PAGE\*MERGEFORMAT#《交变电流的有效值和平均值的计算》教学设计
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物理选修3-2（人教版）《交变电流》一章中列举了几种常见交变电流，即：矩形交流，锯齿形电流、正弦式交流电。交变电流的有效值和平均值是两个不同的概念，不少学生在解题中不能很好地区分，造成解题失误。交变电流的有效值是根拯电流的热效应来规定的，让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间里产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫这一交流电的有效值；交变电流的平均值是指交变电流在一个周期内交流电的绝对值的平均值。教材中只给岀了正弦交变电流的有效值，没有给岀其他几种交变电流的有效值，也没有给出平均值的大小。在这里给岀它们供大家参考。授课教师学科物理教学班级课题第五章第2节描述交变电流的物理量-一-有效值和平均值的计算教学目标知识与技能1.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
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进行有关计算.2运用数学手段计算某些交变电流的有效值。过程与方法1.培养学生阅读、理解及自学能力.2•使学生理解如何建立新物理概念而培养学生解决新问题的能力.3.培养学生应用数学工具处理解决物理问题的能力.情感态度与价值观让学生体会对称美，感受物理的魅力，体会数理结合的妙处。通过小组合作讨论与探究实验，培养团队精神。M点交变电流的有效值和平均值是重点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值和平均值来体会和掌握它的定义。难点交变电流有效值和平均值确左使学生感到困难，通过类型分析使学生学会借助数学工具处理解决物理问题的能力。教学方法类比、启发、分组探究教师活动学生活动教学内容一、矩形交变电流的有效值和平均值（此处教师板演）1・有效值若有一矩形脉冲电流正反方向的电流值不相等，分別为h和【2,且正反向通电时间相等（如图所示）。'111•••0•1•T/2\\T*Ft12在一个周期里通过电阻R产生的热量为:而等效电流I在相等的时间产生的热量为:Q=If,2RT&则有：I仔=冷—J/「+/;乙2•平均值若矩形脉冲电流正反向的电流值不相等，分别为Ln和IJ•的正反向通电时间相等在-个周期内电流的平均值为:7=¥专(雋T矢扣T)二、锯齿形交流电(此处教师启发，引导，板演)1・有效值方法一：Ift2RT=(kt)2Rt+(k2t)2Rt+=(kt)2Rt(l+4+9+)=(kt)2Rtn(n+l)(2n+1)/6=k2t5Rn3/3=円也=I2mTR/3T方法二设有一锯齿波电流的最大值为In“周期是T,且Ln=k—,在半个周期内瞬时2电流：i=kt,在dt时间里通过电阻R上产生热量为：dQ=(kt)2RdtTOC\o"1-5"\h\z丁I在t=T时间通过电阻R上产生热量为：Q=fk2t2Rdt=—k2RT3Jo12ii77I2故有：U2=-k2T2=-(-^)2T2=^-即锯齿波电流的有效值与最大值之间的关系为：I仔=‘7久2.平均值PAGE\*MERGEFORMAT#2.平均值对称交流电在一个周期内的平均值为零，显然失去了物理意义。但交变电流的平均值是指交变电流在一个周期内交流电的绝对值的平均值，也等于对称交流电在半个周期内的平均值，这个平均值等于在该时间内通过的电量与时间的比值。即:方法一：在半个周期内平均电流：7=|Imsincatch=1^-sincotdajtTeo(")2Teo(1+1)=方法二：亦可和线圈磁场中匀速转动产生的平均电动势来讣算:1_E_Ng_NlBS-(-BS)\_2NBS3_2RRAtRStRnn
总结
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说明：（此处教师1:点总结）rI白与电热相关，故与电流的方向无关，If.=In7v2适用于正弦式电流的（211+1）2,以及关键点起的缶内.I适用于锯齿形电流的nT。i与电量相关，故与电流的方向有关，1=21,,/^,仅适用于正弦式电流的关rr_r键点起了或4.1=W2仅适用于锯齿形电流的匚3•数学手段解决物理问题，数理结合！物理思想:P-t图象所用而积为功（热量）口图象所围而积为电量布置作业：总结本冇的类型和方法，应用数理结合进行计算，完成
课件
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里的例题*2有效值和平均值的计算-X矩形交变电流的有效值和平均值1•有效值1=~=丄（人匚一人匚）=丄（人一人）TT2・222.平均值九2=丄（人匚_/上）=丄（人_/,）TT12・221・•1T/2i!Tt1112二.锯齿形交流电板书设计1.有效值：方法一:方法二:2•平均值：方法一:方法二正弦式交变电流1•有效值：方法一:方法二:方法三:2•平均值：方法一:方法二:兀
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