描述交变电流的物理量导学案

5 2 描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量 学习目标学习目标 1 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 2 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 重点 难点重点 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 自主学习自主学习 学习任务学习任务 1 1 阅读教材 阅读教材 P34P34 第第 周期和频率周期和频率 部分 完成以下内容 部分 完成以下内容 1 1 周期和频率周期和频率 周期 交变电流完成 所需的时间 通常用 表示 单 位是 角速度与频率的关系为 频率 交变电流在 内完成周期性变化的次数 通常用 表 示 单位是 角速度与频率的关系为 周期和频率的关系 周期和频率的关系 注 转速注 转速 n 的单位是转每秒的单位是转每秒 r s 4 4 我国工农业及生活用电的周期为 0 02s 频率为 50Hz 电流方向每秒改 变 次 学习任务学习任务 2 2 阅读教材 阅读教材 P35P35 第第 峰值和有效值峰值和有效值 部分 完成以下内容 部分 完成以下内容 2 2 峰值 最大值 和有效值峰值 最大值 和有效值 峰值 交变电流在一个周期内电流或电压所能达到的 最大值在实际中有一定的指导意义 所有使用交流的用电器 其最大耐值最大耐值 应大于其使用的交流电压的最大值 电容器电容器上的标称电压值是电容器两极间所 允许电压的最大值 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时 电动势的最大值 Em 有效值有效值 根据电流的 来规定 让交变电流和恒定电流通过相 同的 如果它们在一个周期内产生 则这个恒定电流 I 电压 U 叫做这个交流电流的有效值 人们常说的家庭电路的电压是 220指的是它的 V 正弦交变电流正弦交变电流的有效值和峰值之间的关系 I U 注意 任何交变电流都有有效值 但上述关系只限于正弦交变电流 对其注意 任何交变电流都有有效值 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 他形式的交变电流并不适用 3 3 最大值 有效值和平均值的应用 最大值 有效值和平均值的应用 求电功 平均电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时 要用 值计算 求一段时间内通过导体横截面的电量时要用 值 t Iq t R E R n 在考虑电容器的耐压值时 则应根据交流电的 值 4 4 相位 相位 如图所示 甲 乙两交流电的表达如图所示 甲 乙两交流电的表达 式分别为 式分别为 u 甲甲 u 乙乙 其中 其中 t 叫做交变电流的叫做交变电流的 是是 t 0 时的相位 叫做交变电流的时的相位 叫做交变电流的 当堂达标当堂达标 1 由交变电动势的瞬时表达式V 可知 te 4sin210 A 此交流的频率是 B 此交流的周期是s Hz4 5 0 C 此交流电动势的有效值V D s 时 该交流电动势达最105 0 t 大值 2 有一交变电流如下图所示 则由此图象可知 A 它的周期是 0 8 s B 它的峰值是 4 A C 它的有效值是 2 A D 它的频率是 0 8 Hz 2 3 在图所示电路中 A 是熔断电流 I0 2 A 的保险丝 R 是可变电阻 S 是交 流电源 交流电源的内电阻不计 其电动势随时间变化的规律是 e 220 sin 2 314t V 为了不使保险丝熔断 可变电阻的阻值应该大于 A 110 B 110 2 C 220 D 220 2 4 标有 250 V 0 5 F 字样的电容器能接入下面哪个电路中使用 A 220sin 100 t V B 220 V 照明电路中 C 380sin 100 t V D 380 V 动力电路中 能力检测能力检测 1 电压随时间的变化规律如图所示 则此交流电的频率是 Hz 若将该电压 加在 10uF 的电容器上 则电容器的耐压值不应小于 V 若将该电压加在 一阻值为 1K 的纯电阻用电器上 用电器恰能正常工作 为避免意外事故的发 生 该电路中保险丝的额定电流不能低于 A 2 正弦交变电源与电阻 R 交流电压表按照图甲所示的方式连接 R 10 交流电压表的示数是 10 V 图乙是交变电源输出电压 u 随时间 t 变化的图 象 则 A 通过 R 的电流 iR随时间 t 变化的规律是 iR cos 100 t A 2 B 通过 R 的电流 iR随时间 t 变化的规律是 iR cos 50 t A 2 C R 两端的电压 uR随时间 t 变化的规律是 uR 5 cos 100 t V 2 D R 两端的电压 uR随时间 t 变化的规律是 uR 5 cos 50 t V 2 3 3 如图所示是一交流电随时间变化的图象 此交变电流的有效值是 A A B 5A5 2 C 3 A D 3 5A5 2 4 由交流电动势瞬时值表达式e 102sin4 t V 可知 A 此交流电的频率是4 Hz B 此交流电的周期是0 5s C 当t 0 5s时 此交流电动势有最大值 D 当t 0时 产生此交流电的线圈平面与中性面重 0 01 i A 0 040 030 02 4 2 3 2 t s O 图 5 2 5 合 5 如图 5 2 5 所示为照明用交流电压 e 与时间 t 的关系图象 电压的最大值为 V 有效值为 V 电压变化周期为 s 频率为 Hz 角速度为 rad s 瞬时值表达式 V t 时刻电压瞬时值为 V 此s 300 1 时穿过线圈平面磁通量的变化率为 V 此时线圈平面与中性面的夹角为 交变电流四值的比较交变电流四值的比较 物理含义物理含义重要关系重要关系适用情况适用情况 瞬时瞬时 值值 交变电流某一时交变电流某一时 刻的值刻的值 e Ee Em msinsin t t i Ii Im msinsin t t 计算线圈某一时刻所受安计算线圈某一时刻所受安 培力的情况 判断氖管是培力的情况 判断氖管是 否发光否发光 峰值峰值 最大的瞬时值最大的瞬时值 Em nBS Im Em R r 确定用电器的耐压值确定用电器的耐压值 有效有效 值值 跟交变电流的热跟交变电流的热 效应等效的恒定效应等效的恒定 电流值电流值 对于正弦式电流有 对于正弦式电流有 2 m E E 2 m U U 2 m I I 1 计算与电流热效应相 计算与电流热效应相 关的量 如电功 电功率 关的量 如电功 电功率 热量 热量 2 交流电表的测量值 交流电表的测量值 3 电气设备标注的额定 电气设备