2017-2018学年高中物理第二章交变电流第3节表征交变电流的物理量学案粤教版选修3-2

1、第三节表征交变电流的物理量交变电流的周期和频率14Ju .基础初探先填空1.周期：交变电流完成一次周期性变化的时间叫做它的周期.单位是S.2频率：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数叫频率单位是Hz.内完成-3.周期T、频率f、角速度3的关系：3=甘=2nf,T= -T f再判断1.交变电流周期越大，说明方向变化越快.（X）2我国交变电流周期为0.02 s，频率50 Hz.（V）?3.交变电流的方向每个周期改变一次.（X）后思考如图2-3-1所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少?图2-3-1【提示】周期T=0.02 s;频率f=50 Hz学习目标1.知道交变电流的周期、频率的含 义，以

2、及它们相互间的关系知道 我国生产和生活用电的周期（频率）的大小.（重点）2.知道交变电流的峰值和有效值的 意义.能利用有效值的定义计算某 些交变电流的有效值.（难点）3.会应用正弦式交变电流的有效值 公式进行有关计算.（重点）4具有运用类比、迁移的科学方法 分析新问题的意识和能力交变电流的物知识脉络描述变化快慢前物理呈2核心突破3合作探讨打点计时器接到干电池上怎样调整也不打点,挡上就能顺利打点，每隔0.02 s打一个点.铁磁性.打点计时器为什么打点时间间隔为0.02 s?其时间间隔由什么决定?1频率为50 Hz,所以打点计时器的打点时间间隔=0.02 s；时间间隔由电源的频率决定.fZxx核心

3、点击对交变电流的周期和频率的理解交流电也要用周期或频率来表示变化的快慢.在实验中，线圈匀速转动一周，电动势、电流都按正弦规律变化一次.（1）线圈转动一周，交流电恰好完成一次周期性变化.（2）从线圈转动来说，周期就是线圈在磁场中转动一周所用的时间；频率就是圈在磁场中转动的圈数.【提示】电磁式打点计时器的打点频率与工作电流频率相同,我国生产、生活用电的 一而接到学生电探讨1：打点计时器为什么接在干电池上不打点?【提示】打点计时器要不断改变磁铁的磁性才能使振针上下振动,直流电不能改变磁探讨2:周期和频率是描述交变电流的物理量，跟任何周期性过程一样,1 s内线4题组冲关【解析】从图象可以看出每经过0.

4、3 s开始重复上一个过程,1.（多选）T和频率f分别为（A.C.B.T=0.02 sD.f=50 Hz（多选）如图2-3-2所示,F列对图象的描述正确的是【导学号：97192067】A.该电压是直流电压B.该电压是交流电压C.该电压的周期是0.2 sD.该电压的频率是10/3 Hz所以0.3 s是一个周期,T=0.01 sf=100 Hz【答案】BD2.图2-3-2IIK)0-501050.1 s电压为正值，后0.2 s电压为负值，表示前后电流方向相反，所以是交变电流，B D对，A C错.【答案】BD3.(多选)如图2-3-3甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速， 绕与磁感

5、线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2-3-3乙中曲线a、b所示，则( )图2-3-3A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合B.曲线a、b对应的线圈转速之比为2:3C.曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz50D.曲线b表示的交变电动势频率为y Hz【解析】由题图乙知t=0时两次转动产生的瞬时电动势都等于零，故A正确；由图12知两次转动所产生的交变电动势的周期之比Ta:Tb=2:3,再由周期与转速的关系n=得21na：nb=3:2，故B错误；因Ta=4X10 s，故fa= =25 Hz,C正确;正确.【答案】ACD交变电流的峰值和有效值基础初探o先填空1峰值：交变电流在一个周期内所能

6、达到的最大数值.2.有效值(1)定义：交变电流和恒定电流分别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，这一恒定电流的数值就是相应交变电流的有效值_应用1无特别说明的交变电流的电压、电流值是有效值.频率是Hz，在一个周期内，前150fb=TbPHz，1062交流电表测量的交变电流的电压、电流值是有效彳_3交流用电设备所标注的额定电压、额定电流指有效值.73.正弦式交变电流有效值和峰值的关系E=Em ,J2 =0.707EmI=ImJ2= 0.707ImU=um/ 2=0.707um再判断i任何形式的交变电流的有效值和峰值都有关系u=um2.(x)2.照明电压220 V、动力电压38

7、0 V，指的都是交变电流的电压的有效值.(V)3交流电压表和电流表测量的都是交变电流的有效值.(V)后思考交变电流的有效值是不是在某一段时间内的平均值？【提示】 有效值是根据交变电流和恒定电流在相同时间内，在相同的电阻上产生的热量相同即有相同热效应定义的，不是一段时间内的平均值.- o核也突破o-合作探讨在现代的家庭中有很多家用电器，这些用电器大多数都是用交流电.探讨1:某用电器铭牌上标有“额定电压220 V”和“工作频率50 Hz”的字样，其中“220 V”有什么含义？220 V是指该用电器所使用的电源电压有效值为220 V.试探究分析计算交变电流的有效值应注意哪几个方面的问题？(1)对正弦

8、式交变电流可用(2)对非正弦式交变电流可用电流的热效应，根据有效值的定义求解.(3)计算时应注意三同：相同电阻、相同时间、相同热量，而相同时间一般情况下是指 交流电的一个周期.核心点击1有效值的理解(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，与电流的方向无关.(2)“等效”理解：相同电阻、相同时间，产生相同热量.交变电流与多大的直流电“效 果”相同，有效值就是多大.2.有效值的计算方法(1)分段计算交变电流在一个周期内产生的热量Q(2)让直流电流(实际上是恒定电流)通过相同的电阻，在交变电流一个周期内产生的热【提示】探讨2:【提示】应注意以下三个方面问题:I=字,u=Um直接求有效值.2

9、28量等于Q如Q= l2RT或Q= URT,相对应的I、U即为交变电流、电压的有效值.R3几种常见交变电流的有效值电流名称电流图线有效值正弦式交变电流ImI=卫正弦半波电流Tfl TiI=m2正弦单向脉动电流h0772 TtI =-m矩形脉动电流CidN_1_h_t 7tr非对称性交变电流J i丨172；r；!t-11I=A/TIf+Il- O题组冲关O-4.电阻R、R2与交流电源按照图2-3-4甲方式连接，R=10Q,F2=20Q.合上开关S后，通过电阻R的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示则（）图2-3-4A.通过R的电流有效值是1.2 AB.R两端的电压有效值是6 VC.通过F

10、2的电流最大值是1.22 AD.R两端的电压最大值是6 2 V【解析】 从题图乙可以看出，该交变电流的电流最大值为0.6,2 A，正弦式交变电流Im有效值为I= 0.6 A,R两端电压有效值为U=IRi=6 V,R?两端电压最大值为Un=ImF2V2=0.6 .2X20 V=12 2 V，综上所述，正确选项为B.【答案】B95.图2-3-5中两交变电流分别通过相同电阻R分别写出它们的有效值、周期、频率；(2)计算它们在R上产生的功率之比.图2-3-5【解析】图甲为正弦交变电流，其有效值I1=0.707lm=3.54 A，周期Ti=0.4 s,4频率fi=2.5 Hz;图乙为方波交流电，电流的大小不变，方向做周期性变化，由于热效应与. 一 . .10 .电流方向无关，因而它的有效值12=5 A，周期T2=0.3 s，频率f2= Hz.(2)由公式P=|2R得P甲：P乙=1:2.求解有效值的一般步骤首先要分析交变电流的变化规律，在一个交变电流中可能存在几种形式的交流电.I 7一个交变电流中存在几种形式，