（浙江专版）2018_2019学年高中物理第五章第2节描述交变电流的物理量讲义（含解析）新人教版

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1、描述交变电流的物理量周期和频率[探新知·基础练]1．周期和频率的物理意义描述交变电流变化快慢的物理量。2．周期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(s)。3．频率交变电流在1s内完成周期性变化的次数；用f表示，单位是赫兹(Hz)。4．ω、T、f的关系ω＝＝2πf，T＝或f＝。5．我国民用交变电流的周期和频率(1)周期：T＝0.02s。(2)频率：f＝50Hz。ω＝100πrad/s，电流方向每秒钟改变100次。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．各国交变电流的周期都是0.02s。(

2、　　)2．若交变电流是线圈在匀强磁场中匀速转动形成的，则交变电流的周期也是线圈做圆周运动的周期。(　　)3．我国提供市电的发电机转子的转速为3000r/min。(　　)答案：1.×　2.√　3.√[释疑难·对点练]1．转速(n)定义：线圈单位时间(1s或1min)转过的圈数，单位是r/s或r/min。2．各物理量之间的关系：f＝，ω＝＝2πf，ω＝2πn(n的单位为r/s)。3．我国电网中交变电流的周期是0.02s，频率是50Hz。但并不是所有国家交流电频率都是50Hz，有少数国家交流电频率是60Hz的。[试

3、身手]1．关于交变电流的周期和频率，下列说法中正确的是(　　)A．正弦式交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期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：选C　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。所以选项A、B错误；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，所以选项C正确；由T＝＝s＝0.02s，知选项D错误。峰值、有效

4、值和相位[探新知·基础练]1．峰值(1)定义：交变电流的电压、电流所能达到的最大数值。(2)应用：电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值。2．有效值(1)定义：让交变电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相等，则这个恒定电流的电流I、电压U，叫做这个交流的有效值。(2)应用：①交流用电设备上所标的额定电压和额定电流；②交流电压表测量的数值；③无特别说明时提到的交变电流的数值。3．峰值和有效值的关系对于正弦式交变电流，有效值I、U与峰值Im、Um之间的关系：I＝，U＝。4．

5、相位(1)正弦式交变电流瞬时值表达式中正弦符号“sin”后面的量“ωt＋φ”叫做交变电流的相位，“φ”叫初相位。(2)两支交流的相位之差叫做它们的相位差；当它们的频率相同时，相位差是个常数。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．交变电流的有效值总是小于峰值。(　　)2．交变电流的峰值为有效值的倍。(　　)3．当线圈从中性面位置开始转动时，初相为0。(　　)答案：1.×　2.×　3.√[释疑难·对点练]1．对有效值的理解(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的。交变电流和恒定电流是一种等效替代关系

6、。(2)理解交变电流的有效值要注意“三同”：电阻相同，时间相同，产生的热量相同。(3)在计算交变电流与发热有关的物理量时，如计算通过导体产生的热量和电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值。2．有效值的两种计算方法(1)若按正(余)弦规律变化的电流，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)当电流是按非正(余)弦规律变化时，必须根据电流的热效应来求解有效值，且时间一般取一个周期。其具体做法是：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

7、计算)，其中热量Q用相应的物理量的有效值表示(如Q＝I2Rt，Q＝)，进而求出相应的有效值。[试身手]2．一电阻接一直流电源，通过4A的电流时热功率为P，若换接一正弦交流电源，它的热功率变为，则该交流电电流的最大值为(　　)A．4A　　　　　　　　B．6AC．2AD．4A解析：选A　由P＝I2R得R＝，接交流电时，＝I′2R，解得I′＝A，所以Im＝I′＝4A。A正确。对描述交变电流物理量的认识[典例1]　小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示。此线

8、圈与一个R＝10Ω的电阻构成闭合电路。不计电路的其他电阻，下列说法正确的是(　　)A．交变电流的周期为0.125sB．交变电流的频率为8HzC．交变电流的有效值为AD．交变电流的最大值为4A[思路点拨]　[解析]　由图象可以看出，此交变电流的周期为0.250s，电压的最大值Um＝20V，所以交变电流的频率为4Hz，A、B项错误；交变电流的最大值Im＝＝2A，有效值I＝＝A，C项正确，D项错误。[答案