2019-2020年高中物理 5.2描述交变电流的物理量导学案新人教版选修3-2 (I)

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1、2019-2020年高中物理5.2描述交变电流的物理量导学案新人教版选修3-2(I)【学习目标】1．掌握正弦交变电流的有效值和最大值之间的关系．2．理解交变电流的有效值的定义及意义．3．知道交变电流的周期、频率与线圈转动的角速度的关系．4．能解决有关计算有效值的问题．重点：有效值和最大值难点：有关计算有效值的问题【自主预习】一、最大值1．定义：交变电流在一个周期内所能达到的称为最大值或峰值，用符号Um、Im表示．2．最大值所处位置：当线圈平面与磁感线时，交流电动势或电流处于最大值．3．大小：Em＝，Im＝，Um＝．说明：电容器上所标明的电压为电压的值，超过该值，电容器可能被击穿．二、有效值1．

2、定义：交流的有效值是根据电流的来规定的，让交流和直流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，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值．电压有效值的符号用U表示，电流有效值符号用I表示，电动势有效值符号用E表示．2．正弦交变电流有效值和最大值之间关系是：E＝　U＝　I＝说明：（1）在交变电路中交流电流表、交流电压表的示数为交流的值．（2）用电器的额定电压、额定电流均指交流的有效值，即交流功率计算：P＝U·I中的I、U为值．（3）用电器铭牌上标的值为值．（4）叙述中没有特别加以说明的交流的值为值．三、平均值定义：交流的平均值是交流图象中波形与横轴（t轴）所围成面积跟时间的比值，其数值

3、可以用计算．对正弦交变电流在一个周期内的平均值为．说明：在计算交流通过导体产生的热量和电动率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交流的值．计算通过导体的时，只能用交流的值，在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流的值．四、周期和频率定义：周期（T）是指交变电流完成一次变化所需的时间，单位是秒．周期越大，交变电流变化越，在一个周期内交变电流的方向变化次．频率（f）是交变电流在1s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号是Hz．频率越大交变电流变化越f＝（2）正弦式电流的周期和频率的决定因素是发电机转子转动的角速度ω．T＝，f＝＝【典型例题】一、最值、周期、频率的考查【例1】有一个电子器件，当其两端电压

4、高于100V时则导通，等于或低于100V时则不导通，若把这个电子器件接到100V、50Hz的交变电源上，这个电子器件将(　　)A．不导通B．每秒钟导通50次C．每秒钟导通100次D．每次导通时间为0.005s二、有效值的考查【例2】两个完全相同的电热器，分别通有如图所示的峰值相等的方波交变电流和正弦式交变电流，则这两个电热器的电功率之比P1∶P2＝________.三、交变电流物理量的考查【例3】小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，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

5、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四、交变电流物理量的综合应用【例4】如图所示，一交流发电机线圈共N＝50匝，ab＝0.2m，bc＝0.1m，总电阻r＝10Ω，在B＝0.5T的匀强磁场中从磁通量最大位置开始以n＝100r/s的转速匀速转动，外电路中接有R＝40Ω的电阻．当线圈转过1/4周期时，求：(1)在外电阻R上产生的焦耳热Q.(2)这段时间内通过外电阻R的电荷量．【课后练习】1.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图象如图所示，则(　　)A．交变电流的频率是4πHzB．当t＝0时，线圈平面与磁感线垂直C．当t＝πs

6、时，e有最大值D．交流电的周期是2πs2．关于交流电的有效值U和最大值Um，下列说法中正确的是(　　)A．任何形式的交流电都具有U＝Um/的关系B．正弦式交流电具有U＝Um/的关系C．照明电压220V，动力电压380V指的都是最大值D．交流电压表和交流电流表测的都是最大值3．将阻值为5Ω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所示．下列说法正确的是(　　)A．电路中交变电流的频率为0.25HzB．通过电阻的电流为AC．电阻消耗的电功率为2.5WD．用交流电压表测得电阻两端的电压是5V4．下列关于交流的几种说法中，正确的是(　　)A．交流电器设备上所标的电压、电流值是峰值B

7、．交流电流表和交流电压表的值是瞬时值C．跟交流有相同热效应的直流的值是交流的有效值D．跟直流有相同热效应的交流的值是交流的有效值5．如图表示两种电压的波形，其中图甲表示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是(　　)A．图甲表示交流电，图乙表示直流电B．两种电压的有效值都是311VC．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝220sin100πtVD．以上说法都不对6．在电路的MN间加一如图所示的正弦交流电，