纯电阻电路教案1.docVIP

学时: 2学时 教学目的：1.使学生了解纯电阻电路电流与电压的相位之间的关系，能够正确理解交流电路欧姆定律的使用方法； 2.熟练掌握纯电阻电路电流与电压瞬时值、有效值、最大值的欧姆定律公式以及有功功率公式。 重点：纯电阻电路的电压、电流有效值符合欧姆定律； 难点：瞬时功率和有功功率。 教学方法：直观教学、讲授、启发、互动。 组织教学：检查学生出勤情况，集中学生注意力。 复习旧课：直流电路中，一段无源支路的欧姆定律和功率各是多少？ I U P UI I2R U2R(叫3名同学说出三个正弦量的相量表示形式。先叫一名学生在黑板上画出一段无源支路，叫两名同学回答问题。) 导入新课：直流电路中的欧姆定律形式在交流电路中仍然适用。我们在专业技能课元器件的焊接中曾用过电烙铁，当把电烙铁接上220V的交流电源并经过一段时间后，电烙铁就会发热，为什么能发热呢？因为电烙铁内部是一个电阻丝，相当于在电阻丝的两端接上交流电源。这种在交流电路中只有线性电阻的电路就是纯电阻电路。（导入新课时，教师把电烙铁拿出，启发发问，最后将准备好的挂图挂于黑板上，引入新课。） 讲授新课： § 5—3 纯电阻电路 一、电流与电压相位关系 设加在电阻两端的正弦电压为： uR URmsin t 实验证明：对线性电阻来说，交流电流与电压的瞬时值仍符合欧姆定律，则有： i uR 上式表明，在正弦电压的作用下，电阻中通过的电流也是一个同频率的正弦 URms tsin Imsin t 1 交流电流，且与加在电阻两端的电压同相位。 （通过挂图讲解交流电压与电流的方向是随时间而变化的，引出电阻上电流与电压的相位关系，电流i与电压u是同频率、同相位的正弦量，两者的相位差 u i 0，说明 电流i与电压u是同相位。边讲解边启发诱导学生说出交流电压与电流的相位关系，并提问 两名同学。教师归纳总结引出波形图和相量图，并且强调相量图中电压与电流的初相为零。 讲解过程中教师要密切注意学生们的反映，启发学生用学过的直流电路欧姆定律形式写出瞬 时值欧姆定律公式。） i uR uR u 图1 O I uR 图2-(b)相量图 由图2—（a）可进一步引出纯电阻电路电压、电流相位是相同的。 二、电流与电压的数量关系 由上式可知，通过电阻的最大电流 Im UR 若把上式两边同除以2，则得 I R R 这说明，在纯电阻电路中，电流与电压的瞬时值、最大值、有效值都符合欧 2 U 姆定律。 三、功率 在任一瞬间，电阻中电流瞬时值与同一瞬间的电阻两端电压的瞬时值的乘积，称为电阻获取的瞬时功率，用PR表示，即 U22 PR uRi sin t 瞬时功率的曲线如图3-b所示。由于电流和电压同相，所以P在任一瞬间的数值都大于或等于零，这就说明电阻总是要消耗功率，因此，电阻是一种耗能元件。 由于瞬时功率时刻变动，不便计算，通常用电阻在交流电一个周期内消耗的功率的平均值来表示功率的大小，叫做平均功率。平均功率又称有功功率，用P表示，单位仍是W。电压、电流用有效值表示时，平均功率P的计算与直流电路相同，即 P UI I2R 2图3-b功率曲线图 VW，其两端所加电压为 例题1：已知某白炽灯的额定参数为220 3 u 2sin(314t)V。试求： 1. 交流电的频率； 2. 白炽灯的工作电阻； 3. 白炽灯的有功功率。 解： 1. 交流电的频率为 2 3.14 50HZ f 2. 白炽灯的工作电阻为 R U2P 2202 484 3. 白炽灯的有功功率为 P U2R 2202 100W 课堂练习 1. 在纯电阻交流电路中，下列各式哪些是错误的？（1），（3），（7） （1）i UR （2）I UR （3）i UmR （4）i uR （5）I UmR （6）P UI （7）P UmIm 2. 已知一个电阻上的电压u 2sin(314t )V，测得电阻上消耗的功率为20W，则这个电阻的阻值为（ A ） 。 A. 5 B. 5 C. 5 3．已知两个交流电流的瞬时值表达式为i1 4sin(628t 4)A， i2 5sin(628t )A，当i1和i2分别通过R 2 的电阻时，消耗的功率分别是（ B ）。 A. 16W,20W B. 16W,25W C. 8W,25W 4. 在纯电阻电路中，已知电阻为44 ，交流电压u 311sin(314t 300)V，求通过电阻的电流是多大？写出电流的解析式。 解：电压的有效值为 U 2 220V 电流的有效值为 I UR 44 5A Im 2I 2 5 2A 因为在纯电阻电路中，电流与电压同频率、同相位； 4 314rads， 0 i 30 所以电流的解析式为： i 52sin(314t 300)A 四、小结 1.电压、电流有 效值之间的关系 2.达标练习 给出激励性题目， 引发学生思考 五、