湖北省宜昌市高中物理 第五章 交变电流 第二节 描述交变电流的物理量学案（无答案）新人教版选修32.doc

第二节 描述交变电流的物理量【学习目标】1能解释交变电流的周期、频率的含义。并能说出t、f、三者的关系，知道我国交流电的周期、频率。2能熟练表述交变电流有效值的含义，准确表述正弦交变电流有效值与峰值的关系。3知道电容器的耐压值低于交流的峰值电容器会被击穿，用电器铭牌上标注的电压和电流值、电表测出的交流电压和电流值、保险丝的熔断电流等均为有效值。能在具体情境应用中准确选择有效值、峰值、平均值进行计算。4会准确、熟练计算一些特殊情境下的有效值。【新知预习】一周期和频率1周期 t： ，单位 。2频率 f： ，单位 ，符号 。3周期和频率的关系： ，线圈角速度与频率f的关系： 。4我国交流电的周期和频率分别为 。二峰值和有效值1峰值：当线圈平面与磁场方向平行时，产生的感应电动势、感应电流及路端电压的最大值，用 em、im 和 um 表示，其中 em 。最大值的适用实例：把电容器接在交流电路中，就需要知道电压的峰值。电容器所能承受的电压要 交流电电压的峰值，否则电容器就可能被击穿2有效值：让 与 分别通过大小相同的电阻，如果在交流的 它们产生的 相等，而这个恒定电流是 i、电压是 u，我们就把 i、u 叫做这个交流的有效值。情景问题：如图所示，是一个通过一个r=1的电阻的电流i随时间变化的曲线，这个电流不是恒定电流。怎样计算通电1s内电阻r中产生的热量？如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻r，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大？3对交变电流有效值的理解正(余)弦式交变电流的有效值与峰值的关系：i= im，u= um。有效值的使用范围各种使用交变电流的用电器上所标的额定电压、额定电流值都是指交变电流的有效值。各种交流电流表和交流电压表的测量值也都是有效值。凡涉及能量问题，如电能与其他形式的能的转化过程中，涉及交变电流的电功、电功率等物理量均用有效值，计算保险丝的熔断电流也用有效值。家庭电路电压220v和动力电压380v是指有效值。以后提到的交变电流的数值，凡没有特别说明的都是指有效值【导析探究】导析一：正弦交变电流相关物理量的计算例1.电阻 r1、r2 和交流电源按照图甲所示方式连接，r110 ，r220 .合上开关 s 后，通过电阻 r2 的正弦交变电流 i 随时间 t 变化的情况如图乙所示则（ ）a通过r1的电流的有效值是1.2a br1两端的电压有效值是6vc通过r2的电流的有效值是 dr2两端的电压有效值是例2.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示由图可知（ ）a该交流电的电压瞬时值的表达式为 u100sin (25t) vb该交流电的频率为25 hzc该交流电的电压的有效值为141.4 vd若将该交流电压加在阻值r100 的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 w导析二：特殊交变电流有效值的计算例3.如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象此交流电的有效值是是（ ）a. b.5a c. d.3.5a例4.如图为某型号电热毯的电路图，将电热丝接在 u156sin 120t v 的电源上，电热毯被加热到一定温度后，由于p 的作用使输入的正弦交流电仅有半个周期能够通过，即电压变为图所示波形，从而进入保温状态则此时交流电压表（ ）a测量的是电压的最大值，读数是 156 v b测量的是电压的有效值，读数是 110 vc测量的是电压的有效值，读数是 78 v d测量的是电压的有效值，读数是 55 v【当堂检测】1通过某电阻的周期性交变电流的图象如图所示，该交流电的有效值i为( )a. a b 4.5 a c1.5 a d3 a2如图所示为一交流电压随时间变化的图象每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定根据图中数据可得，此交流电压的有效值为( )a.7.5v b.8v c. d.3如图，在电路的mn间加一如图所示正弦交流电，负载电阻为100 ，若不考虑电表内阻对电路的影响，则( ) a电流表示数为2.20 a b电压表示数为311 vc电流表示数为3.11 a d电压表示数为220 v4如图是某交流发电机产生的交变电流的图象，根据图象可以判定( ) a此交变电流的频率为5 hzb此交变电流的周期为0.1 sc将标有“12 v3 w”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光d图象上对应的0.1 s时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面5在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()at0.005 s时线框的磁通量变化率为零bt0.01 s时线框平面与中性面重合c线框产生的交变电动势有效值为311 vd线框产生的交变电动势频率为100 hz6如图所示，矩形线圈