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.共2页，当前第1页12