《表征交变电流的物理量》教案与学习技巧
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篇1：《表征交变电流的物理量》教案与学习技巧
《表征交变电流的物理量》教案
教学目的：
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：
掌握表征交变电流大小物理量。理解有效值的定义并会用它解决相关问题
教学难点：
有效值的理解
教学准备：
幻灯片、交流发电机模型、演示电流表、
教学过程：
一、知识回顾
(一)、交变电流：
大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。如图15-1所示(b)、(c)、(e)所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。如图(b)所示。而(a)、(d)为直流其中(a)为恒定电流。
(二)、正弦交流的产生及变化规律。
1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。
规律：图象表示：
二、新课教学：
1、表征交变电流大小物理量
①瞬时值：对应某一时刻的交流的值
用小写字母x 表示，e i u
②峰值：即最大的瞬时值
③有效值：
ⅰ、意义：描述交流电做功或热效应的物理量
ⅱ、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。
ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= I= U= 。
注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= ，U= 的关系，非正弦(或余弦)交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=I 。
ⅳ、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值;交流电流表和交流电压表的读数是有效值。对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。
ⅴ、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
④、峰值、有效值应用上的区别。
峰值是交流变化中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义。若对含电容电路，在判断电容器是否会被击穿时，则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值。
交流的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的交流来说，其有效值是一定的。
在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题目不加特别说明，提到的电流、电压、电动势时，都是指有效值。
2、表征交变电流变化快慢的物理量
①、周期T：电流完成一次周期性变化所用的时间。单位：s .
②、频率f：一秒内完成周期性变化的次数。单位：HZ.
ω=
三、巩固练习
1、正弦交流电压的峰值为10V，周期为0.2S，将此电压接在10 的电阻上，在0.05s内电阻上产生的热量( )
A、可能为零
B、一定为0 .25J
C、不可能大于0.25J
D、可能小于是0.25J
2、某交流电压随时间的变化规律如图15-14所示，则此交流电的频率是_______Hz。若将该电压加在10uf的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_________V;交流电压的有效值等于________V。
高一物理学习六大技巧
一、应降低起点，从头开始。
我们要转变概念，不要认为初中物理好，高中物理就一定会好。初中物理的知识比较肤浅，只要动动脑筋就能学会，在加上通过大量的练习，反复强化训练，对物理的熟练程度也会提升，物理成绩也会稳步提高。可以这么说分数高并不代表学得好。要想学好高中物理，就需要同学们对物理产生浓厚的兴趣，加上好的学习方法，这两个条件缺一不可。所以我们要转化观念，踏实的学习，稳中求进!
二、对物理产生浓厚的兴趣。
兴趣是思维的动因之一，兴趣是强烈而又持久的学习动机，兴趣是学好物理的潜在动力。培养兴趣的途径很多，从学生角度：应注意到物理与日常生活、生产、现代科技密切联系，息息相关。在我们的身边有很多的物理现象，用到了很多的物理知识，如：说话时，声带振动在空气中形成声波，声波传到耳朵，引起鼓膜振动，产生听觉;喝开水时、喝饮料时、钢笔吸墨水时，大气压帮了忙;走路时，脚与地面间的静摩擦力帮了忙，行走过程中就是由一个个倾倒动作连贯而成;淘米时除去米中的杂物，利用了浮力知识;一根直的筷子斜插入水中，看上去筷子在水面处变弯折;闪电的形成等等。有意识地在实际中联系到物理知识，将物理知识应用到实际中去，使我们明确：原来物理与我们联系这样密切，这样有用。可以大大地激发学习物理的兴趣。从老师角度：应通过生动的学生熟悉的实际事例、形象的直观实验，组织学生进行实验操作等引入物理概念、规律，使学生感受到物理与日常生活密切相关;结合教材内容，向学生介绍物理发展史和进展情况以及在现代化建设中的广泛应用，使学生看到物理的用处，明确今天的学习是为了明天的应用;根据教材内容，经常有选择地向学生介绍一些形象生动的物理典故、趣闻轶事和中外物理学家探索物理世界的奥妙的故事;根据教学需要和学生的智力发展水平提出一些趣味性思考性强的问题等等。老师从这些方面下功夫，也可以使学生被动地对物理产生兴趣，激发学生学习物理的激情。
三、提高学习效率。
学习期间，在课堂中的时间很重要。因此听课的效率如何，决定着学习的基本状况，提高听课效率应注意以下几个方面：
1、课前预习能提高听课的针对性。预习中发现的难点，就是听课的重点;对预习中遇到的没有掌握好的有关的旧知识，可进行补缺，新的知识有所了解，以减少听课过程中的盲目性和被动性，有助于提高课堂效率。预习后把自己理解了的知识与老师的讲解进行比较、分析即可提高自己思维水平，预习还可以培养自己的自学能力。
2、听课过程中要聚精会神、全神贯注，不能开小差。全神贯注就是全身心地投入课堂学习，做到耳到、眼到、心到、口到、手到。若能做到这“五到”，精力便会高度集中，课堂所学的一切重要内容便会在自己头脑中留下深刻的印象。要保证听课过程中能全神贯注，不开小差。上课前必须注意课间十分钟的休息，不应做过于激烈的体育运动或激烈争论或看小说或做作业等，以免上课后还气喘嘘嘘，想入非非，而不能平静下来，甚至大脑开始休眠。所以应做好课前的物质准备和精神准备。
3、特别注意老师讲课的开头和结尾。老师讲课开头，一般是概括前节课的要点指出本节课要讲的内容，是把旧知识和新知识联系起来的环节，结尾常常是对一节课所讲知识的归纳总结，具有高度的概括性，是在理解的基础上掌握本节知识方法的纲要。
4、作好笔记。笔记不是记录而是将上述听课中的重点，难点等作出简单扼要的记录，记下讲课的要点以及自己的感受或有创新思维的见解。以便复习，消化。
5、要认真审题，理解物理情境、物理过程，注重分析问题的思路和解决问题的方法，坚持下去，就一定能举一反三，提高迁移知识和解决问题的能力。
四、做好复习和总结工作。
1、做好及时的复习。上完课的当天，必须做好当天的复习。复习的有效方法不只是一遍遍地看书和笔记，而最好是采取回忆式的复习：先把书、笔记合起来回忆上课时老师讲的内容，例如：分析问题的思路、方法等(也可边想边在草稿本上写一写)尽量想得完整些。然后打开书和笔记本，对照一下还有哪些没记清的，把它补起来，就使得当天上课内容巩固下来了，同时也就检查了当天课堂听课的效果如何，也为改进听课方法及提高听课效果提出必要的改进措施。
2、做好章节复习。学习一章后应进行阶段复习，复习方法也同及时复习一样，采取回忆式复习，而后与书、笔记相对照，使其内容完善，而后应做好章节总节。
3、做好章节总结。章节总结内容应包括以下部分。本章的知识网络。主要内容，定理、定律、公式、解题的基本思路和方法、常规典型题型、物理模型等。自我体会：对本章内，自己做错的典型问题应有记载，分析其原因及正确答案，应记录下来本章觉得最有价值的思路方法或例题，以及还存在的未解决的问题，以便今后将其补上。
4、做好全面复习。为了防止前面所学知识的遗忘，每隔一段时间，最好不要超过十天，将前面学过的所有知识复习一篇，可以通过看书、看笔记、做题、反思等方式。
五、正确处理好练习题。
有不少同学把提物理成绩的希望寄托在大量做题上，搞题海战术。这是不妥当的，“不要以做题多少论英雄”，重要的不在做题多，而在于做题的效益要高、目的要达到。做题的目的在于检查学过的知识，方法是否掌握得很好。如果你掌握得不准，甚至有偏差，那么多做题的结果，反而巩固了你的缺欠，因此，要在准确地把握住基本知识和方法的基础上做一定量的练习是必要的。而对于中档题，尢其要讲究做题的效益，即做题后有多大收获，这就需要在做题后进行一定的“反思”，思考一下本题所用的基础知识，主要针对的知识点，选用哪些物理规律，是否还有别的解法，本题的分析方法与解法，在解其它问题时，是否也用到过，把它们联系起来，你就会得到更多的经验和教训，更重要的是养成善于思考的好习惯，这将大大有利于你今后的学习。当然没有一定量(老师布置的作业量)的练习就不能形成技能，也是不行的。另外，就是无论是作业还是测验，都应把准确性放在第一位，方法放在第一位，而不是一味地去追求速度，也是学好物理的重要方面。
六.还要重视观察和实验。
物理知识来源于实践，特别是来源于观察和实验。要认真观察物理现象，分析物理现象产生的条件和原因。要认真做好物理学生实验，学会使用仪器和处理数据，了解用实验研究问题的基本方法。要通过观察和实验，有意识地提高自己的观察能力和实验能力。总之，只要我们虚心好学，积极主动，踏实认真，在对知识的理解上下功夫，要多思考，多研究，讲求科学的学习方法，多联系生活、生产实际，注重知识的应用，是一定能够学好高中物理的。
篇2：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。
教学重点、难点、疑点及解决办法
1、交变电流有效值概念既是重点又是难点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义
2、交变电流瞬时值确定使学生感到困难，通过例题分析使学生学会借助数学工具处理解决物理问题的能力。
教学设计方案
表征交变电流物理量
教学目的：
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：表征交流电的几个物理量，特别是“有效值”
教学难点：有效值的理解
教学方法：启发式综合教学法
教学用具：幻灯片、交流发电机模型、演示电流表、
教学过程：
一、知识回顾
（一）、交变电流：
大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流．如图所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流．如图（b）所示．而（a）、(d)为直流，其中（a）为恒定电流．
（二）、正弦交流的产生及变化规律．
1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的．即正弦交流．
2、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面．这一位置穿过线圈的磁通量最大，但各边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势．
3、规律：
（1）函数表达式： 匝面积为 的线圈以角速度 转动，从中性面开始计时，则 ．用 表示峰值 ,则 在纯电阻电路中，
电流： ．
电压： ．
（2）图象表示：
二、新课教学：
1、表征交变电流大小物理量
①瞬时值：对应某一时刻的交流的值，用小写字母表示， ， ， ．
②峰值：即最大的瞬时值用大写字母表示， , ， ．
, ．
注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为 ，即仅由匝数 ，线圈面积 ，磁感强度 和角速度 四个量决定．与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的．
③有效值：
ⅰ、意义：描述交流电做功或热效应的物理量
ⅱ、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值．
ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是 ； .
注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有 ； 的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值．即 ．
ⅳ、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电压表的读数是有效值．对于交流电若没有特殊说明的均指有效值．
ⅴ、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值．
④峰值、有效值、平均值在应用上的区别．
峰值是交流变化中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义．若对含电容电路，在判断电容器是否会被击穿时，则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值．
交流的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的交流来说，其有效值是一定的．而平均值是由公式 确定的，其值大小由某段时间磁通量的变化量来决定，在不同的时间段里是不相同的．如对正弦交流，其正半周或负半周的平均电动势大小为：
，而一周期内的平均电动势却为零．在计算交流通过电阻产生的热功率时，只能用有效值，而不能用平均值．在计算通过导体的电量时，只能用平均值，而不能用有效值．
在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题示不加特别说明，提到的电流、电压、电动势都是指有效值．
2、表征交变电流变化快慢的物理量
①周期 ：电流完成一次周期性变化所用的时间．单位：s.
②频率 ：一秒内完成周期性变化的次数．单位：HZ.
③角频率 ：就是线圈在匀强磁场中转动的角速度．单位：rad/s.
④、角速度、频率和周期的关系：
3、疑难辨析
交流电的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的变化率成正比．当线圈在匀强磁场中匀速转动时，线圈磁通量也是按正弦（或余弦）规律变化的，若从中性面开始计时， 时，磁通量最大， 应为余弦 函数，此刻变化率为零（切线斜率为零）， 时，磁通量为零，此刻变化率最大（切线斜率最大），因此从中性面开始计时，感应电动势的瞬时表达式是正弦函数，如上图（a）（b）所示分别是 和
篇3：表征交变电流的物理量
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：
掌握表征交变电流大小物理量。理解有效值的定义并会用它解决相关问题
教学难点 ：
有效值的理解
教学准备：
幻灯片、交流发电机模型、演示电流表、
教学过程 ：
一、知识回顾
（一）、交变电流：
大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。如图15-1所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。如图（b）所示。而（a）、(d)为直流其中（a）为恒定电流。
（二）、正弦交流的产生及变化规律。
1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。
规律：图象表示：
二、新课教学：
1、表征交变电流大小物理量
①瞬时值：对应某一时刻的交流的值
用小写字母x 表示，e i u
②峰值：即最大的瞬时值
③有效值：
⒁庖澹好枋鼋涣鞯缱龉或热效应的物理量
、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。
！⒄弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= I= U= 。
注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= ，U= 的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=I 。
ぁ⒔涣饔玫缙鞯亩疃ǖ缪购投疃ǖ缌髦傅氖怯行е担唤涣鞯缌鞅砗徒涣鞯缪贡淼亩潦是有效值。对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。
ァ⒃谇蠼涣鞯绲墓Α⒐β驶虻缛仁北匦胗媒涣鞯绲`有效值。
④、峰值、有效值应用上的区别。
峰值是交流变化中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义。若对含电容电路，在判断电容器是否会被击穿时，则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值。
交流的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的交流来说，其有效值是一定的。
在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题目不加特别说明，提到的电流、电压、电动势时，都是指有效值。
篇4：表征交变电流的物理量
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：
掌握表征交变电流大小物理量。理解有效值的定义并会用它解决相关问题
教学难点：
有效值的理解
教学准备：
幻灯片、交流发电机模型、演示电流表、
教学过程：
一、知识回顾
（一）、交变电流：
大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。如图15-1所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。如图（b）所示。而（a）、(d)为直流其中（a）为恒定电流。
（二）、正弦交流的产生及变化规律。
1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。
规律：图象表示：
二、新课教学：
1、表征交变电流大小物理量
①瞬时值：对应某一时刻的交流的值
用小写字母x 表示，e i u
②峰值：即最大的瞬时值
③有效值：
ⅰ、意义：描述交流电做功或热效应的物理量
ⅱ、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。
ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε=
注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有ε=
ⅳ、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电压表的读数是有效值。对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。
ⅴ、在求交流电的'功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
④、峰值、有效值应用上的区别。
峰值是交流变化中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义。若对含电容电路，在判断电容器是否会被击穿时，则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值。
交流的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的交流来说，其有效值是一定的。
在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题目不加特别说明，提到的电流、电压、电动势时，都是指有效值。
篇5：表征交变电流的物理量
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：
掌握表征交变电流大小物理量。理解有效值的定义并会用它解决相关问题
教学难点：
有效值的理解
教学准备：
幻灯片、交流发电机模型、演示电流表、
教学过程：
一、知识回顾
（一）、交变电流：
大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。如图15—1所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。如图（b）所示。而（a）、（d）为直流其中（a）为恒定电流。
（二）、正弦交流的产生及变化规律。
1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。
规律：图象表示：
二、新课教学：
1、表征交变电流大小物理量
①瞬时值：对应某一时刻的交流的值
用小写字母x表示，e i u
②峰值：即最大的瞬时值
③有效值：
ⅰ、意义：描述交流电做功或热效应的物理量
ⅱ、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。
ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= I= U= 。
注意：正弦交流的'有效值和峰值之间具有ε=
篇6：表征交变电流的物理量
，U=的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=I 。
ⅳ、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电压表的读数是有效值。对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。
ⅴ、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
④、峰值、有效值应用上的区别。
峰值是交流变化中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义。若对含电容电路，在判断电容器是否会被击穿时，则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值。
交流的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的交流来说，其有效值是一定的。
在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题目不加特别说明，提到的电流、电压、电动势时，都是指有效值。
篇7：表征交变电流的物理量
①、周期T：电流完成一次周期性变化所用的时间。单位：s 。
②、频率f：一秒内完成周期性变化的次数。单位：HZ。
ω=
三、巩固练习
1、正弦交流电压的峰值为10V，周期为0。2S，将此电压接在10的电阻上，在0.05s内电阻上产生的热量
A、可能为零
B、一定为0.25J
C、不可能大于0.25J
D、可能小于是0.25J
2、某交流电压随时间的变化规律如图15—14所示，则此交流电的频率是_______Hz。若将该电压加在10uf的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_________V；交流电压的有效值等于________V
篇8：物理教案－表征交变电流的物理量
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：
掌握表征交变电流大小物理量。理解有效值的定义并会用它解决相关问题
教学难点 ：
有效值的理解
教学准备：
幻灯片、交流发电机模型、演示电流表、
教学过程 ：
一、知识回顾
（一）、交变电流：
大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。如图15-1所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。如图（b）所示。而（a）、(d)为直流其中（a）为恒定电流。
（二）、正弦交流的产生及变化规律。
1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。
规律：图象表示：
二、新课教学：
1、表征交变电流大小物理量
①瞬时值：对应某一时刻的交流的值
用小写字母x 表示，e i u
②峰值：即最大的瞬时值
③有效值：
⒁庖澹好枋鼋涣鞯缱龉或热效应的物理量
、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。
！⒄弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= I= U= 。
注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= ，U= 的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=I 。
ぁ⒔涣饔玫缙鞯亩疃ǖ缪购投疃ǖ缌髦傅氖怯行е担唤涣鞯缌鞅砗徒涣鞯缪贡淼亩潦是有效值。对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。
ァ⒃谇蠼涣鞯绲墓Α⒐β驶虻缛仁北匦胗媒涣鞯绲挠行е怠
④、峰值、有效值应用上的区别。
峰值是交流变化中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义。若对含电容电路，在判断电容器是否会被击穿时，则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值。
交流的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的'交流来说，其有效值是一定的。
在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题目不加特别说明，提到的电流、电压、电动势时，都是指有效值。
2、表征交变电流变化快慢的物理量
①、周期T：电流完成一次周期性变化所用的时间。单位：s .
②、频率f：一秒内完成周期性变化的次数。单位：HZ.
ω=
三、巩固练习
1、正弦交流电压的峰值为10V，周期为0.2S，将此电压接在10 的电阻上，在0.05s内电阻上产生的热量（ ）
A、可能为零
B、一定为0 .25J
C、不可能大于0.25J
D、可能小于是0.25J
2、某交流电压随时间的变化规律如图15-14所示，则此交流电的频率是_______Hz。若将该电压加在10uf的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_________V；交流电压的有效值等于________V
篇9：《表征交变电流的物理量》教案设计
《表征交变电流的物理量》教案设计
教学目的：
l、掌握表征交变电流大小物理量，物理教案－表征交变电流的物理量。
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：
掌握表征交变电流大小物理量。理解有效值的定义并会用它解决相关问题
教学难点：
有效值的理解
教学准备：
幻灯片、交流发电机模型、演示电流表、
教学过程：
一、知识回顾
（一）、交变电流：
大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。如图15-1所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。如图（b）所示。而（a）、(d)为直流其中（a）为恒定电流。
（二）、正弦交流的产生及变化规律。
1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。
规律 图象表示
二、新课教学：
1、表征交变电流大小物理量
①瞬时值：对应某一时刻的交流的值
用小写字母x 表示，e i u
②峰值：即最大的瞬时值
③有效值：
ⅰ、意义：描述交流电做功或热效应的物理量
ⅱ、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值，物理教案《物理教案－表征交变电流的物理量》。
ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= I= U= 。
注意：正弦交流的`有效值和峰值之间具有ε= ，U= 的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=I 。
ⅳ、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电压表的读数是有效值。对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。
ⅴ、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
④、峰值、有效值应用上的区别。
峰值是交流变化中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义。若对含电容电路，在判断电容器是否会被击穿时，则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值。
交流的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的交流来说，其有效值是一定的。
在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题目不加特别说明，提到的电流、电压、电动势时，都是指有效值。
2、表征交变电流变化快慢的物理量
①、周期T：电流完成一次周期性变化所用的时间。单位：s .
②、频率f：一秒内完成周期性变化的次数。单位：HZ.
ω=
三、巩固练习
1、正弦交流电压的峰值为10V，周期为0.2S，将此电压接在10 的电阻上，在0.05s内电阻上产生的热量（ ）
A、可能为零
B、一定为0 .25J
C、不可能大于0.25J
D、可能小于是0.25J
2、某交流电压随时间的变化规律如图15-14所示，则此交流电的频率是_______Hz。若将该电压加在10uf的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_________V；交流电压的有效值等于________V
篇10：表征交变电流的物理量物理教案
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。
教学重点、难点、疑点及解决办法
1、交变电流有效值概念既是重点又是难点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义
2、交变电流瞬时值确定使学生感到困难，通过例题分析使学生学会借助数学工具处理解决物理问题的能力。
--方案
篇11：表征交变电流的物理量物理教案
①周期 ：电流完成一次周期性变化所用的时间．单位：s。
②频率 ：一秒内完成周期性变化的次数．单位：HZ。
③角频率 ：就是线圈在匀强磁场中转动的角速度．单位：rad/s。
④、角速度、频率和周期的关系：
篇12：表征交变电流的物理量物理教案
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：表征交流电的几个物理量，特别是“有效值”
教学难点：有效值的理解
教学方法：启发式综合教学法
教学用具：幻灯片、交流发电机模型、演示电流表、
教学过程：
一、知识回顾
（一）、交变电流：
大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流．如图所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流．如图（b）所示．而（a）、(d)为直流，其中（a）为恒定电流．
（二）、正弦交流的产生及变化规律．
1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的．即正弦交流．
2、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面．这一位置穿过线圈的磁通量最大，但各边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势．
3、规律：
（1）函数表达式： 匝面积为 的线圈以角速度 转动，从中性面开始计时，则 ．用 表示峰值 ,则 在纯电阻电路中，
电流： ．
电压： ．
（2）图象表示：
二、新课教学：
1、表征交变电流大小物理量
①瞬时值：对应某一时刻的交流的值，用小写字母表示， ， ， ．
②峰值：即最大的瞬时值用大写字母表示， , ， ．
注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为 ，即仅由匝数 ，线圈面积 ，磁感强度 和角速度 四个量决定．与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的．
③有效值：
ⅰ、意义：描述交流电做功或热效应的物理量
ⅱ、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值．
ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是 ； 。
注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有 ； 的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值．即 ．
ⅳ、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电压表的读数是有效值．对于交流电若没有特殊说明的均指有效值．ⅴ、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值．
④峰值、有效值、平均值在应用上的区别．
峰值是交流变化中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义．若对含电容电路，在判断电容器是否会被击穿时，则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值．
交流的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的交流来说，其有效值是一定的．而平均值是由公式 确定的，其值大小由某段时间磁通量的变化量来决定，在不同的时间段里是不相同的．如对正弦交流，其正半周或负半周的平均电动势大小为：而一周期内的平均电动势却为零．在计算交流通过电阻产生的热功率时，只能用有效值，而不能用平均值．在计算通过导体的电量时，只能用平均值，而不能用有效值．
在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题示不加特别说明，提到的电流、电压、电动势都是指有效值．
篇13：高二物理优质教案《表征交变电流的物理量》
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，物理教案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》。
教学重点、难点、疑点及解决办法
1、交变电流有效值概念既是重点又是难点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义 2、交变电流瞬时值确定使学生感到困难，通过例题分析使学生学会借助数学工具处理解决物理问题的能力。 --方案表征交变电流物理量 教学目的： 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：表征交流电的几个物理量，特别是“有效值”教学难点：有效值的理解教学方法：启发式综合教学法教学用具：幻灯片、交流发电机模型、演示电流表、
篇14：物理《描述交变电流的物理量》教案
物理《描述交变电流的物理量》教案
一、教学目标
【知识与技能】
知道交变电流和电压的峰值及用途，并知道有效值的概念及计算。
【过程与方法】
用等效的方法求出交变电流的有效值。
【情感态度与价值观】
通过学习交变电流的有效值及峰值，明白其在生活中的具体应用，体会物理的生活性，增强学习物理的兴趣。
二、教学重难点
【重点】
交变电流的峰值及有效值的概念及计算。
【难点】
明白交变电流有效值的概念及计算。
三、教学过程
环节一:新课导入
复习上节课交变电流的产生来导入新课。
问题1：交变电流的产生原理是什么?它的表达式的意义及各个物理量的含义?
学生的回答之后引导其思考，在交变电流及电压中，除了最大值和角速度，还可以有哪些物理量来描述交流电?
学生回答：知道了线圈的转速，那么线圈在其中转动一圈的时间是多少?
教师点评：不错这个我们叫做周期，大家知道我们在实验室用学生电源做实验时，用电流表或者电压表测出来的电流和电压的示数表示什么意思嘛?
学生回答：表示电流和电压的大小。
教师点评：其实呢，大家答的有一定的道理，但在我们电学中，电流表和电压表的示数有一个专门含义叫做有效值，今天就来学习它。
引出课题——交变电流的峰值及有效值(板书)。
环节二：新课探究
(一)峰值
教师引导学生利用前面交流电的产生原理及表达式来理解交流电的峰值。
教师：我们前面学习交流电的产生，是因为线圈在磁场中以一定的角速度做周期性的转动，线圈转动一圈的时间就是线圈周期及交流电的周期T，周期的倒数就是线圈的频率1/T=f。根据交流电的数值表达式，我们知道交流电的电压是在不断变化，那么它的最值是多少?
学生回答：交流电的最大值就是Im和Em，最小值是为零。因为电压虽然有正负之分，但只是表示大小。
教师点评：同学分析的非常仔细，交流电的最大值Im和Em就是峰值，可以用来表示电流的强弱和电压的高低。
教师：大家知道电容器的所能承受的最大电压是有什么要求吗?对正常的家用电器来说是其铭牌上标记的220v吗?接下来学习解决这个问题?
(二)有效值
教师出示一道例题：
说明：以上三个球有效值的公式仅适用于正弦和余弦交变电，交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的。
环节三：巩固练习
教师提问：电容的击穿电压是电压峰值还是有效值?保险丝的熔断电流是交变电的峰值还是有效值?
学生回答：电容的'击穿电压和保险丝的熔断电流都是其能承受的最大值，即其需大于正常使用的交变电的电压及电流的峰值。
教师总结：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。
环节四：小结作业
总结概括本节课的主要知识点：交流电的峰值及有效值的概念和意义。
并让学生课下思考：对于半周期或四分之一的周期的正余弦的有效值有交变的计算方法吗?
篇15：描述交变电流的物理量的说课稿
描述交变电流的物理量的说课稿
各位评委老师：
大家好！我今天说课的题目是《描述交变电流的物理量》，下面我将从教材分析、目标分析、过程分析和效果分析四个方面对本节课进行说明。
一、教材分析
而本节内容是在上节课的基础上进一步延伸和补充，是本章的基础，为变压器和电能输送两节知识的学习做好铺垫，可以说本节课有承上启下的作用，是本章的重点内容之一。
本节课的重点是：交变电流有效值的理解和计算。难点：理解交变电流有效值的物理意。
二、目标分析
基于本节课的重点和难点，我确定了以下三维目标：
知识和技能：1。理解什么是交变电流的峰值和有效值，知道它们之间的关系。2。理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。知道我国生产和生活用交流电电的周期（或频率）的大小。
过程与方法
1）通过探究过程，提高学生的分析论证能力。2）在本节课的学习中，培养学生归纳、总结的科学思想方法。
情感、态度与价值观
1）通过对本节知识的学习，体会探索自然规律的科学态度。2）培养学生的建模能力，培养学生解决实际问题的能力。
根据本节内容特点我确定的教法与学法是：
教法：为了让学生加深对本节内容的理解，在教学中我采用讲述、对比、探究，讨论等方法进行教学．
学法：为体现学生的主体作用，我引导学生在探究中学习，在讨论中突破难点。
三、过程分析
为了达到预期的教学目标，解决教学重点突破教学难点，我对整个教学过程进行了如下设计：
（一）实验引入新课
将标有（8 V，500 μF）电容器接到直流8 V和交流8 V的学生电源上，直流的没问题，交流的几分钟后闻到烧糊味，后听到爆炸声。接下来我提出以下问题：
1、电容器为什么接在8V交流电上很快就击穿了呢？
2、8V交流电压中的8V代表什么呢？
设计意图：该演示实验实验现象扣人心弦，极大吸引学生的兴趣和好奇心，紧接着三个问题乘势引导学生思考，自然引入有效值概念的`教学。
（二）。实验体会有效值的其物理意义，定义有效值。
演示实验：如下图所示，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，观察灯的亮度。
这个交流电的效果和这个6V的直流电的效果是相同的。
由此概括交流电有效值的定义为：让交流与恒定的直流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，那么这个直流电的值就是这个交流电的有效值。
接着我进一步说明：人们通常说的家庭电路电压220V，指的就是交流电的有效值。交流电的电气设备上标出的电压、电流的额定值，一般交流电表的读数也是指的有效值，以后提到的交流的数值，凡没有特别说明的，都指有效值。
（三）、正弦交流电的有效值
有效值与最大值的关系教材是直接给出的，教材不要求证明 的关系，但我们要使学生记住有效值与最大值的关系，并能计算应用，但要强调峰值与有效值 关系只适用于正弦式交变电流。
这里我说明一下的是：关于周期和频率，由于学生比较容易理解，我在教学中点到为止。
（四）、例题
本节课的重点是交变电流有效值的理解和计算，所以这里我重点设置了两道例题：
第一道：计算课本35页思考与讨论中图5。2—2中的有效值是多少？
这道例题我找两名同学到黑板上板演，其他同学下边做。
完成后，其他同学评价。这道题旨在练习有效值的计算。
第二道：课后问题与练习的第4题。
这道例题我以提问的方式完成，这道题旨在练习正弦交流电的周期、频率、有效值的计算。
（五）当堂训练，巩固提高
设计适量的练习题，并且将练习题分为A、B两组供不同层次的学生使用。
设计意图：充分体现新课标的教学理念，因材施教，分层教学。
（六）课堂小结和作业
让学生概括总结本节的内容，构建知识框架，作业布置要有针对性，梯度。
设计意图：通过学生自己的体验，自己的总结，真正达到了检验学生课堂效果的目的。
作业课后2、3、4题；
板书设计我分两部分，主板书写在左侧，体现本节课的主干知识，副板书在右侧，主要画用来辅助说明的草图。
四、效果分析
通过以上的过程设计我预计可达到以下效果。1。 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。2。 能够充分培养学生的实验能力，发展学生学习物理的兴趣。
3。 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。
当然本节课的设计还存在着许多的缺点和不足，请各位老师给予批评和指正。
篇16：《交变电流》教案
《交变电流》教案
一、预习目标
1、知道交变电流产生的原理
2、知道交变电流的变化规律及物理量间的关系
二、预习内容
1、交变电流
________和________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流( )
________不随时间变化的电流称为直流( )
大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流
2、交变电流的产生
(1)过程分析
特殊位置 甲 乙 丙 丁 戊
B与S的'关系
磁通量Φ的大小
4个过程中 Φ的变化
电流方向
磁通量Φ的变化率
(2)中性面：_______________________________
磁通量___________
磁通量的变化率____________
感应电动势e=________，_______感应电流
感应电流方向________，线圈转动一周，感应电流方向改变______次
课内探究学案
一、学习目标
1、理解交变电流的产生原理及变化规律;
2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系;
学习重难点：交变电流的产生原理、变化规律及物理量间的关系
二、学习过程
1、为什么矩形线框在匀强磁场中匀速转动，线框里能产生交变电流?
2、交变电流的产生过程中的两个特殊位置及特点是什么?
(1)中性面：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.线圈平面处于跟中性面重合的位置时;
(a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电流等于零;
(b)磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零.
(c)交变电流的方向在中性面的两侧是相反的.
(2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变.
3、交变电流的变化规律：
如图5-1-1所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程：
当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=Em sinωt，其中Em=2NBLv=NBωS;i=Im sinωt，其中Im=Em/R。
当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=Em sinωt，其中Em=2NBLv=NBωS;i=Im sinωt，其中Im=Em/R。
图5-1-2所示为以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的e-t和i-t图象：
三、反思总结
1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动(绕与磁场垂直的轴)时，线圈中产生正弦交变电流，从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为：
e=NBSωsinωt= Emsinωt
e—ωt图线是一条正弦曲线.
2.中性面特点：Φ最大，而e=0.
四、当堂检测
1、交流发电机在工作时电动势为e= Emsinωt ，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为( )
A、e= Emsin(ωt/2) B、e= 2Emsin(ωt/2)
C、e= Emsin2ωt D、e= Em/2sin2ωt
答案：C
2、一个正弦交变电流的i—t图象，根据这一图象，该交流电的瞬时值表达式为-----------A
答案：i=5sin(5πt)
篇17：交变电流教案
教学目标：
1.掌握交流发电机及其产生正弦式电流的原理，正弦式电流的图象和三角函数表达，
2.理解最大值与有效值，周期与频率;
3.知道电阻、电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗
教学重点：交流的基本概念
教学难点：交流电路的分析与计算
教学方法：讲练结合，计算机辅助教学
教学过程：
一、交变电流的产生
1. 正弦交流电的产生
当闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就有交流电产生.如图所示.
设矩形线圈abcd以角速度ω绕oo' 轴、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针方向转动.此时，线圈都不切割磁感线，线圈中感应电动势等于零.经过时间t线圈转过ωt角，这时ab边的线速度v方向跟磁感线方向夹角等于ωt ，设ab边的长度为l，bd边的长度为l'，线圈中感应电动势为
当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，线圈转过T/4时间，ωt=π/2，ab边和cd边都垂直切割磁感线，sinωt =1，线圈中感应电动势最大，用Em来表示，Em=BSω.则e =Emsinωt
由上式知，在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的.
根据闭合电路欧姆定律： ，令 ，则
i=Imsinωt
路端电压u=iR=ImRsinωt，令Um=ImR，则
u=Umsinωt
如果线圈从如图所示位置开始转动，电路中感应电动势、感应电流和路端电压将按余弦规律变化
e=Emcosωt i=Imcosωt u=Umcosωt
2.中性面
当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做中性面.
应注意：①中性面在垂直于磁场位置.②线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大.③线圈平面通过中性面时感应电动势为零.④线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次.
3.正弦交流电的图象
矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动，线圈里产生正弦交流电.当线圈从中性面开始转动，在一个周期中：在t (0，T/4)时间内，线圈中感应电动势从0达到最大值Em.在t (T/4，T/2)时间内，线圈中感应电动势从最大值Em减小到0.在t (T/2，3T/4)时间内，线圈中感应电动势从0增加到负的最大值-Em.在t (3T/4，T)时间内，线圈中感应电动势的值从负的最大值-Em减小到0.
电路中的感应电流、路端电压与感应电动势的变化规律相同，如图所示.
二、描述交变电流的物理量
1、瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为： ， .应当注意必须从中性面开始。
生活中用的市电电压为220V，其最大值为220 V=311V(有时写为310V)，频率为50HZ，所以其电压瞬时值的表达式为u=311sin314tV。
【例1】有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60 V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长?为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象?
解析：由正弦交流电的最大值与有效值U的关系得：Um=120 V
设t=0时交流电的瞬时电压U=0则交流电的瞬时表达式为
U=120 sin100 t V
如图所示，画出一个周期内交流电的U-t图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1，
当U=U0=60 V时，由上式得t1=1/600s，再由对称性求得一个周期内能发光的时间：t=T-4t1=
再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为：t=
很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间只有1/300s(如图t2时刻到t3时刻)由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约1/16s为远大于1/300s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉。
2、最大值：也叫峰值，它是瞬时值的最大者，它反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大， (转轴垂直于磁感线)。电容器接在交流电路中，则交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值。
【例2】把一电容器C接在220V的交流电路中，为了保证电容不被击穿，电容器C的耐压值是多少?
解析：不低于200 V，不少学生往把电容器与灯泡类比，额定电压220 V的灯泡接在220 V的交流电源上正常发光.从而错误的认为电容器的耐压值也只要不低于220V即可，事实上，电容器接在交流电路中一直不断地进行充、放电过程.电容器两极间电压最大可达200 V，故电容器C的耐压值应不低于200 V.
3、平均值：它是指交流电图象中图线与横轴所围成的面积值跟时间的比值.其量值可用法拉第电磁感应定律 · 来求，特殊地，当线圈从中性面转过90度的过程中，有 .计算平均值切忌用算术平均法即 求解。平均值不等于有效值。
【例3】如图所示，求线圈由图示位置转过60°角的过程中，通过线圈某一横截面的电量.
解析：在计算电量问题中，一定要用电流、电压平均值
· 而
又 ， ∴ · =
4、有效值：
交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：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。
正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是： ，
对于非正弦电流的有效值以上关系不成立，应根据定义来求。通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值.用电器上所标电压、电流值也是指有效值.在计算交流电通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值。
【例4】 如图所示，两平行导轨与水平面间的倾角为 ，电阻不计，间距L=0.3m，长度足够长，导轨处于磁感应强度B=1T，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.导轨两端各接一个阻值为R0=2Ω电阻，另一横跨在导轨间的金属棒质量m=1kg，电阻r=1Ω棒与导轨间的滑动摩擦因数μ=0.5，当金属棒以平行于导轨的向上初速度υ0=10m/s上滑，直至上升到最高点过程中，通过上端电阻电量 =0.1C(g取10m/s2)，求上端电阻R0产生的焦耳热?
篇18：交变电流教案
【要点导学】
交变电流的产生.变化规律和基本物理量：
1、交变电流：强度和方向都随时间做周期性变化的电流为交变电流.正弦电流、锯齿波电流都属于交变电流.
2、交变电流的产生：
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时产生正弦交变电流.若线圈绕平行于磁感线的轴转动，则不产生感应电动势.
矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，将经过两个特殊位置，其特点分别是：
(1)中性面：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.线圈平面处于跟中性面重合的位置时;
(a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电流等于零;
(b)磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零.
(c)交变电流的方向在中性面的两侧是相反的.
(2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变.
3、交变电流的变化规律：
如图5-1-1所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程：
当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=Em sinωt，其中Em=2NBLv=NBωS;i=Im sinωt，其中Im=Em/R。
当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=Em sinωt，其中Em=2NBLv=NBωS;i=Im sinωt，其中Im=Em/R。
图5-1-2所示为以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的e-t和i-t图象：
【范例精析】
例1、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间：( )
A.线圈平面与磁感线平行;
B.通过线圈的磁通量最大;
C.线圈中的感应电动势最大;
D.线圈中感应电动势的方向突变。
解析：在线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做中性面。根据这一定义，线圈平面经过中性面瞬间，通过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势为零，此后，感应电动势方向(即感应电流方向)将与原方向相反。所以正确选项为B.D。
例2、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图5-1-3，则在时刻( )
A.t1，t3线圈通过中性面
B.t2，t4线圈中磁通量最大
C.t1，t3线圈中磁通量变化率最大
D.t2，t4线圈平面与中性面垂直
解析：对于线圈在匀强磁场转动的模型，要能够把图线和实物联系在一起，弄清转动过程中两个特殊位置和特征：通过中性面时磁通量最大，但磁通量变化率为零，产生的感应电动势也为零; 通过与中性面垂直的位置时磁通量为零，但磁通量变化率最大，产生的感应电动势也最大，结合图象可以判断A、D正确。
拓展：本题是考查交变电流的产生和变化规律等基础内容的题目。线圈经过的中性面位置是线圈在磁场中匀速转动切割磁感线产生交变电流的特殊位置，是掌握交变电流的产生和变化规律的一个关键。
例3、一矩形线圈，面积为s，匝数为N，在场强为B的匀强磁场中绕着轴oo’做匀速转动，角速度为ω，磁场方向与转轴垂直，当线圈转到中性面位置开始计时，求：
(1)线圈中感应电动势的最大值?写出线圈中感应电动势随时间变化的表达式?
(2)若线圈中的电阻为R，则线圈中的电流的最大值为多少?写出线圈中的电流瞬时表达式。
解析：(1)对于单匝线圈eab=ecd=Blv sinωt=Bl1ωl2/2 sinωt
e=2eab=Bl1l2ωsinωt=BSωsinωt
当线圈为N匝时 e=N BSωsinωt
感应电动势的最大值 Em=N BSω
(2)根据闭合电路的欧姆定律
i=e/R= N BSωsinωt/R
拓展：本题考查的是表征交变电流的物理量和表达式，能否正确写出交变电流瞬时值表达式，关键在于找出交变电流的最大值.角速度 ，并明确计时起点线圈平面所处的位置。
又如：一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度是100πrad/s。
(1)写出感应电动势的瞬时值表达式
(2)若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路中的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120时电流强度的瞬时值为多少?
解析：本题中没有规定线圈平面在什么位置为计时起点，一般取线圈平面在中性面时为计时起点。
(1)由题意有Em=311V ，ω=100πrad/s，所以，感应电动势的瞬时值表达式为：
e=Em sinωt =311sin100πt(V)
(2)由欧姆定律得，电流最大值为：
Im=Em/R=3.11A
通过负载的电流强度的瞬时表达式为：
i=Im sinωt=3.11 sin100πt(A)
当t=1/120时，电流的瞬时值为：
i= 3.11 sin(100π×1/120) (A)=1.55A
篇19：交变电流教案
交变电流
知识网络：
单元切块：
按照考纲的要求，本章内容可以分成两部分，即：交变电流;变压器、电能的输送。其中重点是交变电流的规律和变压器，交流电路的分析和计算是复习的难点。
交变电流
教学目标：
1.掌握交流发电机及其产生正弦式电流的原理，正弦式电流的图象和三角函数表达，
2.理解最大值与有效值，周期与频率;
3.知道电阻、电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗
教学重点：交流的基本概念
教学难点：交流电路的分析与计算
教学方法：讲练结合，计算机辅助教学
教学过程：
一、交变电流的产生
1. 正弦交流电的产生
当闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就有交流电产生.如图所示.
EMBED PBrush
设矩形线圈abcd以角速度ω绕oo' 轴、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针方向转动.此时，线圈都不切割磁感线，线圈中感应电动势等于零.经过时间t线圈转过ωt角，这时ab边的线速度v方向跟磁感线方向夹角等于ωt ，设ab边的长度为l，bd边的长度为l'，线圈中感应电动势为
当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，线圈转过T/4时间，ωt=π/2，ab边和cd边都垂直切割磁感线，sinωt =1，线圈中感应电动势最大，用Em来表示，Em=BSω.则e =Emsinωt
由上式知，在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的.
根据闭合电路欧姆定律： ，令 ，则
i=Imsinωt
路端电压u=iR=ImRsinωt，令Um=ImR，则
u=Umsinωt
如果线圈从如图所示位置开始转动，电路中感应电动势、感应电流和路端电压将按余弦规律变化
e=Emcosωt i=Imcosωt u=Umcosωt
2.中性面
当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做中性面.
应注意：①中性面在垂直于磁场位置.②线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大.③线圈平面通过中性面时感应电动势为零.④线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次.
3.正弦交流电的图象
矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动，线圈里产生正弦交流电.当线圈从中性面开始转动，在一个周期中：在t (0，T/4)时间内，线圈中感应电动势从0达到最大值Em.在t (T/4，T/2)时间内，线圈中感应电动势从最大值Em减小到0.在t (T/2，3T/4)时间内，线圈中感应电动势从0增加到负的最大值-Em.在t (3T/4，T)时间内，线圈中感应电动势的值从负的最大值-Em减小到0.
电路中的感应电流、路端电压与感应电动势的变化规律相同，如图所示.
EMBED PBrush
二、描述交变电流的物理量
1、瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为： ， .应当注意必须从中性面开始。
生活中用的市电电压为220V，其最大值为220 V=311V(有时写为310V)，频率为50HZ，所以其电压瞬时值的表达式为u=311sin314tV。
【例1】有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60 V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长?为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象?
解析：由正弦交流电的最大值与有效值U的关系得：Um=120 V
设t=0时交流电的瞬时电压U=0则交流电的瞬时表达式为
U=120 sin100 t V
如图所示，画出一个周期内交流电的U-t图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1，
当U=U0=60 V时，由上式得t1=1/600s，再由对称性求得一个周期内能发光的时间：t=T-4t1=
再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为：t=
很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间只有1/300s(如图t2时刻到t3时刻)由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约1/16s为远大于1/300s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉。
2、最大值：也叫峰值，它是瞬时值的最大者，它反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大， (转轴垂直于磁感线)。电容器接在交流电路中，则交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值。
【例2】把一电容器C接在220V的交流电路中，为了保证电容不被击穿，电容器C的耐压值是多少?
解析：不低于200 V，不少学生往把电容器与灯泡类比，额定电压220 V的灯泡接在220 V的交流电源上正常发光.从而错误的认为电容器的耐压值也只要不低于220V即可，事实上，电容器接在交流电路中一直不断地进行充、放电过程.电容器两极间电压最大可达200 V，故电容器C的耐压值应不低于200 V.
3、平均值：它是指交流电图象中图线与横轴所围成的面积值跟时间的比值.其量值可用法拉第电磁感应定律 · 来求，特殊地，当线圈从中性面转过90度的过程中，有 .计算平均值切忌用算术平均法即 求解。平均值不等于有效值。
【例3】如图所示，求线圈由图示位置转过60°角的过程中，通过线圈某一横截面的电量.
解析：在计算电量问题中，一定要用电流、电压平均值
· 而
又 ， ∴ · =
4、有效值：
交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：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。
正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是： ，
对于非正弦电流的有效值以上关系不成立，应根据定义来求。通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值.用电器上所标电压、电流值也是指有效值.在计算交流电通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值。
【例4】 如图所示，两平行导轨与水平面间的倾角为 ，电阻不计，间距L=0.3m，长度足够长，导轨处于磁感应强度B=1T，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.导轨两端各接一个阻值为R0=2Ω电阻，另一横跨在导轨间的金属棒质量m=1kg，电阻r=1Ω棒与导轨间的滑动摩擦因数μ=0.5，当金属棒以平行于导轨的向上初速度υ0=10m/s上滑，直至上升到最高点过程中，通过上端电阻电量 =0.1C(g取10m/s2)，求上端电阻R0产生的焦耳热?
解析：设棒沿斜面能上升的最大距离为s，磁感应强度B垂直斜面向上，则等效电路和导体棒受力分析分别如图(1)、(2)所示.由图可知，在棒上升过程中，通过棒某一截面的电量应为2 .由 = 得
而 ∴s= m
设电路各电阻消耗的总焦耳热为
= R
从金属棒开始运动到最高点过程，利用能量守恒关系有
+μmgcosθ·s+mgsinθ·s=
R = =5J
此题中，求电阻产生的焦耳热 应该用电流的有效值计算，由于 无法求，因此只能通过能量关系求得 .
三、感抗和容抗(统称电抗)
1、感抗表示电感对交变电流的阻碍作用，其特点是“通直流，阻交流”、“通低频，阻高频”。
2、容抗表示电容对交变电流的阻碍作用，其特点是“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”。
【例5】 左右两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号。左图中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号;右图中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号。那么C1、C2中哪个该用大电容?哪个该用小电容?
解：电容的作用是“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”，由其表达式XC=1/2πfC可看出：左图中的C1必须用电容小些的，才能使高频交流顺利通过，而低频不易通过，这种电容器叫高频旁路电容器。右图中的C2一般用电容大的，使低频交流电很容易通过，只有直流成分从电阻上通过，这种电容器叫隔直电容器。
【例6】 电学元件的正确使用，对电路安全工作起着重要作用。某电解电容器上标有“25V ，450μF”字样，下列说法中正确的是
A.此电容器在交流、直流电路25V的电压时都能正常工作
B.此电容器只有在不超过25V的直流电压下才能正常工作
C.当工作电压是直流25V时，电容才是450μF
D.若此电容器在交流电压下工作，交流电压的最大值不能超过25V
解：电解电容器的极性是固定的，因此只能在直流电压下工作。选B
四、综合例析
【例7】交流发电机的转子由B∥S的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V，那么当线圈转过30°时交流电压的瞬时值为__V。
解：电压表的示数为交流电压有效值，由此可知最大值为Um= U=20V。而转过30°时刻的瞬时值为u=Umcos30°=17.3V。
【例8】 通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值I。
解：该交流周期为T=0.3s，前t1=0.2s为恒定电流I1=3A，后t2=0.1s为恒定电流I2= -6A，因此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据有效值的定义，设有效值为I，根据定义有：
I 2RT=I12Rt1+ I22Rt2 带入数据计算得：I=3 A
【例9】 交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：⑴通过R的电荷量q为多少?⑵R上产生电热QR为多少?⑶外力做的功W为多少?
解：⑴由电流的定义，计算电荷量应该用平均值：即 ，这里电流和电动势都必须要用平均值，不能用有效值、最大值或瞬时值。
⑵求电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR。
，
这里的电流必须要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬时值。
⑶根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热。因此W=Q 。一定要学会用能量转化和守恒定律来分析功和能。
【例10】 左图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如右图所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为
A.110V B.156V
C.220V D.311V
解：从u-t图象看出，每个周期的前半周期是正弦图形，其有效值为220V;后半周期电压为零。根据有效值的定义， ，得U=156V，选B。
五、针对训练
1、矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是( )
A、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大
B、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大
C、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零
D、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零
2.一矩形线圈绕垂直磁场方向的轴在匀强磁场中转动，产生的交变电动势e = 20 sin20πt V，由此可以判断( )
A.t = 0时，线圈平面和磁场垂直
B.t = 0时，线圈的磁通量为零
C.t = 0.05s时，线圈切割磁感线的有效速度最小
D.t = 0.05s时，e第一次出现最大值
3. 线圈在匀强磁场中匀角速转动，产生的交变电流如图所示，则( )
A.在A和C时刻线圈平面和磁场垂直
B.在B和时刻线圈中的磁通量为零
C.从A时刻到B时刻线圈转动的角度为πrad
D.若从O时刻到D时刻经历的时间为0.02s ，则该交变电流在1.0s的时间内方向会改变100次
4.一个矩形线框的面积为S ，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则( )
A.线框交变电动势的最大值为nπBS
B.线框交变电动势的有效值为 nπBS
C.从开始转动经过1/4周期，线框中的平均感应电动势为2nBS
D.感应电动势瞬时值为e = 2nπBSsin2nπt
5.关于交流电的有效值和最大值，下列说法正确的是( )
A.任何形式的交变电流的有效值和最大值都有关系U = Um/
B.只有正弦式电流才有U = Um/ 的关系
C.照明电压220V 、动力电压380V，指的都是交变电流的有效值
D.交流电压表和电流表测量的都是交变电流的有效值
6. 一只氖管的起辉电压为50V ，把它接在u = 50sin314tV的交变电源上，在一个交变电压的周期内，氖管的发光时间为( )
A.0.02s B.0.01s C.0.015s D.0.005s
7.对于如图所示的电路，下列说法正确的是( )
A.a、b端接稳恒直流电，灯泡发亮
B.a、b端接交变电流，灯泡发亮
C.a、b端接交变电流，灯泡发亮，且将电容器电容增大时，灯泡亮度增大
D.a、b端接交变电流，灯泡发亮，且将电容器电容减小时，灯泡亮度增大
8. 对于如图所示的电路，下列说法正确的是( )
A.双刀双掷开关S接上部时，灯泡亮度较大
B.双刀双掷开关S接下部时，灯泡亮度较大
C.双刀双掷开关S接下部，同时将电感线圈的L的铁芯抽出，在抽出的过程中，灯泡亮度变大
D.双刀双掷开关S接下部，同时将电感线圈的L的铁芯抽出，在抽出的过程中，灯泡亮度变小
9.在图所示的电路中，如果交变电流的频率增大，1、2和3灯的亮度变化情况是( )
A.1、2两灯均变亮，3灯变暗
B.1灯变亮，2、3两灯均变暗
C.1、2灯均变暗，3灯亮度不变
D.1等变暗，2灯变亮，3灯亮度不变
10.在电工和电子技术中使用的扼流圈有两种：低频扼流圈和高频扼流圈。它们的区别在于( )
A.低频扼流圈的自感系数较大
B.高频扼流圈的自感系数较大
C.低频扼流圈的能有效地阻碍低频交变电流，但不能阻碍高频交变电流
D.高频扼流圈的能有效地阻碍高频交变电流，但不能阻碍低频交变电流
11.关于电容器通过交变电流的理解，正确的是( )
A.有自由电荷通过电容器中的电介质
B.电容不断的充、放电，与之相连的导线中必须有自由电荷移动，这样就形成了电流
C.交变电压相同时，电容越大，电流越大
D.交变电压相同时，频率越高，电流越大
12.对于图所示的电路，下列说法正确的是( )
A.a、b两端接稳恒直流，灯泡将不发光
B.a、b两端接交变电流，灯泡将不发光
C.a、b两端由稳恒的直流电压换成有效值相同的交
uation.3 s末的瞬时值。
16.如图所示，匀强磁场的磁感强度B = 0.1T ，矩形线圈的匝数N = 100匝，边长 = 0.2m ， = 0.5m ，转动角速度ω= 100πrad/s ，转轴在正中间。试求：
(1)从图示位置开始计时，该线圈电动势的瞬时表达式;
(2)当转轴移动至ab边(其它条件不变)，再求电动势的瞬时表达式;
(3)当线圈作成半径为r = 的圆形，再求电动势的瞬时表达式。
EMBED PBrush
参考答案
1.C 2.AC ;3.D ; 4.BD ;5.BCD ;6.B ;
7.BC ;8.AC ;9.D ;10.AD ;11.ACD
12.C
13. 并联、串联
14.(1)0.32A、(2)25W ;
15.(1)2sin8πtV 、(2)1.0V
16.(1)314cos100πtV 、(2)不变、(3)不变。
附：课前预习提纲
1、交变电流： 和 都随时间做 的交流电叫做交变电流.电压和电流随时间按变化的交流电叫正弦交流电.
2、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生 .
3、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都 磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做 .线圈平面每经过 一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变 .
4、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，线圈中的感应电动势的峰值是εm，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为 .若线圈电阻为R，则感应电流的瞬时值I为 .
5、交流发电机有两种，即和 .其中转动的部分叫 ，不动的部分叫.发电机转子是由、或其它动力机带动.
6、交流电的有效值是根据电流的 效应来规定的.正弦交流电的有效值与峰值间的关系是ε= 、U=、I=.通常所说的交流电的数值，如果没有特别说明，一般都是指交流电的 值.
7、我国工农业生产和生活用的交流电.频率是 Hz，周期是 s，电流方向每分钟改变 次.
篇20：交变电流教案
教学目标：
1.掌握交流发电机及其产生正弦式电流的原理，正弦式电流的图象和三角函数表达，
2.理解最大值与有效值，周期与频率;
3.知道电阻、电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗
教学重点：交流的基本概念
教学难点：交流电路的分析与计算
教学方法：讲练结合，计算机辅助教学
教学过程：
一、交变电流的产生
1. 正弦交流电的产生
当闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就有交流电产生.如图所示.
EMBED PBrush
设矩形线圈abcd以角速度ω绕oo' 轴、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针方向转动.此时，线圈都不切割磁感线，线圈中感应电动势等于零.经过时间t线圈转过ωt角，这时ab边的线速度v方向跟磁感线方向夹角等于ωt ，设ab边的长度为l，bd边的长度为l'，线圈中感应电动势为
当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，线圈转过T/4时间，ωt=π/2，ab边和cd边都垂直切割磁感线，sinωt =1，线圈中感应电动势最大，用Em来表示，Em=BSω.则e =Emsinωt
由上式知，在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的.
根据闭合电路欧姆定律： ，令 ，则
i=Imsinωt
路端电压u=iR=ImRsinωt，令Um=ImR，则
u=Umsinωt
如果线圈从如图所示位置开始转动，电路中感应电动势、感应电流和路端电压将按余弦规律变化
e=Emcosωt i=Imcosωt u=Umcosωt
2.中性面
当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做中性面.
应注意：①中性面在垂直于磁场位置.②线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大.③线圈平面通过中性面时感应电动势为零.④线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次.
3.正弦交流电的图象
矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动，线圈里产生正弦交流电.当线圈从中性面开始转动，在一个周期中：在t (0，T/4)时间内，线圈中感应电动势从0达到最大值Em.在t (T/4，T/2)时间内，线圈中感应电动势从最大值Em减小到0.在t (T/2，3T/4)时间内，线圈中感应电动势从0增加到负的最大值-Em.在t (3T/4，T)时间内，线圈中感应电动势的值从负的最大值-Em减小到0.
电路中的感应电流、路端电压与感应电动势的变化规律相同，如图所示.
EMBED PBrush
二、描述交变电流的物理量
1、瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为： ， .应当注意必须从中性面开始。
生活中用的市电电压为220V，其最大值为220 V=311V(有时写为310V)，频率为50HZ，所以其电压瞬时值的表达式为u=311sin314tV。
【例1】有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60 V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长?为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象?
解析：由正弦交流电的最大值与有效值U的关系得：Um=120 V
设t=0时交流电的瞬时电压U=0则交流电的瞬时表达式为
U=120 sin100 t V
如图所示，画出一个周期内交流电的U-t图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1，
当U=U0=60 V时，由上式得t1=1/600s，再由对称性求得一个周期内能发光的时间：t=T-4t1=
再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为：t=
很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间只有1/300s(如图t2时刻到t3时刻)由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约1/16s为远大于1/300s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉。
2、最大值：也叫峰值，它是瞬时值的最大者，它反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大， (转轴垂直于磁感线)。电容器接在交流电路中，则交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值。
【例2】把一电容器C接在220V的交流电路中，为了保证电容不被击穿，电容器C的耐压值是多少?
解析：不低于200 V，不少学生往把电容器与灯泡类比，额定电压220 V的灯泡接在220 V的交流电源上正常发光.从而错误的认为电容器的耐压值也只要不低于220V即可，事实上，电容器接在交流电路中一直不断地进行充、放电过程.电容器两极间电压最大可达200 V，故电容器C的耐压值应不低于200 V.
3、平均值：它是指交流电图象中图线与横轴所围成的面积值跟时间的比值.其量值可用法拉第电磁感应定律 · 来求，特殊地，当线圈从中性面转过90度的过程中，有 .计算平均值切忌用算术平均法即 求解。平均值不等于有效值。
【例3】如图所示，求线圈由图示位置转过60°角的过程中，通过线圈某一横截面的电量.
解析：在计算电量问题中，一定要用电流、电压平均值
· 而
又 ， ∴ · =
4、有效值：
交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：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。
正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是： ，
对于非正弦电流的有效值以上关系不成立，应根据定义来求。通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值.用电器上所标电压、电流值也是指有效值.在计算交流电通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值。
【例4】 如图所示，两平行导轨与水平面间的倾角为 ，电阻不计，间距L=0.3m，长度足够长，导轨处于磁感应强度B=1T，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.导轨两端各接一个阻值为R0=2Ω电阻，另一横跨在导轨间的金属棒质量m=1kg，电阻r=1Ω棒与导轨间的滑动摩擦因数μ=0.5，当金属棒以平行于导轨的向上初速度υ0=10m/s上滑，直至上升到最高点过程中，通过上端电阻电量 =0.1C(g取10m/s2)，求上端电阻R0产生的焦耳热?
解析：设棒沿斜面能上升的最大距离为s，磁感应强度B垂直斜面向上，则等效电路和导体棒受力分析分别如图(1)、(2)所示.由图可知，在棒上升过程中，通过棒某一截面的电量应为2 .由 = 得
而 ∴s= m
设电路各电阻消耗的总焦耳热为
= R
从金属棒开始运动到最高点过程，利用能量守恒关系有
+μmgcosθ·s+mgsinθ·s=
R = =5J
此题中，求电阻产生的焦耳热 应该用电流的有效值计算，由于 无法求，因此只能通过能量关系求得 .
三、感抗和容抗(统称电抗)
1、感抗表示电感对交变电流的阻碍作用，其特点是“通直流，阻交流”、“通低频，阻高频”。
2、容抗表示电容对交变电流的阻碍作用，其特点是“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”。
【例5】 左右两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号。左图中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号;右图中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号。那么C1、C2中哪个该用大电容?哪个该用小电容?
解：电容的作用是“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”，由其表达式XC=1/2πfC可看出：左图中的C1必须用电容小些的，才能使高频交流顺利通过，而低频不易通过，这种电容器叫高频旁路电容器。右图中的C2一般用电容大的，使低频交流电很容易通过，只有直流成分从电阻上通过，这种电容器叫隔直电容器。
【例6】 电学元件的正确使用，对电路安全工作起着重要作用。某电解电容器上标有“25V ，450μF”字样，下列说法中正确的是
A.此电容器在交流、直流电路25V的电压时都能正常工作
B.此电容器只有在不超过25V的直流电压下才能正常工作
C.当工作电压是直流25V时，电容才是450μF
D.若此电容器在交流电压下工作，交流电压的最大值不能超过25V
解：电解电容器的极性是固定的，因此只能在直流电压下工作。选B
四、综合例析
【例7】交流发电机的转子由B∥S的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V，那么当线圈转过30°时交流电压的瞬时值为__V。
解：电压表的示数为交流电压有效值，由此可知最大值为Um= U=20V。而转过30°时刻的瞬时值为u=Umcos30°=17.3V。
【例8】 通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值I。
解：该交流周期为T=0.3s，前t1=0.2s为恒定电流I1=3A，后t2=0.1s为恒定电流I2= -6A，因此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据有效值的定义，设有效值为I，根据定义有：
I 2RT=I12Rt1+ I22Rt2 带入数据计算得：I=3 A
【例9】 交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：⑴通过R的电荷量q为多少?⑵R上产生电热QR为多少?⑶外力做的功W为多少?
解：⑴由电流的定义，计算电荷量应该用平均值：即 ，这里电流和电动势都必须要用平均值，不能用有效值、最大值或瞬时值。
⑵求电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR。
，
这里的电流必须要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬时值。
⑶根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热。因此W=Q 。一定要学会用能量转化和守恒定律来分析功和能。
【例10】 左图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如右图所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为
A.110V B.156V
C.220V D.311V
解：从u-t图象看出，每个周期的前半周期是正弦图形，其有效值为220V;后半周期电压为零。根据有效值的定义， ，得U=156V，选B。
五、针对训练
1、矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是( )
A、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大
B、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大
C、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零
D、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零
2.一矩形线圈绕垂直磁场方向的轴在匀强磁场中转动，产生的交变电动势e = 20 sin20πt V，由此可以判断( )
A.t = 0时，线圈平面和磁场垂直
B.t = 0时，线圈的磁通量为零
C.t = 0.05s时，线圈切割磁感线的有效速度最小
D.t = 0.05s时，e第一次出现最大值
3. 线圈在匀强磁场中匀角速转动，产生的交变电流如图所示，则( )
A.在A和C时刻线圈平面和磁场垂直
B.在B和时刻线圈中的磁通量为零
C.从A时刻到B时刻线圈转动的角度为πrad
D.若从O时刻到D时刻经历的时间为0.02s ，则该交变电流在1.0s的时间内方向会改变100次
4.一个矩形线框的面积为S ，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则( )
A.线框交变电动势的最大值为nπBS
B.线框交变电动势的有效值为 nπBS
C.从开始转动经过1/4周期，线框中的平均感应电动势为2nBS
D.感应电动势瞬时值为e = 2nπBSsin2nπt
5.关于交流电的有效值和最大值，下列说法正确的是( )
A.任何形式的交变电流的有效值和最大值都有关系U = Um/
B.只有正弦式电流才有U = Um/ 的关系
C.照明电压220V 、动力电压380V，指的都是交变电流的有效值
D.交流电压表和电流表测量的都是交变电流的有效值
6. 一只氖管的起辉电压为50V ，把它接在u = 50sin314tV的交变电源上，在一个交变电压的周期内，氖管的发光时间为( )
A.0.02s B.0.01s C.0.015s D.0.005s
7.对于如图所示的电路，下列说法正确的是( )
A.a、b端接稳恒直流电，灯泡发亮
B.a、b端接交变电流，灯泡发亮
C.a、b端接交变电流，灯泡发亮，且将电容器电容增大时，灯泡亮度增大
D.a、b端接交变电流，灯泡发亮，且将电容器电容减小时，灯泡亮度增大
8. 对于如图所示的电路，下列说法正确的是( )
A.双刀双掷开关S接上部时，灯泡亮度较大
B.双刀双掷开关S接下部时，灯泡亮度较大
C.双刀双掷开关S接下部，同时将电感线圈的L的铁芯抽出，在抽出的过程中，灯泡亮度变大
D.双刀双掷开关S接下部，同时将电感线圈的L的铁芯抽出，在抽出的过程中，灯泡亮度变小
9.在图所示的电路中，如果交变电流的频率增大，1、2和3灯的亮度变化情况是( )
A.1、2两灯均变亮，3灯变暗
B.1灯变亮，2、3两灯均变暗
C.1、2灯均变暗，3灯亮度不变
D.1等变暗，2灯变亮，3灯亮度不变
10.在电工和电子技术中使用的扼流圈有两种：低频扼流圈和高频扼流圈。它们的区别在于( )
A.低频扼流圈的自感系数较大
B.高频扼流圈的自感系数较大
C.低频扼流圈的能有效地阻碍低频交变电流，但不能阻碍高频交变电流
D.高频扼流圈的能有效地阻碍高频交变电流，但不能阻碍低频交变电流
11.关于电容器通过交变电流的理解，正确的是( )
A.有自由电荷通过电容器中的电介质
B.电容不断的充、放电，与之相连的导线中必须有自由电荷移动，这样就形成了电流
C.交变电压相同时，电容越大，电流越大
D.交变电压相同时，频率越高，电流越大
12.对于图所示的电路，下列说法正确的是( )
A.a、b两端接稳恒直流，灯泡将不发光
B.a、b两端接交变电流，灯泡将不发光
C.a、b两端由稳恒的直流电压换成有效值相同的交
uation.3 s末的瞬时值。
16.如图所示，匀强磁场的磁感强度B = 0.1T ，矩形线圈的匝数N = 100匝，边长 = 0.2m ， = 0.5m ，转动角速度ω= 100πrad/s ，转轴在正中间。试求：
(1)从图示位置开始计时，该线圈电动势的瞬时表达式;
(2)当转轴移动至ab边(其它条件不变)，再求电动势的瞬时表达式;
(3)当线圈作成半径为r = 的圆形，再求电动势的瞬时表达式。
EMBED PBrush
参考答案
1.C 2.AC ;3.D ; 4.BD ;5.BCD ;6.B ;
7.BC ;8.AC ;9.D ;10.AD ;11.ACD
12.C
13. 并联、串联
14.(1)0.32A、(2)25W ;
15.(1)2sin8πtV 、(2)1.0V
16.(1)314cos100πtV 、(2)不变、(3)不变。
附：课前预习提纲
1、交变电流： 和 都随时间做 的交流电叫做交变电流.电压和电流随时间按变化的交流电叫正弦交流电.
2、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生 .
3、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都 磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做 .线圈平面每经过 一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变 .
4、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，线圈中的感应电动势的峰值是εm，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为 .若线圈电阻为R，则感应电流的瞬时值I为 .
5、交流发电机有两种，即和 .其中转动的部分叫 ，不动的部分叫.发电机转子是由、或其它动力机带动.
6、交流电的有效值是根据电流的 效应来规定的.正弦交流电的有效值与峰值间的关系是ε= 、U=、I=.通常所说的交流电的数值，如果没有特别说明，一般都是指交流电的 值.
7、我国工农业生产和生活用的交流电.频率是 Hz，周期是 s，电流方向每分钟改变 次.
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6.《变石头》教案
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