选修32物理2.2怎样描述交变电流课件公开课一等奖课件省赛课获奖课件

2．2如何描述交变电流第1页课标定位学习目标：1.理解什么是交变电流最大值和有效值，懂得它们之间关系．2．理解交变电流周期、频率以及它们之间关系．懂得我国生产和生活用电周期(频率)大小．3．能应用数学工具描述和分析处理物理问题．4．掌握交流电有效值计算办法．重点难点：1.交变电流最大值、有效值、电功率理解及应用．2．非正弦交变电流有效值计算．第2页

关键重点突破课堂互动讲练课前自主学案知能优化训练2.2第3页课前自主学案一、用哪些物理量描述交变电流1．周期和频率(1)周期T：交变电流完成一次周期性变化所需要_______．用T表达，单位：______．(2)频率：交变电流在1s内完成周期性变化次数．用f表达，单位：___________．时间秒(s)赫兹(Hz)第4页第5页2．最大值和有效值(1)交变电流电动势、电压和电流在某一时刻数值，叫做交变电流_______值，一般用小写字母e、u、i表达．交变电流最大值是它在一种周期内所能达成_______数值，分别用Em、Um、Im表达．也叫做峰值．(2)交变电流有效值是根据______________来要求，物理学中要求，让阻值相等两个电阻器分别通以直流电和交流电，假如在相同时间内产生热量相等，我们就把这始终流电数值叫做这个交流电有效值．瞬时最大电流热效应第6页(3)有效值和峰值关系理论计算表白，正弦式交变电流有效值与峰值之间有如下关系：有效值等于其最大值_______．这一关系只适用于正弦式交变电流．(4)在没有尤其说明时，一般所说交变电流电压、电动势都是指有效值，交流电表测量值也是有效值，交流用电设备铭牌标出电压、电流值也是指有效值．第7页图2－2－1第8页二、如何用数学办法描述交变电流1．用图像描述正弦交变电流随时间变化情况能够从图像上表达出来，图像描述是交变电流随时间变化规律，它是一条正弦曲线，如图2－2－2所示．从图中我们能够找出正弦交变电流_________和________．最大值周期图2－2－2第9页2．用函数式描述正弦交变电流电动势e、电压u、电流i随时间变化规律分别为e＝Emsinωt，u＝__________、i＝________、式中ω称为交变电流_______．UmsinωtImsinωt角频率第10页关键重点突破一、交变电流最大值和有效值1．交变电流最大值(Imax、Emax、Umax)交变电流各个参量一种周期内所能达成最大值，表达交变电流强弱或电压高低．实际中需要考虑，例如：电容器接在交流电路中，需要懂得交变电压最大值，电容器额定电压应高于交变电压最大值，不然电容器也许被击穿．第11页2．交变电流有效值(I、E、U)是根据电流热效应来要求让交流电和直流电通过相同阻值电阻，假如它们在一种周期内产生热量相等，就把这始终流电数值叫做这一交流电有效值(如图2－2－3所示)．假如Q1＝Q2，那么i有效值为I图2－2－3第12页第13页尤其提醒：(1)交流用电设备上所标额定电压和额定电流是有效值；交流电压表和交流电流表示数是有效值；交变电流数值在无尤其说明时都是指有效值．(2)交变电流有效值是根据电流热效应来要求．引入有效值概念便于把处理恒定电流某些办法拓展到交流电中．(3)计算交变电流功、功率、热量等用有效值．第14页即时应用

(即时突破，小试牛刀)1.一交变电流波形如图2－2－4所示，你能利用试验办法测得该交变电流有效值吗？图2－2－4第15页解析：第16页可用如图所示电路测该交变电流有效值．图中R为两个完全相同电热器，电热器R上带有温度显示屏，控制R1阻值，当两个R上温度相同步读取电流表示数I，即为该交变电流有效值．答案：见解析第17页二、用数学办法描述交变电流1．交流电图像(1)图像，如图2－2－5所示，交流电变化规律能够用图来表达，在直角坐标系中，横轴表达线圈平面跟中性面夹角(或者表达线圈转动通过时间t)，纵坐标表达感应电动势e(感应电流i)．第18页图2－2－5第19页(2)图像分析办法应用注意事项．①看清两轴物理量物理意义，分清是何种图像．②分析“斜率”“截距”“点”表达物理意义．③掌握“图与图”“图与式”和“图与物”间对应关系．2．用函数式描述交变电流(1)体现式正弦式交变电流电压u、电流i函数体现式为u＝Umaxsinωt，i＝Imaxsinωt其中Umax为交流电压最大值，Imax为交变电流最大值，ω称为角频率，ωt为线圈平面和中性面夹角．第20页尤其提醒：交流电随时间t变化规律不再是简单正百分比关系，因此借助图像法来分析研究比单纯用代数办法更简捷、直观．第21页图2－2－6第22页答案：50

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0.057s第23页课堂互动讲练交变电流有效值计算类型一例1 (2023年铜川高二检测)图2－2－7所示为一交变电流随时间变化图像，则此交变电流有效值是多少？图2－2－7第24页第25页第26页交变电流有效值和平均值应用类型二例2

如图2－2－8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°过程中，求：(1)通过电阻R电荷量q；(2)线圈中产生正弦式交变电流最大值是NBSω，则电阻R上所产生焦耳热Q是多大？第27页图2－2－8第28页第29页第30页【办法总结】对交变电流要注意其“四值”含义及适用情况．(1)交变电流最大值由线圈匝数、线圈面积、磁感应强度和角速度决定，与线圈形状、所处位置无关，讨论用电器耐压值时，应考虑交变电流最大值；(2)瞬时值与线圈所处位置有关，是时刻变化；第31页(3)有效值主要用于求电功、电热、电功率、热功率及确定电压表、电流表读数，尤其要注意保险丝熔断电流是指交变电流有效值；(4)平均值对应线圈转动过程中某一段时间，计算电荷量时必须用平均值．第32页交变电流图像应用类型三例3 (2023年宝鸡高二检测)一正弦交流电电压随时间变化规律如图2－2－9所示．由图可知()图2－2－9第33页第34页【思绪点拨】根据u－t图像中提供最大值、周期利用数学关系分析求解．第35页【答案】

BD第36页变