描述交变电流的物理量

1、第二节 描述交变电流的物理量预习疑问: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.学习重点、难点：交流电有效值概念及计算.精品笔记:学习过程：一、复习稳固：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动 时，在线圈中产生了正弦交流电。如何描述交流电的变化 规律呢？交流电的大小和方向都随时间做周期性变化，只用电压、电流描述不全面。这节课学习表征正弦交流电的物理量 .二、新课教学1周期和频率请同学们阅读教材34页到35页，答复以下问题：1 交流电的周期。2 交流电的频率。3

2、它们之间的关系 。4 线圈转动的角速度与交变电流频率的关系 。线圈的转速与线圈的角速度、交变电流频率的关 系。5我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？注意：有个别欧美国家使用交流电的频率为 60 Hz。2、交变电流的最大值Em,|m,Um,平均值1最大值：交变电流的最大值是交变电流在一个周期内 所能到达的 数值，可以用来表示交变电流的或变化幅度。2平均值：一段时间内电流的 值。思考1：交变电流在不同时刻，瞬时值不同，那么我们用什么来表示交变电流的平均效果呢？课本 35页思考与讨论3、有效值E、I、U阅读课本35页1交流的有效值：注意： 有效值定义的依据： 2正弦交流电的有效值与最大值的关系

3、电压：电流：特别注意：交变电流的峰值、平均值、有效值的 区别 各种使用交变电流的电器设备上所示值为 交流电表电压表或电流表所测值为 . 计算交变电流的功、功率、热量等用 . 对于含电容器电路，判断电容器是否会被击穿时那么需要考虑交流的值是否超过电容器的耐压值。 在计算通过导体横截面的电荷量时应考虑 值思考2：求交流电有效值的几种情况依据电流的 热效应1正弦式交流电的有效值2正弦半波交流电的有效值如图1所示，求它的有3如图2所示正弦单向脉动电流，求它的有效值4U图3(4)矩形脉动电流的有效值：如图3所示种脉冲直流电，求它的有效值(5)对称性交流电的有效值(如图4所示，求它的有效值)ijt*图4(

4、6) 非对称性交流电有效值图54、例题分析例1、表示交变电流随时间变化图象如下图， 那么交变电流 有效值为A、5 2 A B、5 AC、3.5 .2 AD、3.5 A例2、交流发电机矩形线圈边长 ab=cd=0.4 m,bc=ad=0.2 m，共50匝，线圈电阻r=1 Q,线圈在B=0.2 T的匀强磁 场中，绕垂直磁场方向的轴 00'以100r/s转速匀速 转动，外接电阻9 Q,如下图.求：(1) 电压表读数；(2) 电阻R上电功率.0&f Wr1ra0三、小结本节课主要学习了以下几个问题：1表征交变电流的几个物理量：最大值、有效值、周期、 频率2.正弦式交流电最大值与有效值的

5、关系:m213. 交流电的周期与频率的关系：T=-.f四、作业：如右图所示，在匀强磁场中有一个“冂形导线框可绕AB轴转动，匀强磁场的磁感强度 B=5 2T,线框的CD边Tl转速为50r/s，假设从图示位C长为20cm CE DF长均为10cm,置开始计时(1)写出线框中感 应电动势的瞬时值表达式。(2) 假设线框电阻r=3 ,再将AB两端 接“ 6V, 12V灯泡，小灯泡能 否正常发光？假设不能，小灯泡实 际功率多大？图154拓展：在交流电路中，计算交流的发热功率及热量必须用有 效值。另外，交流电表的读数也为有效值。但在计算 流过电路中的电量时用电流平均值计算，即：例如：单匝矩形线圈abed绕

6、ad边为轴在匀强磁场B中匀 速转动，如以下图所示，图中ab=Li ,bc=L2,线框电阻为r ,ad 间接入的电阻为RoR与理想电流表A串联，线圈角速度为co， 求：(1) 电流表A的读数。(2) 从图示位置转过90°的过程中通过电流表的总 电量q。(3) 从图示位置转过90°的过程中电阻R上产生的 热量Q热。五、训练：1、把220 V的正弦式电流接在440 Q电阻两端，那么该电阻 的电流峰值()A、0.5 AB、0.5 2 A C、2 2 A2、电路如以下图所示，交变电流电源的电压是 6 V，它跟电 阻R1、R2及电容C、电压表一起连成如图电路.忽略电源 内阻，为保证电容

7、器不击穿，电容器耐压值 U2和电压表示数Ui分别为A.Ui=6.2 VB.U2=6 VC.Ui=6 VD.U2 >6 2V3、两个相同电阻分别通以如以下图所示两种电流，贝恠一个 周期内产生的热量Qa : Qb=.-10104、关于正弦式电流的有效值，以下说法中正确的选项是A. 有效值就是交流电在一周期内的平均值B. 交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的C. 在交流电路中，交流电流表和交流电压表的示数表示 的都是有效值D. 对于正弦式电流，最大值的平方等于有效值平方的2 倍5、一电压Uo=10 V的直流电通过电阻 R在时间t内产生 的热量与一交变电流通过 R/2时在同一时间内产生的 热

8、量相同，那么该交流电的有效值为多少？&在以下图所示电路中，交流电源电压u=200sin10n tV，电阻R=10 Q，那么电流表和电压表读数分别为A、14.1 A,200 VD、2 A,141 VB、14.1 A,141 V C、2 A,200 V六、稳固练习：1、 一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬时值的表达式为 e=220. 2 sin 100n tV，以下说法中正确的选项是：A .频率是50Hz 。.当t=0时，线圈平面与中性面重合1C. 当t二s时，e的值最大，为220、2 V D。线圈100转动的角速度为314rad/s2、关于交流电的以下说法

9、正确的选项是： A. 在一个周期内交流电的方向只改变一次.B. 交流电器设备上标出的电压和电流值都是指有效值.C. 某正弦交流电压的最大值为 311V,那么该交流电压最 小值为311V.D. 用交流电流表和交流电压表测交流电流或电压时， 应测得交流电流或电压的最大值.3、 个接在直流电源上的电热器所消耗的电功率为P1,假设把它接到电压最大值与直流电压相等的正弦式交流电源上，该电热器所消耗的电功率为P2，贝 U P1： P2 为：A、2： 1B、1： 2C、1： 1D、1：24、电热器接到110V的直流电源上，每秒产生的热量为 Q，现把它接到正弦式交流电源上，每秒产生的热量为2Q，那么正弦式交流

10、电压的最大值是：A、110 2 V B、220 2 V C、220V D、110V5、有一交流的电压瞬时表达式为 u=311sin314tV，那么它的最大值 Um=V，有效值 U=V，频率 f=Hz，周期 T= .So6、某一交变电流的有效值为3A，频率为50Hz，假设线圈位于中性面时开始计时电流的瞬时表达式为i= A,，让它通过一只阻值为10Q的电阻，那么这只电阻两 端的电压瞬时表达式为 u=V o7、 试求：以下图中甲、乙所示电流的有效值：甲为 A，乙为A o8交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的，那么，在 计算一个通有交变电流的电阻产生的热量或电阻的热功 率时，是用交变电流的瞬时值、最大值还是有效值？假设 一个10 Q的电阻，通过的电流为i=2sin314tA ,那么这个 电阻的热功率是多大？9、一个正弦规律变化的交变电流的图象如右图所示， 根据图象计算：(1) 交变电流的频率。(2) 交变电流的有效值。(3) 写出该电流的瞬时值表达式。4)在什么时刻该电流的瞬时值大小与其有效值相等