2019年高中物理第二章交变电流第三节表征交变电流的物理量讲义含解析粤教版选修3.doc

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1、表征交变电流的物理量1．周期和频率是描述交变电流变化快慢的物理量，满足T＝或f＝；我国民用交变电流T＝0．02s，f＝50Hz。2．交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，计算时要注意“三同”，即时间相同，电阻相同，热量相同。3．正弦式交变电流的电动势、电流和电压有效值和峰值的关系：E＝、I＝、U＝。一、交变电流的周期和频率1．周期(1)定义：交变电流完成一次周期性变化的时间。(2)符号：T。(3)单位：秒(s)。2．频率(1)定义：交变电流在1s内完成周期性变化的次数。(2)符号：f。(3)单位：赫兹(Hz)。3．物理意义表征交变电流

2、变化的快慢，周期越短，交流变化越快；频率越高，交流变化越快。二、交变电流的峰值和有效值1．峰值交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，交变电流的电动势、电流、电压的峰值分别用Em、Im和Um表示。2．有效值(1)定义：根据电流的热效应来规定。让交变电流和恒定电流分别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，这一恒定电流的数值就是相应交变电流的有效值。交变电流的电动势、电流和电压的有效值分别用E、I、U表示。(2)应用：电气设备铭牌上标注的额定电压、额定电流一般都是有效值，交流电压表和交流电流表测量的也是有效值，以后提到的交变电

3、流的数值，若没有特别说明，都指有效值。3．正弦式交变电流的有效值和峰值的关系E＝＝0．707EmI＝＝0．707ImU＝＝0．707Um1．自主思考——判一判(1)各国交变电流的周期都是0．02s。(×)(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。(√)(4)交变电流的有效值总是小于峰值。(×)(5)交变电流的峰值为有效值的倍。(×)(6)当线圈从中性面位置开始转动时，初相为0。(√)2．合作探究——议一议(1)为什么打点计时器总

4、是每0．02s打一次点？提示：打点计时器接的是交变电流，f＝50Hz，T＝0．02s，所以每0．02s打一次点。(2)理解交变电流的有效值应注意什么问题？提示：交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的，定义有效值时要注意“三同”，即电阻相同、通电时间相同、产生热量相同。(3)如果电路中含有电容器，对电路的电压有什么要求？提示：把交变电流接到电容器两端时，交变电流的峰值应小于电容器所能承受的最大电压(又叫电容器的耐压值、击穿电压)，否则电容器就有被击穿的危险。描述交变电流的物理量1．线圈转动一周，交变电流恰好完成一次周期性变化。2．从线圈转

5、动的角度来说，周期就是线圈在磁场中转动一周所用的时间；频率就是线圈在磁场中一秒钟内转动的圈数。3．线圈在匀强磁场中转动一周，电动势、电流都按正(余)弦规律变化一次。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　根据周期的定义知选项A、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

6、。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。2．(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin100πt(V)，对此电动势，下列表述正确的是(　　)A．最大值是50V　　　　B．频率是100HzC．有效值是25VD．周期是0．02s解析：选CD　由交变电动势的表达式可知，电动势的最大值Em＝50V，有效值为E＝＝25V，周期T＝＝0．02s，频率f＝＝50Hz，故C、D正确。3．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

7、呈正弦函数关系，如图231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(　　)图231A．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解析：选C　由图像可以看出，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项均错误；交变电流的最大值Im＝＝2A，有效值I＝＝A，C项正确，D项错误。交变电流有效值的计算[典例]　如图232所示是一交变电流随时间而变化的图像，此交变电流的有效值是(　　)图232A．

8、5AB．5AC．3．5AD．3．5A[思路点拨][解析]　根据交变电流有效值的定义可得IRt1＋IRt2＝I2RT(4)2R×0．01＋(3)2R×0．01＝I2R×0．02解得