高中物理 第五章 交变电流（第2课时）描述交变电流的物理量教师用书 新人教版选修3-2.doc

《高中物理 第五章 交变电流（第2课时）描述交变电流的物理量教师用书 新人教版选修3-2.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2课时　描述交变电流的物理量研究学考·把握考情]知识内容描述交变电流的物理量考试要求加试c教学要求1.了解周期和频率的概念，知道频率单位，掌握周期和频率之间的关系2．理解有效值的物理意义，体会“等效思想”的运用3．知道正弦交变电流的峰值和有效值之间的关系4．知道电器上标注的、电表测量的和通常所说的电压、电流均为有效值5．能从正弦式交变电流的图象中读出峰值、周期6．能对正弦式交变电流的图象描述和函数式描述进行转换说明1.不要求证明正弦式交变电流有效值与峰值之间的关系2．不要求计算方波等其他交变电流的有效值基础梳理]　　

2、　　　　　　　　　　　　　　　　　1．周期(T)：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用T表示，单位是秒。2．频率(f)：交变电流在1_s内完成周期性变化的次数，用f表示，单位是赫兹，符号是Hz。3．转速(n)：线圈单位时间(1s或1min)转过的圈数，单位是r/s和r/min。4．各物理量之间的关系：f＝，ω＝＝2πf，ω＝2πn(n的单位为r/s)。5．我国电网中交变电流的周期是0.02_s，频率是50Hz。特别提醒　交流发电机的线圈转动的周期和转速(r/s)等于交变电流的周期和频率，且线圈转动的角速度ω＝＝2π

3、f＝2πn。典例精析]例1关于正弦式交变电流的周期和频率，下列说法中正确的是(　　)A．交变电流最大值出现两次的时间间隔等于周期的一半B．1s内交变电流出现最大值的次数等于频率C．交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍D．50Hz的交变电流，其周期等于0.05s解析　根据周期的定义知选项A正确，选项B错误；因为在一个周期的时间内，交变电流会出现正向和负向最大值各一次，但相邻两个峰值的时间间隔为半个周期，所以交变电流在一个周期内方向改变两次，即方向变化的频率为交变电流频率的2倍，故选项C正确；由T＝＝s＝0.02s，

4、知选项D错误。答案　AC名师点睛　应根据周期、频率的意义和关系来解答，也可利用正弦式交变电流的图象来分析，如果用图象分析会更直观。跟踪训练1如图1所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式交变电流的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦式交变电流的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦式交变电流的说法错误的是(　　)图1A．线圈先后两次转速之比为3∶2B．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为0C．交变电流a的瞬时值为u＝10sin5πtVD．交变电流b的最大值为V解析　由u－t图象知：Ta∶Tb＝2∶3，故两次

5、转速之比为3∶2，选项A正确；t＝0时刻，线圈中e1＝0，线圈位于中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，选项B错误；对交变电流a：Um＝10V，Ta＝0.4s，则ωa＝5πrad/s，故u＝Umsinωat＝10sin5πtV，选项C正确；由Em＝NBSω，且ωa∶ωB＝Tb∶Ta＝3∶2知，Emb＝Ema＝V，选项D正确。答案　B基础梳理]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＝nBSω(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

6、电容器的耐压值。2．有效值：让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，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：“相同电阻”上、“一个周期”内、产生“相同热量”。3．正弦式交变电流的有效值I、U与峰值Im、Um的关系，I＝，U＝。注意：非正弦式交变电流的有效值只能根据电流的热效应计算。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)要用有效值。(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

7、值都指有效值。要点精讲]正弦式交变电流的有效值和峰值的关系(1)若是正弦式交变电流，可利用交变电流的有效值与峰值间的关系求解，即E＝，U＝，I＝。(2)若不是正弦式交变电流，则必须根据电流的热效应来求解其有效值，且时间取一个周期。具体解法：假设让交变电流通过电阻R，计算交变电流在一个周期内产生的热量Q(可分段计算)，其中热量Q用相应的物理量I或U来表示(如Q＝I2Rt或Q＝)，则I或U为交变电流的相应有效值。【例2】一个小型电热器若接在输出电压为10V的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的

8、电功率为。如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为(　　)A．5VB．5VC．10VD．10V解析　设交变电压有效值为U，根据有效值定义，有×2t＝×t，U＝5V，交变电压最大值Um＝5×V＝10V。答案　C【跟踪训练2】如图2所示是某种正弦式交流电压的波形图，由图可确定该电压的(　　)图2A．周期是0.01sB．最大值