河北省清河挥公实验中学高中物理 5.2 描述交变电流的物理量学案（无答案）新人教版选修32.doc

课题：描述交变电流的物理量 学 习 内 容个 性 笔 记【学习目标】1掌握正弦交变电流的有效值和最大值之间的关系 2理解交变电流的有效值的定义及意义3知道交变电流的周期、频率与线圈转动的角速度的关系4能解决有关有效值的问题【学习重点】有效值的概念和计算【课标要求】交变电流为大纲二级要求，要求学生知道有效值，最大值是什么。知道瞬时值随时间做周期性变化的曲线，并会识图判断。【学习过程】（一）最大值1定义：交变电流在一个周期内所能达到的 称为最大值或峰值，用符号um、im表示2最大值所处位置：当线圈平面与磁感线 时，交流电动势或电流处于最大值3大小：em ，im， um （二）有效值1定义：交流的有效值是根据电流的 来规定的，让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值电压有效值的符号用u表示，电流有效值符号用i表示，电动势有效值符号用e表示2正弦交变电流有效值和最大值之间关系是：e u i im(三)平均值定义：交流的平均值是交流图象中波形与横轴（t轴）所围成面积跟时间的比值对正弦交变电流在一个周期内的平均值为 对正弦交变电压在一个周期内的平均值为 (四)周期和频率定义：周期（t）是指交变电流完成一次 变化所需的时间，单位是秒周期越大，交变电流变化越 ，在一个周期内交变电流的方向变化 _次频率（f）是交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号是hz频率越大交变电流变化越 , f .（五）相位定义：初相位：相位差：特别提示：适用交变电流有效值的四种情境1.求电功、电功率、电热时必须用有效值；2.交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值3.交流电流表和交流电压表的读数是有效值；4.对于有特殊说明的均指有效值5.交变电流的有效值是根据电流的热效应来计算的通常的表达式为 q交=q直。【典型例题】一、最值、周期、频率的考查【例1】 有一个电子器件，当其两端电压高于100 v时则导通，等于或低于100 v时则不导通，若把这个电子器件接到100 v、50 hz的交变电源上，这个电子器件将()a不导通b每秒钟导通50次c每秒钟导通100次d每次导通时间为0.005 s二、有效值的考查【例2】 两个完全相同的电热器，分别通有如图521所示的峰值相等的方波交变电流和正弦式交变电流，则这两个电热器的电功率之比p1p2_.三、交变电流物理量的考查【例3】 小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图1所示此线圈与一个r10 的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻下列说法正确的是()a交变电流的周期为0.125 sb交变电流的频率为8 hz c交变电流的有效值为 ad交变电流的最大值为4 a四、交变电流物理量的综合应用【例4】 如图3所示，一交流发电机线圈共n50匝，ab0.2 m，bc0.1 m，总电阻r10 ，在b0.5 t的匀强磁场中从磁通量最大位置开始以n100 r/s的转速匀速转动，外电路中接有r40 的电阻当线圈转过1/4周期时，求：(1)在外电阻r上产生的焦耳热q.(2)这段时间内通过外电阻r的电荷量12t /10-2se/v311-3110【课堂反馈】1下面所列各项指有效值的是( )a.交流电压表的读数 b保险丝的熔断电流 c.电容器的击穿电压 d220 v的交流电压2一个电热器接在10 v的直流电源上，在t s内产生的焦耳热为q今将该电热器接在一交流电源上，它在2ts内产生的焦耳热为q，则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是( )a最大值是10 v，有效值是10 v b最大值是10 v，有效值是5 vc最大值是5 v，有效值是5 v d最大值是20 v，有效值是10 v3.如图所示为一交变电流的电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值为 （ ）a5 a b5 a c3.5 ad3.5 a4.如图所示，在匀强磁场中有一个矩形导线框可绕oo轴转动，已知匀强磁场的磁感强度b=10/t，线框的ab、cd边长为20cm，bc、ad长均为10cm，转速为50r/s，线圈电阻不计，r为小电珠。若从图示位置开始计时。（1）写出线框中感应电动势的瞬时值表达式。（2）若r的额定电压为v，能否正常发光？将r换成额定电