描述交变电流的理量3.doc

航帆教育随堂知识题库第二节 描述交变电流的物理量学习目标： 预习疑问：1.理解什么是交变电流的最大值和有效值，知道它们之间的关系.2.理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系.知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小.学习重点、难点：交流电有效值概念及计算. 学习过程： 精品笔记：一、复习巩固：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，在线圈中产生了正弦交流电。如何描述交流电的变化规律呢？交流电的大小和方向都随时间做周期性变化，只用电压、电流描述不全面。这节课学习表征正弦交流电的物理量.二、新课教学1、周期和频率请同学们阅读教材34页到35页，回答下列问题：（1）交流电的周期 。（2）交流电的频率 。（3）它们之间的关系 。（4）线圈转动的角速度与交变电流频率的关系 。 线圈的转速与线圈的角速度、交变电流频率的关系 。（5）我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？注意：有个别欧美国家使用交流电的频率为60 Hz 。2、交变电流的最大值（Em,Im,Um），平均值（1）最大值：交变电流的最大值是交变电流在一个周期内所能达到的 数值，可以用来表示交变电流的 或 变化幅度。（2）平均值：一段时间内电流的 值。思考1：交变电流在不同时刻，瞬时值不同，那么我们用什么来表示交变电流的平均效果呢？（课本35页 思考与讨论）3、有效值（E、I、U） 阅读课本35页（1）交流的有效值：注意：有效值定义的依据： （2）正弦交流电的有效值与最大值的关系电压： 电流：特别注意：交变电流的峰值、平均值、有效值的区别。各种使用交变电流的电器设备上所示值为 .交流电表（电压表或电流表）所测值为 .计算交变电流的功、功率、热量等用 .对于含电容器电路，判断电容器是否会被击穿时则需要考虑交流的 值是否超过电容器的耐压值。在计算通过导体横截面的电荷量时应考虑 值思考2：求交流电有效值的几种情况（依据电流的热效应）（1）正弦式交流电的有效值 （2）正弦半波交流电的有效值 如图1所示，求它的有效值 图1（3）如图2所示正弦单向脉动电流，求它的有效值图2 图3（4）矩形脉动电流的有效值： 如图3所示一种脉冲直流电，求它的有效值（5）对称性交流电的有效值 （如图4 所示，求它的有效值） 图4 （6）非对称性交流电有效值 图54、例题分析例1、表示交变电流随时间变化图象如图所示，则交变电流有效值为A、5AB、5 A C、3.5A D、3.5 A例2、 交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4 m，bc=ad=0.2 m，共50匝，线圈电阻r=1 ，线圈在B=0.2 T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO以r/s转速匀速转动，外接电阻9 ，如图所示.求： （1）电压表读数；（2）电阻R上电功率.三、小结本节课主要学习了以下几个问题：1.表征交变电流的几个物理量：最大值、有效值、周期、频率.2.正弦式交流电最大值与有效值的关系： I=,U=.3.交流电的周期与频率的关系：T=.四、作业：如右图所示，在匀强磁场中有一个“冂”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感强度B=T，线框的CD边长为20cm、CE、DF长均为10cm，转速为50r/s，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）若线框电阻r=3,再将AB两端接“6V，12W”灯泡，小灯泡能否正常发光？若不能，小灯泡实际功率多大？ 拓展：在交流电路中，计算交流的发热功率及热量必须用有效值。另外，交流电表的读数也为有效值。但在计算流过电路中的电量时用电流平均值计算，即：。例如：单匝矩形线圈abcd绕ad边为轴在匀强磁场B中匀速转动，如下图所示，图中ab=L1 ,bc=L2,线框电阻为r ,ad间接入的电阻为R。R与理想电流表A串联，线圈角速度为，求：（1）电流表A的读数。（2）从图示位置转过90的过程中通过电流表的总电量q。（3）从图示位置转过90的过程中电阻R上产生的热量Q热。 五、训练：1、把220 V的正弦式电流接在440 电阻两端，则该电阻的电流峰值（ ）A、0.5 A B、0.5 A C、2 A D、 A2、电路如下图所示，交变电流电源的电压是6 V，它跟电阻R1、R2及电容C、电压表一起连成如图电路.忽略电源内阻，为保证电容器不击穿，电容器耐压值U2和电压表示数U1分别为A.U1=6 VB.U2=6 V C.U1=6 V D.U26V3、两个相同电阻分别通以如下图所示两种电流，则在一个周期内产生的热量QAQB=_.4、关于正弦式电流的有效值，下列说法中正确的是A.有效值就是交流电在一周期内的平均值B.交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的C.在交流电路中，交流电流表和交流电压表的示数表示的都是有效值D.对于正弦式电流 ，最大值的平方等于有效值平方的2倍5、一电压U0=10 V的直流电通过电阻R在时间t内产生的热量与一交变电流通过R/2时在同一时间内产生的热量相同，则该交流电的有效值为多少？6、在下图所示电路中，已知交流电源电压u=200sin10t V，电阻R=10 ，则电流表和电压表读数分别为A、14.1 A,200 V B、14.1 A,141 V C、2 A,200 V D、2 A,141 V六、巩固练习：1、一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬时值的表达式为sin100tV，下列说法中正确的是： A频率是50Hz 。.当t=0时，线圈平面与中性面重合C当s时，e的值最大，为220V D。线圈转动的角速度为314rad/s2、关于交流电的下列说法正确的是： 在一个周期内交流电的方向只改变一次交流电器设备上标出的电压和电流值都是指有效值某正弦交流电压的最大值为311V，则该交流电压最小值为311V用交流电流表和交流电压表测交流电流或电压时，应测得交流电流或电压的最大值3、 个接在直流电源上的电热器所消耗的电功率为P1，若把它接到电压最大值与直流电压相等的正弦式交流电源上，该电热器所消耗的电功率为P2，则P1：P2为： A、2：1B、1：2C、1：1 D、1：4、电热器接到110V的直流电源上，每秒产生的热量为Q，现把它接到正弦式交流电源上，每秒产生的热量为2Q，则正弦式交流电压的最大值是： A、110VB、220V C、220VD、110V5、有一交流的电压瞬时表达式为u=311sin314tV，则它的最大值Um= V，有效值U= V，频率f= Hz，周期T= S。 6、某一交变电流的有效值为3A，频率为50Hz，若线圈位于中性面时开始计时电流的瞬时表达式为i= A,，让它通过一只阻值为10的电阻，那么这只电阻两端的电压瞬时表达式为u= V。7、试求： 下图中甲、乙所示电流的有效值：甲为 A，乙为 A。8、交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的，那么，在计算一个通有交变电流的电阻产生的热量或电阻的热功率时，是用交变电流的瞬时值、最大值还是有效值？若一个10的电阻，通过的电流为i=2sin314tA，那么这个电阻的热功率是多大？9、一个正弦规律变化的交变电流的图象如右图所示，根据图象计算：（1）交变电流的频率。（2）交变电流的有效值。（3）写出该电流的瞬时值表达式。（4）在什么时刻该电流的瞬时值大小与其有效值