人教版选修32 描述交变电流物理量第1课时 学案.doc

第五章 交变电流第2节 描述交变电流的物理量 【学习目标】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【重点、难点】重点：交变电流的有效值难点：对交变电流有效值的理解和相关的计算预习案【自主学习】1、 交变电流完成一次周期性变化的_称为交变电流的周期，通常用_表示，单位是_，交变电流在1s内完成周期性变化的_叫做它的频率，通常用_表示，单位是_，周期和频率互为倒数，即_或_2、 让交流与恒定电流分别通过_的电阻，如果在交流的一个_内它们产生的_相等，这个恒定电流的i.u叫做这个交流电流，电压的有效值。3、 正弦交变电流的有效值i,u与峰值im，um之间有如下的关系_, _【学始于疑】线圈转动一整圈，交变电流就完成一个周期性变化。这说明，线圈转动速度越快，交变电流周期性变化的越快。交变电流与恒定电流比较具有不同的特点，用那些量来描述交变电流呢？探究案【合作探究一】周期和频率问题1：如何描述线圈中交变电流的变化规律呢（1）、公式法：从中性面开始计时，（2）、图象法： 如图所示问题2： . 试确定时刻，图象坐标与线圈转动位置的对应关系？答 ： 线圈转过的角度分别为：0、 。问题3：用什么物理量来描述交变电流变化的快慢呢？启发式提问 我们以前学过那种典型的周期性运动？他用什么物理量描述快慢？（匀速圆周运动）归纳总结1交变电流的周期和频率。（1）周期：我们把 ，叫做交变电流的周期。周期用t表示，单位是s。（2）频率： ，叫做交变电流的频率。频率用f表示，单位是hz。（3）周期和频率的关系是：【合作探究二】峰值和有效值问题1：写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？ 问题2：峰值、有效值和平均值有什么区别？问题3、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是： ，是不是对一切交变电流都是如此？问题4、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？归纳总结：交变电流的峰值（em，im，um）交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流或电压变化幅度。电容器的耐压值是峰值有效值（e、i、u）让交变电流和直流电通过同样的电阻，如果它们在相同时间内产生热量相等，把直流电的值叫做交变电流的有效值。通常用大写字母u、i、e表示有效值。正弦交变电流的最大值与有效值有以下关系：i=0.707im u=0.707um 任何交谈电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不适用交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；交流电压表和交流电流表的示数是有效值；交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值在计算交变电流通过导体产生的焦耳热，做功的电功率（瞬时功率除外）以及保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值 峰值【课堂小结/本节知识网络】描述交变电流的物理量有效值【思考】 1交变电流的平均值如何表示？2在计算通过导体某一截面的电量时，用交变电流的什么值？ 【当堂检测】1图521表示一交变电流随时间变化的图象。此交变电流的有效值是：（ ） a.5安 b.5安 c.3.5安 d. 3.5安 2、如图522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=5/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？ 3、将电阻为r的直导线abcd沿矩形框架边缘加以弯曲，折成“”形，其中ab=cd=l1，bc=l2。在线端a、d间接电阻r和电流表a，且以a、d端连线为轴，以角速度在磁感应强度为b的匀强磁场中匀速转动，如图5-2-3所示，求：（1）交流电流表a的示数；（2）从图示位置转过90角的过程中，电阻r上产生的热量；（3）写出弯曲导线转动过程中，从图示位置开始计时的电动势的表达式。 【课后巩固】1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半周，如图所示，它的有效值是 （ ）a.2 ab. ac. ad.1 a2两个完全相同的电热器，分别通过如图（a）和（b）所示的电流最大值相等的方波交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比papb等于多少？3矩形线圈面积为s，匝数为n，内阻为r，绕oo轴以角速度做匀速转动。当它从图中位置转过90过程中，求：（1）通过电阻r的电荷量是多少？（2）外力做的功是多大？【答案】 当堂检测:1.b 2. 解析：（1）注意到图示位置磁感线与线圈平面平行，瞬时值表达式应为余弦函数，先出最大值和角频率： =2n=100rad/sem=bs=5/0.20.1100=10(v)所以电动势瞬时表达式应为：e=10cos100t(v)。（2）小灯泡的电阻为r=u额2额62/12=3，先求出交变电流电动势有效值 e=em/=10(v)此后电路可看成恒定电流电路，由于r=r, u=em/2=5v，小于额定电压，故小灯泡不能正常发光。其实际功率是p=u2/r=52/3=25/3=8.3(w)3解析：（1）弯曲导线转到图示位置时有感应电动势的峰值为em=bl2l1= bl1l2产生电流的峰值为im=em/(r+r)= bl1l2/(r+r)电流表a的示数i=im/=bl1l2/2(r+r)（2）由图示位置转过90角所用时间t=t/4=/电阻r上产生的热量为qr=i2rt=r b2l12l22/4(r+r)2（3）电动势为e=emcost= bl1l2cost.课后巩固：1b2.papb=1=21.3.解析：（1）线圈从图中位置转过