《交變電流有效值》課堂教學(xué)反思
在給出交變電流瞬時(shí)值表達式之后,涉及到交變電流四個(gè)值的分析與判定。即:瞬時(shí)值、最大值、平均值和有效值。這四個(gè)值什么時(shí)候用,如何用成為課堂教學(xué)的重點(diǎn)。其中關(guān)于“有效值”問(wèn)題是重點(diǎn)中的重點(diǎn)。為什么要引入“有效值”?如何求解“有效值”?“有效值”和“平均值”有何區別?等等圍繞“有效值”建立和應用的相關(guān)問(wèn)題都必須解決,才能幫助學(xué)生建立起“有效值”的概念。為此,本節課設置了從特殊到一般,從物理到數學(xué)再到物理的教學(xué)思路。
本節課先行給出正弦交變電流的瞬時(shí)表達式,給出電壓隨時(shí)間變化圖線(xiàn),讓學(xué)生根據表達式和圖像辨析不同時(shí)刻的瞬時(shí)值,體會(huì )瞬時(shí)值和最大值的概念。在此基礎上設計如下問(wèn)題。
問(wèn)題1:在四分之一個(gè)周期內,交變電流的平均電動(dòng)勢是多大?
從平均的含義上引導學(xué)生利用法拉第電磁感應定律求解平均電動(dòng)勢。建立平均值的概念。通過(guò)求解四分之一、半個(gè)和一個(gè)周期的平均值,體會(huì )平均值是和時(shí)間有關(guān)的,不同的時(shí)間段平均值不一樣。
問(wèn)題2:在一個(gè)周期內,電阻上產(chǎn)生的熱量是多少?
在學(xué)生思考過(guò)后通過(guò)幾個(gè)小問(wèn)題遞進(jìn):
。1)在此過(guò)程中能否使用恒定電流公式
。2)能不能利用這段時(shí)間內的平均值求解電熱。
利用一個(gè)周期這一特殊時(shí)間段上的分析:在一個(gè)周期內平均電流為零,而產(chǎn)生的熱量顯然不為零。從而得出不能利用平均值求解熱量的結論,進(jìn)而引入“有效值”的概念,完成引入“有效值”的必要性分析。通過(guò)閱讀課本,建立“有效值”的概念。
問(wèn)題3:如何求解交變電流的“有效值”
通過(guò)剖析“有效值”的概念,理解其中的等效替代思想后,就建立的求解“有效值”的基本思想:求出交變電流在這段時(shí)間上的通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量,再回帶到恒定電流公式中求解有效值。
在應用階段,通過(guò)不同的例題強化這樣的思想。
例1是矩形波,學(xué)生通過(guò)分段可以將交變電流轉化為恒定電流,從而完成交變電流在一個(gè)周期內熱量的'求解。再完成有效值的求解。
例2 是正弦波形,很顯然分段解決不了問(wèn)題。這里需要微元分割處理,化一般為特殊,再次強調微元思想的意義和作用。順勢利用數學(xué)的積分方式給出有效值處理的一般表達式,同時(shí)給出平均值的數學(xué)表達式,通過(guò)數學(xué)表達方式的不同強化有效值和平均值的區別。
到此為止,從數學(xué)和物理兩個(gè)層面幫助學(xué)生建立起有效值的觀(guān)念和處理辦法,最后通過(guò)典型波形和特殊波形強化有效值的求解。
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