正弦交流电的基本概念.doc

课题
正弦交流电的基本概念
（4课时）
教学目的
1 了解正弦交流电的产生过程。
2 理解并掌握正弦交流电的三要素、相位差及有效值。
教学重点
正弦交流电的三要素
教学难点
1 相位差的理解及判断。
2 有效值概念的理解。

时间分配
教学过程及内容
教学方法

复习提问引入新课
（10分钟）

复习中学内容引入新课
提问：
1 什么叫直流电？
（大小和方向都不随时间变化的电流、电压或电动势统称为直流电）
2 什么叫交流电？其如何分类？
（大小和方向都随时间发生变化的电流、电压或电动势统称为直流电。其分类如下：）

总结：
1 随时间按正弦规律发生变化的交流电称为正弦交流电。
2 交流电与直流电相比有三个主要优点：第一，交流电可以用变压器改变电压，便于远距离输电。第二，交流电机比相同功率的直流电机构造简单，造价低。第三，可以用整流装置，将交流电变换成所需的直流电。所以，实际中广泛应用交流电。
3 在交流电路中，随时间变化的量用小写字母表示，不随时间变化的量用大写字母表示。

教师提问，学生回答，最后由教师引导学生共同讨论回答并订正。
时间分配
教学过程及内容
教学方法

新课教学
（80分钟）

一、正弦交流电的产生：
如图交流发电机结构与原理示意图（a）（b）
由于发电机线圈cd边切割磁力线运动，所以其产生的感应电动势为：

（a） （b）
5-3 交流发电机原理示意图

同理，线圈ab边产生的感应电动势为

所以整个线圈产生的感应电动势为

上式中，是感应电动势的最大值，又叫振幅。
可见，交流发电机产生的电动势按正弦规律变化，可以向外电路输送正弦交流电。

二、正弦交流电的周期、频率和角频率
1 周期：
完成一次周期性变化所需用的时间叫做周期，用T表示，其单位是秒（s）。如图5-4

在黑板付板书处画图5-3并对照图阐述分析。

板书

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时间分配
教学过程及内容
教学方法

5-4 正弦交流电的周期
2 频率：
交流电在单位时间内（1s）完成周期性变化的次数叫做频率，用字母f表示，其单位是赫兹，符号为Hz。此外频率还有常用单位千赫（kHz）和兆赫(MHz)：

显然，周期和频率之间有倒数关系

我国发电厂发出交流电的频率都是50Hz，习惯上称之为“工频”。
3 角频率：
单位时间内电角度的变化量叫做角频率，用字母ω表示，其单位是弧度每秒，符号为rad/s 。
显然，角频率和周期、频率有如下关系

注意：
周期、频率和角频率都是反映交流电变化快慢的物理量。

三、相位和相位差
1 相位：
任意t时刻，发电机线圈平面与中性面的夹角叫做交流电的相位。当t = 0时的相位，即叫做初相位，它反映了正弦交流电起始时刻的状态。
相位是表示正弦交流电在某一时刻所处状态的物理量，
它不仅决定瞬时值的大小和方向，还能反映正弦交流电的变

板书

板书

强调说明并板书。

对照图5-3阐述分析。并板书。

时间分配
教学过程及内容
教学方法

化趋势。
2 相位差：
两个同频率正弦交流电，任意瞬间的相位之差就叫做相位差，用符号表示。即

显然，两个同频率正弦交流电的相位差，就是它们的初相之差。其与时间无关。
相位差的作用是判断两个同频率正弦交流电之间的相位关系，具体判断方法如下：
＞0时，叫做超前
＜0时，叫做滞后
= 0时，叫做同相
= 180时，叫做反相
= 90时，叫做正交
注意：
前面所学的振幅、频率（或周期、角频率）和初相统称为正弦交流电的三要素。对于已知的正弦交流电，这三者缺一不可。

四、交流电的有效值
1 引言：
交流电和直流电具有不同的特点，但是从能量转换的角度来看，两者是可以等效的。为此，引入一个新的物理量——交流电的有效值。
2 概念：
一个直流电流与一个交流电流分别通过阻值相等的电阻，如果通电的时间相等，在电阻上产生的热量也相等，那么直流电的数值就叫做交流电的有效值。其用大写字母来表示。理论和实验表明，正弦交流电的有效值与最大值的关系如下

举例分析并板书。

加重提高语气，以引起学生注意。

分析说明

板书

时间分配
教学过程及内容
教学方法

复习总结
（8分钟）

布置作业
（2分钟）

3 注意：
1）有效值和最大值是从不同角度反映交流电强弱的物理量。通常所说的交流电的电流、电压、电动势的值，如不作特殊说明都是指有效值。
2）在选择电器的耐压时，必须考虑电压的最大值。

五、例题讲解：
讲解[例1]、[例2]、[例3] 此从略。

1 什么是周期、频率、角频率？它们的作用是什么？相互有何关系？
2 什么是相位、初相位？它们有何作用？
3 什么是相位差？它的作用是什么？如何判断同频交流电的超前与滞后？
4 什么是交流电的有效值？其大小如何确定？

1 复习本课内容，预习第2节
2 做书页1填空题：（1）（2）（3） 2 选择题：（1）（2）（3） 3 计算题：（1）（2） 4 回答问题：（1）（2）。

板书

加重提高语气，以引起学生注意。

提问学生回答，教师订正。

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