2015-2016学年高中物理第2章第2节描述交流电的物理量课件教科版选修.ppt

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1、第二章交变电流目标定位1.掌握交变电流的周期、频率、线圈转动角速度三者之间的关系.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.学案2描述交流电的物理量知识探究自我检测如图1所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？一、周期和频率知识探究问题设计图1答案周期T＝0.02s；频率f＝50Hz.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1s内完成的次数，用f表示，单位是赫兹，符号是.3.转速(n)：线圈单位时间(1s或

2、1min)转过的圈数，单位是r/s或r/min.5.我国电网中交变电流的周期是s，频率是Hz.一次周期性变化周期性变化Hz0.0250二、峰值　有效值1.图2是通过一个R＝1Ω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.(1)怎样计算1s内电阻R中产生的热量？问题设计图2(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内产生同样的热量，这个电流是多大？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

3、不能超过电容器的值.要点提炼NBSω耐压2.有效值：让交变电流与恒定电流分别通过的电阻，如果在内它们产生的相等，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、“相同时间”内、产生“相同”.大小相同相同的时间热量热量电阻注意：非正弦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，通常提到的交流电的数值指值.热效应有效有效典例精析一、对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

4、变化的规律如图3所示，由图可知()图3A.该交流电的电压的有效值为100VB.该交流电的频率为25HzC.该交流电的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解析根据题图可知该交流电的电压的最大值为100V，周期为4×10－2s，所以频率为25Hz，A错，B对；而ω＝2πf＝50πrad/s，所以u＝100sin(50πt)V，C错；交流电压表的示数为交流电的有效值而不是瞬时值，不随时间变化，D错.答案B例2一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图4甲所示.已知发电机线圈的内阻为5.0Ω

5、，外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则()二、正弦交变电流有效值的计算图4A.电压表的示数为220VB.电路中的电流方向每秒钟改变50次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由题图甲知T＝0.02s，一个周期内电流方向变化两次，可知1s内电流方向变化100次，B错；答案D例3如图5所示是一交变电流随时间变化的图像，求此交变电流的有效值.图5三、非正弦交变电流有效值的计算解析设该交变电流的有效值为I′，直流电的电流强度为I，让该交变电流和直流电分别通过同一电阻(阻值为R)，在一个周期(T＝0.2s

6、)内，该交变电流产生的热量为在一个周期内直流电通过该电阻产生的热量为Q＝I2RT.由Q＝Q′解得I＝5A，即此交变电流的有效值I′＝I＝5A答案5A四、有效值、瞬时值、平均值的区别及应用例4在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈的匝数为n＝100匝，边长为20cm，电阻为10Ω，转动频率f＝50Hz，磁场的磁感应强度为0.5T，求：(1)外力驱动线圈转动的功率；解析线圈中交变电动势的最大值Em＝nBSω＝100×0.5×(0.2)2×2π×50V＝628V.答案1.97×104W答案314V31.4A(2)转

7、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瞬时值大小；解析线圈转到与中性面成30°角时，其电动势的瞬时值e＝Emsin30°＝314V，(3)线圈由中性面转过30°角的过程中，通过线圈中导线横截面的电荷量.解析在线圈从中性面转过30°角的过程中，通过线圈中导线横截面的电荷量为q，答案2.68×10－2C课堂要点小结1234自我检测1.(对描述交变电流物理量的认识)如图6是某种正弦交变电压的波形图，由图可确定该电压的()A.周期是0.01sB.最大值是220VC.有效值是220VD.表达式为u＝220sin(100πt)V

8、图651234答案C5123451234答案A512343.(非正弦交变电流有效值的计算)通过一阻值R＝100Ω的电阻的交变电流如图7所