物理选修3-2人教新课标5.2描述交变电流的物理量同步学案

1、5.2 描述交变电流的物理量 【知识回顾】1、什么是交流电？中性面的概念是什么？有何特点？（从磁通量、磁通量的变化率、电动势解释）_。2、正弦交流电的电动势瞬时值表达式，电动势的最大值；电压、电流的瞬时值和最大值画出正弦交流电的et图像、ut图像、it图像、-t图像。【教学目标】1知道交变电流的周期，频率的含义，以及它们相互的关系。知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。2知道交变电流的峰值和有效值的意义。能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值。3会用交变电流有效值公式进行有关计算。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。【教学过程】：一、引入新课 从上节看到，交流电的大小

2、和方向都随时间变化，谈到他的电流或电压时要区分他的最大值和瞬时值。 此外，还有几个物理量，在描述交流电时也常用到。二、课内探究1、周期和频率：（1）周期：_。用_表示。（2）频率：_。用_表示。（3）、周期与频率的关系：_。（4）一个周期内电流方向改变_次。【注意】 我国生产和生活用交流电的周期T_s，频率f= _Hz，角速度_rad/s，在1s内电流的方向变化_次。2有效值： 电动势 E 电压 U 电流 I 【问题1】：如图所示的电流i通过一个R=1的电阻。它不是恒定电流。（1）、怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？（2）、如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也能在1s内产

3、生同样的热，这个电流是多大？小结:有效值：（1）、定义_ _。 从有效值的定义看，“有效”指的是_。 （2）、正弦交流电的有效值与最大值的关系： E=_ U=_ I=_（3）、注意：峰值（最大值）、有效值、平均值在应用上的区别。 在求交流电的_、_或_时必须用交流电的有效值。 求_一定要用平均值。平均值：E平均=_三、典例探究 【例1】.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为 （ ） A400V，0.02s B200V, 0.02sC400V, 0.08s D200V, 0.08s 变式1：如图所示为某正弦交

4、流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。2002002u/vt/s 【例2.】某交流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。总结：（1）计算电容器的耐压值用_.（2）计算保险丝的额定电流用_。 【 例3】.如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流的有效值。变式2、图中两交变电流通过相同的电阻R。求：（1）分别写出它们的有效值、周期和频率。 （2）计算它们在R上产

5、生的功率之比。【课堂小结】 【作业布置】作业一：课后习题3、4、5（作业本）（ABC层同学）作业二：完成课后习题1、2、3、4及巩固学案1、 2（C层同学）作业三：完成课后习题1、2、3、4、5及巩固学案（AB层同学）【巩固学案】：1、一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为u=10sintV的交流电源上，它的发热功率 （ ）RVA A0.25P B0.5P CP D2P2如图所示，正弦交变电流的电压最大值为311v，负载电阻R=440，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表的读数为 V，交流电流表的读数为 V。1.57 3.141.00-1.0/10-2Wbt/10

6、-2s3一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动。线圈匝数n=100，穿过每匝线圈的磁通量 随时间按正弦规律变，如图所示，发电机内阻r=5.0，外电路电阻R=95。求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数。4矩形线圈abcd在匀强磁场中绕00'轴匀速转动，当t=O时，线圈恰好经过图中所示的位置，已知线圈为n匝，面积是S，电阻为R，磁感强度为B，转动角速度为。cdba（1）写出感应电动势瞬时值的表达式。（2）由图示位置转过60°角时电动势的瞬时值为多大？（3）由图示位置转过90°的过程中，感应电动势的平均值为多大？5、如图所示，线圈的面积是0.05，共有100匝；线圈电阻为1，外接电阻R9，匀强磁场的磁感应强度为B1T，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：（1）、若从线圈处于中性面开始计时，写出线 圈中感应电动势的瞬时表达式；（2）、线圈转过130s时电动势的瞬时值多大；（3）、电路中电压表和电流表示数 各是多少；（4）、 线圈每转过一周，外力所做的功。6、如图所示，矩形线圈的匝数为