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第三节 描述交变电流的物理量
●本节教材分析
教材把交流电与直流电对比说明,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、电流是随时间变化的,教材介绍了用公式法和图象描述交流电如何随时间变化的方法,我们可向学生说明,这种描述是详细、全面的,但应用时常常不方便.实用中经常需要知道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:最大值说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围;交流电是周期性变化的,周期、频率说明交流电变化的快慢;有效值说明交流电产生的平均效果.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,可以提出:交流电随时间变化,产生的效果也随时间变化.但实用上常常只要知道交流电的平均效果就可以了,怎样衡量交流电的平均效果呢?可以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况相同.同学通过观察和思考了解:B灯通过的是交流电流,大小、方向随时间变化,但在相同时间内交流电流与直流电流产生的热量相同,所以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产生的效果相同,可以把直流电流的大小I作为衡量交流电流i产生的平均效果.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接给出的,教材不要求证明 的关系,但我们要使学生了解
I<Im和I≠ .有效值的物理意义、有效值与最大值的关系非常重要,要让学生很好地了解和熟悉.有必要强调说明交流电的有效值用得很多,因此,如果不加特别的说明,提到交流电的电流、电压、电动势时,指的都是有效值.交流电表测得的电流、电压也是有效值.还可考虑分别用直流电流表、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,并让学生说出交流电的最大值.
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.根据交流电的图象、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.理解什么是交变电流的最大值和有效值,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问题.
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.
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