陕西省西安市庆安高级中学高中物理 5.2描述交变电流的物理量导学案 新人教版选修32.docVIP

陕西省西安市庆安高级中学高中物理 5.2描述交变电流的物理量导学案 新人教版选修3-2策略与反思 纠错与归纳【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能解决有关计算有效值的问题重点：有效值和最大值难点：有关计算有效值的问题【自主学习】复习上节课内容：1正弦式电流的瞬时值表达式为_，峰值em_2焦耳定律的表达式为_认真阅读课本完成以下内容：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 说明：电容器上所标明的电压为电压的 值，超过该值，电容器可能被击穿二、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：eui说明：（1）在交变电路中交流电流表、交流电压表的示数为交流的 值（2）用电器的额定电压、额定电流均指交流的有效值，即交流功率计算：pui中的i、u为 值（3）用电器铭牌上标的值为 值（4）叙述中没有特别加以说明的交流的值为 值注意：正弦交变电流的有效值和最大值之间的关系仅适用于正弦交变电流或余弦式电流对非正余弦交变电流的有效值应按定义计算三、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，其数值可以用 计算对正弦交变电流在一个周期内的平均值为 说明：在计算交流通过导体产生的热量和电功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交流的 值计算通过导体的电量时，只能用交流的 值，在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流的 值四、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（2）正弦式电流的周期和频率的决定因素是发电机转子转动的角速度t，f【合作探究】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、有效值的考查交变电流的有效值是根据电流的热效应来计算的，其常用计算式为q交q直高中阶段要求会计算有效值的交变电流图象有两种其一：正弦式电流， 其二：方波形（或脉冲）交变电流例2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 ab5 ac3.5 ad3.5 a【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 【当堂检测】1.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图象如图所示，则()a交变电流的频率是4 hzb当t0时，线圈平面与磁感线垂直c当t s时，e有最大值d交流电的周期是2 s2关于交流电的有效值u和最大值um，下列说法中正确的是()a任何形式的交流电都具有uum/的关系b正弦式交流电具有uum/的关系c照明电压220 v，动力电压380 v指的都是最大值d交流电压表和交流电流表测的都是最大值3将阻值为5 的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图523所示下列说法正确的是()a电路中交变电流的频率为0.25 hzb通过电阻的电流为 ac电阻消耗的电功率为2.5 wd用交流电压表测得电阻两端的电压是5 v4下列关于交流的几种说法中，正确的是()a交流电器设备上所标的电压、电流值是峰值b交流电流表和交流电压表的值是瞬时值c跟交流有相同热效应的直流的值是交流的有效值d跟直流有相同热效应的交流的值是交流的有效值5在电路的mn间加一如图5所示的正弦交流电，负载电阻为100 ，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为()a220 v,2.20 a b311 v,2.20 ac220 v,3.11 a d311 v,3.11 a6将正弦交流电经过整流器处理后，得到的电流波形刚好去掉了半周，如图所示，它的有效值是（ ）a2 ab ac ad1