交变电压的描述
教学目标
1.知识与技能
(1)晓得交变电压的周期和频度，晓得频度和角速率的关系．
(2)晓得交变电压和电流的峰值、瞬时值、有效值及其关系，能借助有效值定义估算个别交变电压的有效值．
(3)会用余弦交流电的有效值进行有关估算．
(4)晓得我国生产和生活用电的周期(频度)大小．
2.过程与技巧
(1)用等效的方式得出交变电压的有效值．
(2)学会观察实验，剖析图像，由感性认识到理智认识的思维方法．
3.情感、态度与价值观
通过对描述交变电压的数学量的学习，感受描述复杂事物的复杂性，树立科学、严谨的学习和认识事物的心态．
教学重点
把握表征交变电压大小的数学量。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。
教学打算
[风波1]
幻kt板、交流发电机模型、演示电压表。
知识回顾
(一)交变电压
大小和方向都随时间作周期性变化的电压称作交变电压，简称交流。如图所示(b)、(c)、(e)所示电压都属于交流，其中按余弦规律变化的交流叫余弦交流，如图(b)所示。而(a)、(d)为直流，其中(a)为恒定电压。
(二)余弦交流的形成及变化规律。
1．形成：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中形成的交流是随时间按余弦规律变化的。即余弦交流。
2．规律：如右图所示
新课教学
[风波2]
交变电压是周期性变化的，用哪些来描述周期性变化的快慢呢？
周期(T)——交流电完成一次周期性变化所需的时间
频度(f)——1秒内完成周期性变化的次数
它们关系怎么？各自单位是哪些？
T＝1/f，T秒(s)，f赫兹(Hz)
描述交变电压变化快慢的数学量除周期，频度外，还有哪些数学量？
怠速n(转/秒)，角速率ω(弧度/秒)
那它们间又有哪些关系呢？
T＝2π/ω，f＝ω/2πω＝2π/T＝2πf＝2πn
[风波3]
峰值和有效值。
交变电压不同时刻，瞬时值不同，但我们用哪些来表示交变电压平均的疗效呢？
若果初温相同，同时加热相同时间烧开右图所示的壶中水。
相同水壶盛了相同的水放相同电炉上烧沸水。
即通过相同内阻在相同的时间里甲图直流电与乙图交变电压形成了相同的热量，我们把此时直流电流称为交变电压电流的有效值。
那怎么定义交变电压的电压有效值呢？
有效值定义：让交流电和直流电分别通过同样电阻的阻值，假如它们在同一时间内形成的热量相等。这一交流电的电压有效值就跟这个直流电的电压相等。
有效值是交变电压一个极其重要的数学量，它依据电压热效应来表示电压形成的平均疗效。
余弦式交变电压的有效值与最大值间有哪些关系呢？
经推论I＝Im/U＝Um/E＝Em/
同时交待中学生最大值、有效值、瞬时值的符号表示。
一般我们说的生活用电220V即为有效值。
请朋友们用万用水表检测中学生电源交流输出10V时，交流电流表的读数。
班主任提示注意选挡、量程、正确读数等问题。
请朋友们将“220V100W”灯泡接至中学生电源交流10V输出的两端，测出此时通过灯泡的电压硬度并观察灯泡照度。请中学生回答为何灯泡几乎不亮？
指出：①凡是没有说明时，所指的均为有效值。
②各类交流水表所测的值也为有效值。
③各类用家电标牌所示值也为有效值。
④电容器的耐压值为峰值。
[风波4]
有效值估算举例。
PPT显示：
1．某用家电两端容许加的最大直流电流是100V，能够把它接在交流电流100V的电路里？为何？
不能。交流电流100V，则峰值为100V，会毁坏用家电。
2．照明用交流电流是200V，动力提供线路的电流是380V，它们的有效值、最大值各是多少？若用电流表测，测得值各是多大？
200V，200V；380V，380V；200V，380V。
提问某些中学生，及时纠正，并给出正确答案。
PPT显示：
1．一电流U＝10V的直流电通过内阻R，在时间t内形成热量与一交流电通过内阻R/2时在同一时间内形成热量相同，则该交流电流的有效值为()
A．10VB.V
C．5VD．20V
答案(C)
2．请写出下述各图的周期、频率、最大值、有效值。
甲T＝4sf＝0.25HzUm＝2VU＝V
乙T＝2sf＝0.5HzUm＝2VU＝V
丙T＝2sf＝0.5HzUm＝2VU＝2V
丁T＝2sf＝0.5HzUm＝4VU＝5V
甲、乙两图有效值相同，说明余弦式交变电压的有效值与最大值的关系与频度无关。中学生求解丁图的有效值时遇见了问题。
交变电压有效值是表示交变电压形成的热效应的平均疗效电流过大的危害教案，就是平均值吗？
我们应当从有效值的定义入手，相同时间可取半个周期吗？为何？
有效值表示交变电堕胎生平均疗效，用半个周期未能彰显下来。又因为它具有周期性特征，相同时间必须取周期整数倍电流过大的危害教案，通常为了便捷估算，只取一个周期便可以。
师生共同完成以下步骤：
Q交＝Q直
即1t1＋2t2＝RU2(t1＋t2)
U＝5V
思索：可以用这些技巧去估算余弦式交变电压的有效值吗？为何？
不可以。现有知识未能求得交变电压在一个周期内形成的热量。
幻灯显示：
3．试电笔上的氖管，起辉电流86.6V，若将其接在电流为70.7V频度为50Hz的交流电路，问：
(1)氖管能发光吗？在一秒内有多少时间发光？
(2)70.7V是哪些电流？该交流电流最大值为多少？周期又为多少？
(3)交变电压的图像怎样？表达式怎样？
解：做出交变电压的Ut图，U＝Umsinωt＝πtV
设电流为70.7V对应时刻为t1，代入公式即
70．7V＝πt1，t1＝0.0025s
由图像对称性知，氖管发光时间为Δt＝4(t1－0)＝0.01s。
70．7V是有效值。Um＝U＝100V>86.6V
氖管会发光。ω＝T2π＝100π弧度/秒
[风波5]
总结、扩展
1．全面详尽描述交变电压的公式，图像、最大值、有效值、周期、频率等是描述交变电压某一方面特点的数学量。
2．由图像和公式均可求出最大值、周期、有效值、频率等化学量。反之，由最大值、周期等也可求出交变电压的公式及图像。
3．思索题
如右图图像的交变电流有效值能求吗？
2描述交变电压的化学量
1．表征交变电压变化快慢的化学量
周期T(s)，频度(Hz)
角速率ω(弧度/秒)，怠速n(转/秒)
T＝f1ω＝T2π＝2πf＝2πn
2．表征交变电压大小的化学量
瞬时值：eiu
最大值：
有效值：EIU
E＝2EmU＝2UmI＝2Im
有效值：让交流电和直流电在相同的时间内通过相同的内阻形成相同的热量。