2012高二物理课件:第五章 2 描述交变电流的物理量 (新人教版选修3-2)
人教版高中物理选修3-2第5章第2节描述交变电流的物理量课件(共26张PPT)
交变电流完成一次周期性变化所需的时间.单位是 秒.周期越大,交流变化越慢,在一个周期内,电1 s内完成周期性变化的次数,单位是赫兹,符 号为Hz.频率越大,交流电变化越快.
3.周期和频率的关系:T=1f 或 f=T1.
4.我国交流电的周期和频率
我国工农业生产和生活所用的交流电,周期是0.02 s,频 率是50 Hz.在每秒钟内,电流的方向变化100次.
计算线圈某 一时刻的受
力情况
峰值
最大的瞬 Em=nBSωIm 确定用电器
时值
=RE+mr
的耐压值
含义物理 重要关系
适用情况
(1)计算与电流热效
应相关的量(如功
有 效 值
跟交变电流 的热效应等 效的恒定电
流值
E=Em/ U=Um/ I=Im/
2 2 2
率、热量) (2)交流电表的测量 值 (3)电气设备标注的 额定电压、额定电流
相同电阻 ①三同相同时间
产生相等热量
②计算时的“相同时间”至少要取一个周期的时间.
如图所示是一交变电流的i-t图象,则该交变电流的 有效值为( )
2 30 3
3.几种常见交变电流有效值的计算
电流名称 正弦式
交变电流
正弦半波电流
电流图线
有效值
I=
Im 2
I=I2m
电流名称 正弦单向 脉动电流
(3)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: Em nBSω
瞬时值
1.瞬时值:交变电流某一时刻的值.
(1)瞬时值在平时的生活中没有太大意义,在题目中主要用 来求解或者分析线圈(或通电导线)在某一具体瞬间的受力 情况。
(2)线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时,
人教版高二物理选修3-2课件:5.2描述交变电流的物理量(一)(共26张PPT)
1、正弦交变电流的函数表达式:
e = Em sin ω t u = Um sin ω t i = Im sin ω t
2.正弦交变电流的图象:
e
u
i
em
um
im
0
-em
0
t
-um
t0
-im
t
5.2 描述交流电的物理量
请同学们阅读教材P34--P35,回答 下列问题(2分钟) (1)什么叫交变电流的周期? (2)什么叫交变电流的频率? (3)周期、频率、角速度的关系是 什么?
3、关系:T 1 2 2f
f
T
二. 交变电流大小的描述: 1、正弦交变电流的瞬时值:
e = Em sin ω t u = Um sin ω t i = Im sin ω t
2、正弦交变电流的最大值(峰值)
Em = NB S ω
Um
= NB S ω R
R+r
Im
= NB S ω 1
R+r
3、正弦交变电流的平均值:
例2:如图所示为某正弦式交变电流的图像, 求其周期,频率和角速度。
U/v
解:T=0.04s
f 125Hz T
2 2f
T
50 rad / s
tt//1100--22ss
二. 交变电流大小的描述: 1、正弦交变电流的瞬时值:
e = Em sin ω t u = Um sin ω t i = Im sin ω t
2、正弦交变电流的最大值(峰值)
Em = NB S ω
Um
= NB S ω R
R+r
Im
= NB S ω 1
R+r
高二年级上学期物理选修3-2 5.2描述交变电流的物理量课件
2.在电路的 M、N 间加一如图所示的正弦交流电,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
交流的一__个__周__期__内它们产生的_热__量__相__等_,这个恒定电流的电流、电 压叫做这个交流电的有效值.
(2)应用:电气设备铭牌上___标__注___的额定电压、额定电流都是 有效值.交流电压表和交流电流表___测__量___的也是有效值.以后提 到的交变电流的数值,没有特__别__说__明__,都指有效值.
是( B )
A.t=T2时刻, 的示数为零 B.灯泡恰好正常发光 C.电容器不可能被击穿 D. 的示数保持 110 2 V 不变
三、相位 阅读教材第36页“相位”部分 1.相位与初相位:如图所示,甲、乙两交变电流的表达式分 别为
u 甲=_u_m_s_i_n_ω_t_
u 乙=_u_m_s_in__(_ω_t+φ)
要点一 交变电流有效值的理解和计算
1.有效值的理解 (1)定义依据:电流的热效应. (2)“等效”理解:相同电阻、相同时间,产生相同热量.交变 电流与多大的直流电“效果”相同,有效值就是多大.
2.有效值的计算 (1)公式法:对于正弦式交变电流,可先根据 Em=NBSω 求出最 大值,然后根据 E=Em2求出其有效值. (2)利用有效值的定义计算:当电流是非正弦式交变电流时,必 须根据有效值的定义求解.求解步骤如下:
列表述正确的有(
)
100π rad/s
A . 最 大 值 是 50 2 V 得f=50 Hz
B.频率是 100 Hz C.有效值是 25 2 V D.周期是 0.02 s
高中物理人教版选修3-2课件:第5章 2描述交变电流的物理量
• 2.有效值的计算
(1)对于正弦交变电流,可先根据 Em=NBSω 求出最大值, Em 然后根据 E= 求出其有效值。 2
• (2)当电流是按非正(余)弦规律变化时,必须 根据电流的热效应来求解有效值,且时间一 般取一个周期。其具体做法是:假设让交变 电流通过电阻R,计算交变电流在一个周期 内产生的热量Q(可分段计算),其中热量Q用 相应的物理量的有效值表示(如Q=I2Rt,Q= U2t/R),进而求出相应的有效值。
• 答案:156V • 解析:电压表的示数为有效值
Um 2 2 U 2 T 据有效值的定义有: · T= · R R 2 ∴U= U2 Um m = =156V 4 2
• 二、交变电流的四值对比
物理含义 瞬时值 交变电流某 一时刻的值 最大的瞬时 值 重要关系 适用情况 e=Emsinωt 计算线圈某一时刻的 i= Imsinωt Em=nBSω E Im= m R+ r 确定用电器的耐压值 受力情况
知道我国供电线路交变电流的周期、频率和常用 数值
课堂情景切入
• 我们知道日光灯接入的是交变电流,在一个 周期里,日光灯明暗交替两次,也就是说日 光灯实际上是时明时暗的,但是我们为什么 感觉不到日光灯的闪烁呢?
知识自主梳理
周期和频率
• 1.周期T • 交变电流完成一次周期性变化 __________________所需的 越慢 s 时间,叫交变电流的周期。单位是 ___ 。周 两次 期越大,交变电流变化______ ,在一个周期 内,交变电流的方向变化______。 次数 • 2.频率f 越快 Hz • 交变电流在1s内完成周期性变化的______, 叫交变电流的频率,单位是_____。频率越 大,交变电流变化______。
人教版高中物理选修32第五章第二节描述交变电流的物理量课件
课时16第2节描述交变电流的物理量适用年级高二所需课时1作者姓名单位概述(介绍本课时内容在本章中的作用,主要学习内容,具体细化的三维学习目标,重点、难点,学习本节学生的优势和不足,主要学习活动和预期学生表现性成果。
)本节内容是选修3-2第节《描述交变电流的物理量》。
主要是学习交变电流的产生原理,对交变电流的定量描述问题进一步学习,以利用这些物理量描述交变电流的变化规律,是研究交变电流变化规律的基础和前提。
课程标准对本节内容的要求是“能用函数表达式和图像描述交变电流,测算其峰值和有效值”。
【三维教学目标】(一)知识与技能1.知道交变电流的周期、频率的含义,以及它们与转子的角速度ω的关系。
2.知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值、平均值及其应用。
3.知道我国供电线路交变电流的周期和频率。
4.会应用正弦式交变电流的有效值进行有关计算。
(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.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(三)情感、态度与价值观1.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。
2.联系日常生活中的交变电流知识,培养学生将物理知识应用于生活和生产实际的意识,鼓励学生勇于探究与日常生活有关的物理学问题。
【教学重点】交变电流的有效值的概念;【教学难点】交变电流的瞬时值、平均值、最大值、有效值的概念的理解和应用;学生的优势和不足:在这节课之前,学生已经学习圆周运动知识时,学生对周期性变化规律已经有了初步的认识,应充分利用已有的基础知识来认识问题,另外,他们对交变电流的周期、频率、角频率(线圈转动的角速度)与匀速圆周运动相关物理量的联系也有了一定的了解,但是,对交变电流的“四值”的物理意义容易混淆,“四值”的应用更容易张冠李戴。
应让学生通过实例辨析其适用范围。
课时问题设计1.交变电流的周期和频率的物理意义及其关系是什么?2.线框旋转的角速度怎样计算?3.有效值的物理意义是什么?4.怎么样计算一些特殊的交变电流的有效值?评价设计1.能否正确回顾上节课所学内容;2.是否正确理解周期、频率以及线圈的角速度的物理意义以及他们之间的关系;3.是否能够根据有效值的物理意义来求解分析一些常见的特殊问题,从而把处理恒定电流的一些方法拓展到交流电中。
高二物理人教版选修3-2课件:第五章 2 描述交变电流的物理量
由题图甲知T=0.02 s,一个周期内电流方向变化两次,
可知1 s内电流方向变化100次,B错;
U 209 灯泡的实际功率 P= R = 95 W=459.8 W,C 错; E 电流的有效值 I= =2.2 A,发电机线圈内阻每秒钟产 R +r
生的焦耳热为 Qr=I rt=2.2 ×5×1 J=24.2 J.D 对.
6 2sin (100πt) V 中 6 2 V 是最大值,其有效值为 6 V, 而标有“6 V,2 W”的小灯泡中的 6 V 是有效值.电容器会被 击穿.
要点提炼
1.峰值:也叫最大值,它是所有瞬时值中的最大值. (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).
nBSω (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 耐压 值.
2.有效值:让交流与恒定电流分别通过 大小相同 的电阻,
如果在交变电流的
一个周期 热量 们就把这个恒定电流的电流值 I、电压值U叫做这个交流
电的有效值.计算时要注意三同:“相同 个周期”内、产生“相同 热量 ”. 电阻
内它们产生的
相等,我
”上、“一
3.正弦式交变电流的有效值 I、U 与峰值 Im、Um 的关系:I Im Um = ,U= . 2 2 注意:非正弦式交变电流的有效值只能根据电流的热效应计 算.
4.有效值的应用
(1)计算与电流热效应有关的量(如功率、热量)要用 流以及通常提到的交流电的数值都指
5.平均值的应用 有效
值. 有效 (2)交流电表的测量值,电气设备标注的额定电压、额定电 值.
计算通过导体某一截面的电荷量时,只能用交变电流的平 E ΔΦ 均值,即 q= I ·Δt= R Δt=n R .
高中物理 第五章 交变电流 第2节 描述交变电流的物理量 新人教版选修3-2
热量 相等,就把这一恒定电流的数值叫作这一交变电流的有效值.
教学建议
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,不要求证明.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.
图5-2-2
学习互动
[答案] (1)由闭合电路欧姆定律 I=
得 I=
=2 A,UR2=IR2=2×4 V=8 V,
因为 UR2<10 V,所以电容器不会被击穿. (2)Q=I2R1t=22×11×60 J=2640 J. (3)判断电容器是否被击穿的方法不变,只不过电源电动势用最大值 Em=32 V,故仍
2. 描述交变电流的物理量
三维目标
【知识与技能】 (1)知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系. (2)知道交变电流的周期和频率,以及它们之间的关系. (3)知道我国供电线路交变电流的周期和频率. 【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. (3)学会观察实验,分析图像,由感性认识到理性思考的思维方式.
学习互动
[要点总结] 1.交变电流完成一次 周期性变化 交变电流在1 s内完成周期性变化的 周期和频率 互为倒数 . 2.我国电网使用的交变电流频率f=
高中物理人教版选修3-2课件:第5章第2讲 描述交变电流的物理量
每秒改变两次
1 f=T=50 Hz
220 2 E 2 P= R+r R=95+5 × 95 W=459.8 W
220 E Q=R+r2· rt=95+52× 5× 1 J=24.2 J
描述交变电流的物理量
即交流电变化越快,周期越短,频率越大
2π 2.角速度与周期、频率的关系:ω= T =2πf
3.转速(n):线圈单位时间(1 s 或 1 min)转过的圈数,单位是 r/s 或 r/min. n 角速度与转速的关系:ω=2πn(n 的单位为 r/s)或 ω=2π (n 单位为 r/min) 60
有效值
有效值
Im 想一想 是不是所有的交变电流的有效值与最大值都满足 I= ? 2 答案 不是,此公式仅适用于正弦交流电.
三、相位
目标定位
相位
Emsinωt
Emsin(ωt+φ) 相位
对点练习
初相位
物理量的认识
1 1 1.周期和频率的关系:T= f ,f=T
由欧姆定律可知交变电流的最大值为 2A
有效值为 2A
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
描述交变电流的物理量
二、交变电流有效值的计算 1.对有效值的进一步理解: (1)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的. (2)理解有效值重点在“等效”上,“效果”相同在定义中 体现为相同电阻、相同时间,产生相同热量,交变电流与多 大的直流电“效果”相同,有效值就是多大. 2.有效值的计算
(1)对于正弦交变电流, 可先根据 Em=NBSω 求出最大值, 然后根据 E= 出其有效值. (2)当电流是非正弦交变电流时,必须根据有效值的定义求解.
高中物理 第五章 交变电流 2 描述交变电流的物理量 新人教版选修3-2
3.几种常见交变电流的有效值
交变电流名称 交变电流图象
正弦式交变电 流
正弦半波交变 电流
有效值
U=
1 2
Um
U=
1 2
Um
正弦单向脉冲电 流
矩形脉冲电流
非对称性交变电 流
【提示】 应注意以下三个方面问题:
(1)对正弦式交变电流可用 I= Im ,U=Um直接求有效
2
2
值.
(2)对非正弦式交变电流可用电流的热效应,根据有
效值的定义求解.
(3)计算时应注意三同:相同电阻、相同时间、相同
热量,而相同时间一般情况下是指交流电的一个周期.
第2步结论——自我总结,素能培养 1.有效值的理解
【解析】 从图 2 可以看出,该交变电流的电流最 大值为 0.6 2 A,正弦式交变电流有效值为 I= Im2=0.6 A,R1 两端电压有效值为 U1=IR1=6 V,R2 两端电压最 大值为 Um=ImR2=0.6 2×20 V=12 2 V,综上所述, 正确选项为 B.
【答案】 B
计算有效值的注意事项 1.方波式交变电流正负半周期最大值不相等时,分段 计算电热. 2.应取一个周期或周期的整数倍计算电热.
图521
u甲=_U__m__s_in_ω__t__; u乙=_U__m__s_in_(_ω__t+__φ_)__; 其中“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.相位差:两支交流的__相__位__之__差__叫做它们的相位差 .
[再思考] 如图522所画两个交流电,其中i1比i2超前还是滞后?
【课件】描述交变电流的物理量说课课件 高二下学期物理人教版选修3-2
共1课时
一、交流电有效值的物理意义 (15分钟) (1)有效值的定义 (2)日常家用电器有效值应用
用演示实验展示
引导学生计算解答总结得出规律,形成【板书】
二、正ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ交流电有效值(11分钟)
总结: (1)有效值与最大值的关系教材是直接给出的。 (2)教材不要求证明√2的关系,但我们要使学生记住有效值与最大值
描述交变电流的物理量
目录
1.
说教材
2.
说学情
3.
说教学目标重难点
3 4.
说教法学法
5.
说教学程序
6.
说板书设计
1.说教材
• 描述交变电流的物理量是人教版高中物理选修3-2第五 章第2节的内容,是本章的基础,也是重点内容之一, 为变压器和电能的输送这两节知识的学习做铺垫,在本 章中起承上启下的作用。
的关系,并能计算应用,但要强调峰值与有效值√2关系只适用于正 弦式交变电流。 (3)关于周期和频率,由于学生比较容易理解。
• 让学生课前查阅资料,并请2-3学生上台计算展示。 • 教师补充明确(培养对物理学科的兴趣、体会物理科学的力量。)
三、课堂训练(8分钟) 导学案精讲两道习题。
四、小结归纳(2分钟) 为充分发挥学生的主体作用,从学习的知识、方法、体验方
(2)交变电流的有效值(I、E、U)
(3)正弦交流电有效值与峰值关系
亮点
• 能够使学生成为教学活动的主体,从而实现本节课的知 识目标。
• .能够充分培养学生的实验能力,发展学生学习物理的 兴趣。
• 变规律的传授过程为规律的探究过程能够培养学生思维 能力。
谢谢大家
• 描述交变电流的物理量是高二学生学习交变电流后对其 进行的进一步延伸和补充。
