人教版物理选修32第5章第2节描述交变电流的物理量

1、高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件第5章 第二节描述交变电流的物理量 高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件第二节描述交变电流的物理量第二节描述交变电流的物理量高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.知道交变电流的周期和频率，以及它知道交变电流的周期和频率，以及它们之间的关系们之间的关系2知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系值等及其关系3知道我国供电线路交变电流的周期与频率知道我国供电线路交变电流的周期与频率重点难点：重点难点：1.对交变电流的理解和应用对交变电流的理解和应用2计

2、算一些非正弦式交变电流的有效值计算一些非正弦式交变电流的有效值高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第二二节节描描述述交交变变电电流流的的物物理理量量课前自主学案课前自主学案高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件课前自主学案课前自主学案一、周期和频率一、周期和频率1周期：交变电流完成周期：交变电流完成_所需的所需的时间，用时间，用_表示，单位是表示，单位是_2频率：交变电流在频率：交变电流在1 s内完成内完成_的次的次数，用数，用_表示，单位：表示，单位：_一次周期性变化一次周期性变化T秒秒周期性变化周期性变

3、化f赫兹赫兹高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件二、峰值和有效值二、峰值和有效值1峰值：交变电流在一个周期内所能达到的峰值：交变电流在一个周期内所能达到的_，峰值可以用来表示交变电流的，峰值可以用来表示交变电流的_或或电压的电压的_，但不能用来表示交变电流产生的，但不能用来表示交变电流产生的_峰值在实际中有一定的指导意义，所有使用交峰值在实际中有一定的指导意义，所有使用交变电流的用电器，其最大耐压值应变电流的用电器，其最大耐压值应_其使其使用的交流电压的峰值，电容器上的标称电压值用的交流电压的峰值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许施加电压的是电容器两极间所允许施加电压的_最大值

4、最大值强弱强弱高低高低热效应热效应不小于不小于最大值最大值高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件2有效值：让交流与恒定电流分别通过大小相同有效值：让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流是相等，而这个恒定电流是I、电压是、电压是U,我们就把我们就把I、U叫做这个交流的有效值叫做这个交流的有效值在没有特别说明时，通常所说的交变电流、电压、在没有特别说明时，通常所说的交变电流、电压、电动势都是指有效值，交流电流表测量的值也是有电动势都是指有效值，交流电流表测量的值也是有效值，交流用电设备铭牌标

5、出的电压、电流值也是效值，交流用电设备铭牌标出的电压、电流值也是指有效值指有效值正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系：正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系：I_Im，U_Um，E_Em.高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件三、相位三、相位如图如图521所示，甲、乙两交流电的表达式分所示，甲、乙两交流电的表达式分别为：别为：u甲甲Emsint；u乙乙Emsin(t)，其中，其中“_”叫做交变电流的叫做交变电流的_，是是t0时的相位，叫做交变电流的时的相位，叫做交变电流的_图图521t相位相位初相位初相位高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件两支交流的两支交流的_叫做它们的相

6、位差例如叫做它们的相位差例如两支交流电，两支交流电，u1Emsin(t1)，u2Emsin(t2)，它们的，它们的_，但初相位不同，它们，但初相位不同，它们的相位差的相位差(t2)(t1) _，是一，是一个常量，等于两个初相之差，不随时间变化，可个常量，等于两个初相之差，不随时间变化，可以说，这两支交变电流的变化规律是相同的，只以说，这两支交变电流的变化规律是相同的，只是是_不同不同相位之差相位之差频率相同频率相同21变化步调变化步调高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件核心要点突破核心要点突破一、对有效值的理解、计算方法一、对有效值的理解、计算方法1有效值的理解有效值的理解交变电流的有

7、效值是根据电流的热效应定义的，理交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，理解有效值重点在解有效值重点在“等效等效”，“效果效果”相同在定义中相同在定义中体现为相同电阻、相同时间，产生相同热量，交变体现为相同电阻、相同时间，产生相同热量，交变电流与多大的直流电电流与多大的直流电“效果效果”相同，有效值就是多相同，有效值就是多大大高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件3几种典型的有效值几种典型的有效值高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件特别提醒：特别提醒：铭牌上表示的和电表测量的都是有效铭牌上表

8、示的和电表测量的都是有效值，电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿值，否则电容器就可能被击穿高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1关于交流电的有效值，正确的说法是关于交流电的有效值，正确的说法是()A对于各种交变电流，最大值的平方都等于有效对于各种交变电流，最大值的平方都等于有效值平方的值平方的2倍倍B有效值就是交流电在一个周期内的平均值有效值就是交流电在一个周期内的平均值C交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的D在交流

9、电路中，交流电流表及交流电压表的读在交流电路中，交流电流表及交流电压表的读数表示的均为有效值数表示的均为有效值高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件二、交变电流的四值对比二、交变电流的四值对比高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件特别提醒：特别提醒：(1)交变电流的平均值不等于有效值，交变电流的平均值不等于有效值，不是初、末状态瞬时值的平均值不是初、末状态瞬时值的平均值(2)交变电流的平均值与交变电流的方向及所取时交变电流的平均值与交变电流的方向及所取

10、时间的长短均有关间的长短均有关(3)计算通过导体某一截面的电荷量时，只能用交计算通过导体某一截面的电荷量时，只能用交变电流的平均值变电流的平均值高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件 一正弦交变电流的电压随时间变化的规律一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图如图522所示由图可知所示由图可知()图图522课堂互动讲练课堂互动讲练表征交变电流的物理量及其应用表征交变电流的物理量及其应用高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【思路点拨】【思路点拨】本题首

11、先可以从图中得到交变电流本题首先可以从图中得到交变电流的频率和峰值，然后可由正弦式交变电流峰值与有的频率和峰值，然后可由正弦式交变电流峰值与有效值的关系确定其有效值，最后由有效值计算电阻效值的关系确定其有效值，最后由有效值计算电阻消耗的电功率消耗的电功率高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【答案】【答案】BD【规律总结】【规律总结】根据函数表达式和图象确定表征根据函数表达式和图象确定表征交变电流的物理量时，首先要确定交变电流的周交变电流的物理量时，首先要确定交变电流的周期和峰值，在此基础上正确运用相关关系式进行期和峰值，在此基础上正确运用相关

12、关系式进行分析求解分析求解高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件变式训练变式训练1将阻值为将阻值为5 的电阻接到内阻不计的的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图523所示下列说法正确的是所示下列说法正确的是()图图523高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件 某一交流电的电压波形如图某一交流电的电压波形如图524所示，求这一交流电的电所示，求这一交流电的电压的有效值压的有效值U.根据图象计算有效值根据图象计算有效值图图524【思路

13、点拨】【思路点拨】首先根据首先根据ut图象得出交变电流图象得出交变电流的周期，然后根据有效值的定义计算出有效值，的周期，然后根据有效值的定义计算出有效值，时间可取一个周期时间可取一个周期高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件变式训练变式训练2如图如图525甲为电甲为电热毯的电路图，电热丝接在热毯的电路图，电热丝接在u311sin100t V的电源上，电热毯的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置被加热到一定温度后，通过装置P使输出电压变为图乙所示波形使输出电压变为图乙所示波形,从而进入保温状态若电

14、阻丝电从而进入保温状态若电阻丝电阻保持不变，此时交流电压表的阻保持不变，此时交流电压表的读数是读数是()图图525高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件A110 VB156 VC220 V D311 V高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件交变电流交变电流“四值四值”的应用的应用图图526高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件(1)转动中感应电动势的最大值和有效值转动中感应电动势的最大值和有效值(2)电路中交流电压表和电流表的示数电路中交流电压表和电流表的示数(3)线圈从图示位置转过线圈从图示位置转过90的过程中通过电阻的过程中通过电阻R的电量的电量【思路点拨】【思路点拨】解

15、答本题时应把握以下三点：解答本题时应把握以下三点：(1)由交流电的瞬时值表达式确定最大值由交流电的瞬时值表达式确定最大值(2)电表示数对应交流电的有效值电表示数对应交流电的有效值(3)计算电量用交流电的平均值计算电量用交流电的平均值高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【答案】【答案】(1)50 V35.4 V(2)31.86 V3.54 A(3)0.16 C高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【规律总结】【规律总结】在研究交变电流做功、电功率及产在研究交变电流做功、电功率及产生的热量时只能用有效值；在研究交变电流通过导生的热量时只能用有效值；在研究交变电流通过导体横截面的电荷量时只能用平均值体横截面的电荷量时只能用平均值高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件变式训练变式训练3(2009年高考福建理综卷年高考福建理综卷)一台小型发一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图图527