5-2--描述交变电流的物理量-导学案

精品文档 1欢迎下载 5 25 2 描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量 导学案导学案 编写 凡连锋编写 凡连锋 审核 彭志俊审核 彭志俊 学习目标学习目标 1 理解交变电流的周期 频率及它们之间的关系 知道我国生产和生活用电的周期 频率 2 知道交变电流和电压的峰值 瞬时值 理解交变电流的有效值 知道正弦交变电流的有 效值与峰值的关系 3 知道有效值是根据电流的热效应规定的 会求有关交变电流的有效值 知道交流电器设 备所标值 交流电表的所测值均为有效值 学习重点学习重点 1 描述交变电流的几个物理量 2 瞬时值 最大值 有效值和平均值的应用 学习难点学习难点 有效值的计算及应用 知识回顾知识回顾 一 正弦交变电流的产生一 正弦交变电流的产生 1 闭合线圈在 匀强磁场 非匀强磁场 中绕转动轴匀角速度转动 2 转动轴的特点 转动轴的方向与磁场方向间的关系 3 中性面指的是 特点 磁通量 磁通量的变化率 E I 经过中性面电流方向 所以 线圈经过一个周期 T 电流方向改变 次 当线圈平面与磁场平行时 磁通量 磁通量的变化率 E I 二 正弦交变电流的规律 二 正弦交变电流的规律 1 峰值 也就是正弦交变电流的最大值 Em 2 瞬时值 能够描述出正弦交变电流在任意时间 位置 时的情况 表达式有两种 当线圈平面自中性面开始转动时 e 当线圈平面自平行位置开始转动时 e 新课探究新课探究 探究 1 周期和频率及之间的关系 阅读课本 P34 明确 1 周期 频率的定义 符号及国际单位 周期 频率 2 周期 T 频率 f 角速度 的关系式 跟踪练习 1 某交流电流随时间变化的规律如图 则此交流电的 周期为 频率为 若照明用电通过如图电流 则 1 秒内电流的方向改变 次 探究 2 交流电的峰值和有效值 1 交流电压和电流的峰值的含义 是指 符号 意义 跟踪练习 2 跟踪练习 1 中交流电流的峰值是 A 若电容器的耐压值为 4V 则电容器两端所加的交流电压应为 V 2 交流电的有效值 探究 例 1 如右图所示的电流 i 通过一个 R 1 的电阻 1 怎样计算通电 1s 内 R 中产生的热量 精品文档 2欢迎下载 2 如果有一个恒定电流通过这个电阻 R 也能在 1s 内产生同样的热 这个恒定电流是多 大 归纳总结 1 交流的有效值是根据电流的热效应定义的 即让交流与恒定电流分别通过相同的 如果它们在一个 内产生的 相等 而这个恒定电流是 I 电压是 U 我们就把 I U 叫做这个交流的有效值 2 有效值是描述交流电 的物理量 计算交变电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 只能用交变电流的 值 3 交流电器的设备上标出的额定电压 额定电流都是 电压表 电流表的 读数指的也是 4 理论计算表明 正弦交变电流的有效值与峰值之间 的关系是 E I U 例 2 如图所示为一交流电的电流随时间而变化的图象 此交流电电流的有效值为 A 3 5 A B 5A C 5 A D 3 5A 变式训练 如图所示表示一交流电随时间而变化的图像 其中电流的正值为正弦曲线 的正半周 其最大值为 Im 电流的负值的强度为 Im 则该交流电的有效值为 探究 3 交流电的平均值 例 3 一线圈匝数 n 100 匝 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以 3000r min 匀速转动 ab cd 10cm ac bd 5cm 磁场的磁感应强度为 0 02T 当线圈从图示位置逆时针转过 30 度 的过程中 此线圈内感应电动势的平均值为多少 过横截面的电量为多少 归纳总结 交变电流的平均值与交变电流的方向及所取时间长短均有关 其数值可根据 计算 而不是初末状态瞬时值的平均值 反映在交流图象上是 波形与横轴 t 轴 所围的 面积 对时间的比值 其大小与 所取时间间隔有关 如正弦式交流电 其正半周期或负半周期的平均电动势大小为 而一个周期内的平均电动势为 达标训练达标训练 1 下列说法中正确的是 A 交变电流在一个周期内电流方向改变两次 精品文档 3欢迎下载 B 交变电流的有效值总是最大值的 22 C 因为有效值表示交变电流产生的平均效果 所以有效值与平均值相同 D 若正弦交变电流的最大值是 10A 则它的最小值是 10A 2 某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如下图所示 如果其它条件不变 仅使线 圈的转速 转速 即频率 加倍 则交流电动势的最大 值和周期分别为 A 400V 0 02s B 200V 0 02s C 400V 0 08s D 200V 0 08s 3 一台旋转电枢式交流发电机 在正常工作时的电动势为 e 220sin 100 t V 由于2 超负荷使电枢转速降低了 1 10 这时电动势为 A e 220sin 100 t V B e 220sin 90 t 22 V C e 198sin 100 t V D e 198sin 90 t 22 V 4 正弦交流电经过整流器后 电流波形正好去掉了半周 这种单向电流的有效值为 A 2 A B A C 2 A D 1 A22 5 如图表示一交流电电流随时间变化的图像 其中电流的正值为正弦曲线的正半周 其最 大值为 Im 电流的负值强度为 Im 则该交流电的有效值为 A B C Im D 2 m I m I2 2 3 m I 6 有一交变电流如图所示 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 2 D 它的频率是 0 8 Hz 7 电阻 R1 R2与交流电源按照左图方式连接 R1 10 R2 20 合上开关 S 后 通 过电阻 R2的正弦式交变电流 i 随时间 t 变化的情况如右图所示 则 A 通过 R1 的电流有效值是 1 2 A B R1 两端的电压有效值是 6 V C 通过 R2 的电流最大值是 1 2 A D R2 两端的电压最大值是 6 V 22 8 一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为 关tsin1002220e 于这个交变电流 下列说法中正确的是 A 交变电流的频率为 100Hz B 电动势的有效值为 220V C 电动势的峰值约为 311V D t 0 时 线圈平面与中性面垂直 9 一个照明电灯标有 220 V 60 W 字样 现在把它接入最大值为 311 V 的正弦式交流电 路中 则 A 灯的实际功率大小为 60 W B 灯丝将烧断 C 只能暗淡发光 D 能正常发光 10 一个定值电阻接在 20V 的直流电源上时 它的发热功率为 P 当把它接在 u 20 sin wt 精品文档 4欢迎下载 V 的交流电源上时 它的发热功率是 A 0 5P B 0 25P C P D 2P 11 两个相同的电阻 分别通以如图所示的正弦式交变电流和方波式交变电流 两种交变 电流的最大值相等 周期相等 则在一个周期内 正弦式交变电流在电阻上产生的焦耳热 Q1 与方波式交变电流在电阻上产生的焦耳热 Q2 之比等于 A 3 1 B 1 2 C 2 1 D 4 3 12 一只电饭煲和一台洗衣机同时并入 u 311sin314tV 的 交流电源上 均正常工作 用电流表分别测得电饭煲的电流是 5A 洗衣机的电流是 0 5A 下列说法正确的是 A 电饭煲的电阻是 44 洗衣机电动机线圈电阻是 440 B 电饭煲消耗的功率为 1555W 洗衣机电动机消耗的功率为 155 5W C 1 分钟内电饭煲消耗的电能为 6 6 104J 洗衣机电动机消耗的电能为 6 6 103J D 电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的 10 倍 13 如图所示 匀强磁场的磁感应强度 B 0 5 T 边长 L 10 cm 的正方形线圈 abcd 共 100 匝 线圈电阻 r 1 线圈绕垂直于磁感线的对称轴 OO 匀速转动 角速度 2 rad s 外电路电阻 R 4 求 1 转动过程中感应电动势的最大值 2 由图示位置 线圈平面与磁感线平行 转过 60 角时的瞬时感应电动势 3 由图示位置转过 60 角的过