人教版高二物理选修3-2第五章交变电流第二节描述交变电流的物理量学案学生版

1、第五章交变电流第二节 描述交变电流的物理量学案班别姓名学号、自主预习1周期和频率（1） 周期（T）:交变电流完成一次周期性变化（线圈转一周）所需的时间，单位是秒（s）,公式；（2） 频率（f）:交变电流在1 s内完成变化的次数，单位是赫兹（Hz）；（3） 周期和频率的关系： 。2交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平均值（1）瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。在求解某一时刻线圈受到的磁力矩时，用的是 瞬时值；（2） 峰值：交变电流的电流或电压所能达到的，也叫最大值；电容器的击穿电压为最大值。（3）有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值。对正弦交流电，其有效值和峰

2、值的关系为： 、。用电器的铭牌上标的是有效值，电流表”和 电压表”测量的值是有效值”在研究交变电流的功率和产生的热量时，只能用有效值。（4） 平均值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的。在求交变电流流过导体的过程通过导体横截面积的电量时，用的是平均值。二、课堂突破知（ ）（一）交变电流的四值”的比较与理解1.交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e=Emsin w t i=lmsin wt计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值Em=nBS3, I mR r讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等 效的恒定电流的

3、值E影，u罷，I卷适用于正（余）弦式交变电流（1）计算与电流的热效应有关的 量（如电功、电功率、电热等）（2 ）电气设备 铭牌”上所标的 般疋有效值（3）保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图象中图线与 时间轴所夹的面积与时间的比值E BLv ; E n tER r计算通过电路截面的电荷量【例题1】（多选）一线圈在磁场中转动产生的正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。由图可A .该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin50 （tV）B. 0.01 s末线圈处于中性面的位置第1页/共 4页c.该交流电电压的有效值为ioo.：2vD 若将该交流电压加在阻值为R=100 Q的电阻两端，则

4、电阻消耗的功率为50 W（二）求交变电流有效值的方法（1）公式法利用EEm、U2'2计算，只适用于正余弦式交流电。（2）利用有效值的定义计算（非正弦式交流电）在计算有效值时 相同时间”至少取一个周期或周期的整数倍。（3）利用能量关系当有电能和其他形式的能转化时，可利用能的转化和守恒定律来求有效值。【例题2】图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电 压是正弦函数的一部分。下列说法错误的是（）A图甲、图乙均表示交流电B .图甲所示电压的瞬时值表达式为 u=20sin 100 n tV）C. 图乙所示电压的有效值为 20 VD. 图乙所示电压的有效值为

5、10 V三、巩固训练）B.灯泡的额定电压D.保险丝的额定电流1. 下列所列数据不属于交流电有效值的是A .交流电表的示数C .电容器的耐压值e随时间t的变化规2. （多选）一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势律如图所示，下列说法正确的有（）A . t1时刻线圈位于中性面D .一个周期内交变电流的方向改变一次B . t2时刻通过线圈的磁通量最大C .电动势的有效值为3. （多选）如图所示，一面积为S,电阻为R的N匝矩形线圈处于一个交变的磁场中，磁感应强度的变化规律为B=Bosin 3 t卜列说法正确的是（）r>rA .线框中会产生交变电流fXB.在t=n时刻，线

6、框中感应电流达到最大值XXXXC.从t=0到t=n这一过程中通过导体横截面积的电何量为BSkXXX2RD .若只增大变化磁场的频率，则线框中感应电流的频率也将增加，但电流的有效值不变4.电阻R1、R2与交流电源按照图（a）方式连接，R1=10 Q,R2=20 Q。合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图A .通过R1的电流有效值是1.2 AB . R1两端的电压有效值是6 Vb）所示。则（）C .通过R2的电流最大值是1.22 AD . R2两端的电压最大值是6 2 VJ5图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正 弦规律变化，图乙所示的电压是正弦函数的一

7、部分。下列说法错 误的是（）A图甲、图乙均表示交流电B .图甲所示电压的瞬时值表达式为u=20sin 100 n VC 图乙所示电压的有效值为20 VD .图乙所示电压的有效值为10 V6如图所示是一交变电流的i-图象，则该交变电流的有效值为（A . 4 AB. 2.2 A）2.308C .一 A37.（多选）小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示。 此线圈与一个 R=9 Q的电阻构成闭合电路，线圈自身的电阻r=1 Q,下列说法正确的是（）A .交变电流的周期为0.2 sB .交变电流的频率为2.5 HzD.发电机输出的电功率为18

8、WC .发电机输出的电压有效值为10 2 V8.如图所示，一面积为 S、匝数为N、电阻为r的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕 00轴以角速度3匀速转动，外电路电阻为 R （电表均为理想电表），求:（1）以图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势e随时间t变化的表达式;（2） 电压表的读数 U和电流表读数I;（3） 线圈由图示位置转过90 的过程中，外力对线框做的功W。9. 下列关于交流的几种说法中，正确的是（）A .交流电器设备上所标的电压、电流值是峰值B .交流电流表和交流电压表的值是瞬时值C .交流电流表和交流电压表的值是峰值D .跟交流有相同热效应的直流的值是交流的有效值10. （

9、多选）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极 N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴00 '沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（）A .电流表的示数为10 AB .线圈转动的角速度为50 n rad/sC. 0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D . 0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左11. （多选）如图甲所示，交流发电机的矩形金属线圈d的匝数n=100,线圈的总电阻r=5.0 Q,线圈位于匀强磁场中，且线圈平面与磁场方向平行。线圈的 两端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F （集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=95 Q的定值电阻连接。现使线圈绕过 be和ad边中点、且垂直于磁场的转轴00以一定的角速度匀速转动。穿过线圈的磁通量 随时间t变