高中物理第二章交变电流第三节表征交变电流的物理量学案粤教版选修3_2

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1、第三节　表征交变电流的物理量学习目标重点难点1．理解交变电流的周期、频率含义，能记住它们相互间关系．2．能记住交变电流有效值的意义，会应用正弦式交变电流有效值公式对纯电阻电路的电压、电流进行有关计算．3．能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值．重点：交变电流的最大值和有效值的理解和计算．难点：交变电流的有效值和平均值的计算．一、交变电流的周期和频率1．周期交流电完成一次周期性变化所需的时间，叫做交流电的周期，通常用T表示，单位是秒．2．频率交流电在单位时间内完成周期性变化的次数，叫做交流电的频率，通常用f表示，单位是赫兹．周期和频率的关系是T＝．预习交流1想一想，为什么打点计

2、时器每隔0.02s打一次点？答案：因为打点计时器使用的电源是周期为0.02s的交流电源．二、交变电流的峰值和有效值1．峰值交变电流的峰值是指它的电动势、电压或电流的最大数值，在一个周期内交变电流的峰值会出现两次．2．有效值交流电的有效值是根据电流热效应来规定的．让交流电和直流电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，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值．3．峰值和有效值的关系Em、Im、Um表示峰值，E、I、U表示有效值，则正弦式交变电流中：E＝＝0.707Em，I＝＝0.707Im，U＝＝0.707Um．预习交流2有的同学说，其实交变电流的电压是不改变的

3、．而电流的大小和方向是随时间周期性变化的．例如家庭用电是220V交变电流．你同意这种说法吗？答案：不同意，交变电流的电压、电流都随时间做周期性变化，只有频率是不改变的．家庭用电的220V是指交变电流的有效值．预习交流3对于正弦交变电流，有效值I＝，U＝．这一关系是怎样得出的？对于其他形式的交变电流，是否也存在有效值I＝，U＝的关系？答案：对正弦交变电流，有效值与最大值间的关系是根据交变电流有效值的定义得出的．其他形式的交变电流不一定存在此关系，其最大值与有效值间的关系也要根据交变电流有效值定义得出．一、表征交变电流的物理量1．表征交变电流变化快慢的物理量有哪些？它们间的关系怎样

4、？答案：（1）周期T：交变电流完成一次周期性变化所需的时间；（2）频率f：交变电流在1s内完成周期性变化的次数；（3）角速度ω：描述线圈在匀强磁场中转动的快慢；（4）角速度、频率、周期的关系：T＝＝．2．交变电流电动势的瞬时值表达式为e＝Emsinωt，讨论如何根据此表达式确定交变电流的周期和频率？答案：线圈转动一周的时间为交变电流的一个周期，从表达式可知线圈转动的角速度为ω，则T＝，由周期与频率的关系得f＝＝．3．表征交变电流大小的物理量有哪些？它们是怎样定义的？答案：（1）瞬时值：交变电流的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向．瞬时值表达式是时间的函数．不同时刻，瞬时值

5、不同．正弦式交流电瞬时值的表达式为e＝Emsinωt，u＝Umsinωt，i＝Imsinωt．（2）峰值：交变电流的峰值是指它的电动势、电压或电流所能达到的最大值，用大写字母Em、Um、Im表示．（3）平均值：交变电流I－t图象中，图线与时间轴所夹面积与时间的比值．（4）有效值：①意义：描述交变电流做功或热效应的物理量．②定义：让交变电流与直流电通过同一电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，而这个直流电的电流是I、电压是U，我们就把I、U叫做这个交变电流的有效值．4．某用电器铭牌上标有“额定电压220V～”和“工作频率50Hz”的字样，你知道“220V～”的含义吗？答案：

6、“～”表示该用电器使用“交变电流”，而“220V”是指该用电器所使用的交流电源电压有效值为220V．一面积为S的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，感应电流i＝Imsinωt，要使感应电流的最大值变为2Im，下列办法不可行的是（　　）．A．把磁感应强度变为2BB．把转动角速度变为2ωC．用同样的导线做成一个面积为2S的正方形线圈D．用同样的导线做成一个边长是原来的2倍的线圈答案：C解析：由Im＝可知选项A、B可行．选项C中面积变成原来的2倍，由S＝L2可知导线长度变成原来的倍，再由电阻定律可得导线的电阻变成原来的倍，所以导线中的感应电流的最大值只能变为原来的倍，

7、不符合题意．选项D中边长变成原来的2倍，总长度也变成原来的2倍，由电阻定律可知总电阻也变成原来的2倍，线圈面积变成原来的4倍，所以电流的最大值变成原来的2倍．1．计算交变电流的有效值要注意三同：电阻相同、时间相同、产生热量相同，且应取一个周期或周期的整数倍计算电热．2．通常所说的交变电流的电流、电压，交流电表的读数，交变电流用电器的额定电压、额定电流，保险丝的熔断电流等都是指有效值．在没有具体说明的情况下，所给出的交流电的数值都指有效值．3．交变电流的峰值对纯电阻电路来说，没有什么应用意义．