河北省邢台市高中物理第五章交变电流52描述交变电流的物理量（一）学案（无答案）新人教

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1、5.2描述交变电流的物理量【学习目标】1.掌握交变电流的周期、频率、线圈转动角速度三者Z间的关系.2.能理解电流的有效值是与热效应有关的量，而平均值只是简单意义的平均.3.掌握交变电流有效值与峰值的关系，会进行有效值的计算.莫础自宁落实章点互动探究知识•探究一、周期频率相位［问题设计］1.如图1所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少?图12.如图2所示，甲、乙两交流电，什么量相同，什么量不同？试写出两交流电的表达式.图2［要点提炼］1.周期(T)：交变电流完成所需的时间，用T表示，单位是秒.2.频率(f)：交变电流在

2、内完成的次数，用_表示，单位是赫兹，符号是3.转速(n)：线圈单位吋间(1s或1min)转过的圈数，单位是r/s或r/min.4.各物理量Z间的关系：f=*,3=罕=2兀匚3=2Jin(n的单位为r/s).5.交流电的表达式e=,其中“3t+(b”叫做交变电流的,(1)是t=0吋的相位，叫做交变电流的•6.我国电网中交变电流的周期是,频率是_Hz.二、峰值和有效值［问题设计］1.图3是通过一个R=1Q的电阻的电流i随时间变化的曲线.这个电流不是恒定电流.i/A■0.51Ir!:-t/s42O(1)怎样计算1s内电阻R中产

3、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内产生同样的热，这个电流是多大？2.某交流电压瞬时值表达式u=6V2sin仃00nt)V,把标有“6V,2W”的小灯泡接在此电源上会不会被烧坏？把标有6V的电容器接在此电源上会不会被击穿？［要点提炼］1.峰值：也叫最大值，它是所有瞬时值中的最大值.(1)当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，Em=(转轴垂直于磁感线).(2)电容器接在交流电路中，交变电压的最大值不能超过电容器的—值.2.有效值：让交流与恒定电流分别通过的电阻，如果在交变电流

4、的内它们产生的相等，我们就把这个恒定电流的电流值I、电压值U叫做这个交流电的有效值.计算时要注意三同：“相同”上、“一个周期”内、产生“相同3.正眩式交变电流的有效值I、U与峰值4、山的关系:注意：非正弦式交变电流的有效值只能根据电流的计算.4.有效值的应用(1)计算与电流热效应有关的量(如功率、热量)要用值.(2)交流电表的测量值，电气设备标注的额定电压、额定电流以及通常提到的交流电的数值都指值.5.平均值的应用_E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，即q=1・At=—At=AX典例精析一、对

5、描述交变电流物理量的认识【例1】一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图4所示，由图可知（）A.该交流电的电压的有效值为100VB.该交流电的频率为25HzC.该交流电压瞬时值的表达式为u=100sin（25t）VD.并联在该电压两端的电压表指针不停摆动二、正弦式交变电流有效值的计算【例2】一台小型发电机产生的电动势随吋间变化的正眩规律图象如图5甲所示.已知发电机线圈内阻为5.0Q,外接一只电阻为95.0Q的灯泡，如图乙所示，则（）41乙图5A.电压表错误！未找到引用源。的示数为220VB.电路中的电流方向每秒钟改变50次

6、C.灯泡实际消耗的功率为484WD.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J三、非正弦式交变电流有效值的计算【例3】如图6所示是一交变电流随时间变化的图象，求此交变电流的有效值.四、峰值、有效值、瞬时值、平均值的区别应用【例4】在水平方向的匀强磁场屮，有一正方形闭合线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动，己知线圈的匝数为n=100匝，边长为20cm,电阻为10Q,转动频率f=50血，磁场的磁感应强度为0.5T,求：(1)外力驱动线圈转动的功率.(2)转至线圈平面与中性面的夹角为30°时，线圈产生的感应电动势及感应电流的大小.(

7、3)线圈由屮性面转至与屮性面成30。夹角的过程屮，通过线圈横截面的电荷暈.©课堂要点小结的物理量［周期T］1描述变化快慢的物理量］站八丁=卡频率fj1厂瞬时值e=Enisin3t峰值Em=nBSw描述大小的物理量£有效值自我•检测—△①平均值E=n——栓测学习效果体验成功快乐1.(对描述交变电流物理量的认识)如图7是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的()图7A.周期是0.01sB.最大值是220VC.有效值是220VD.表达式为u=220sin（100nt）V1.（正弦式交变电流有效值的计算）一个矩形线圈在匀

8、强磁场屮绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T.从中性面开始计时，当t=*T时，线圈小感应电动势的瞬时值为2V,则此交变电流的有效值为（）A.2^2VB.2VC.y[2VD.平V2.（非正弦式交变电流有效值的计算）通过一阻值R=100Q的电阻的交变电流如图8所示，其周期为1s.电阻两端电压的有效值为（）图8A.12VB.