高中物理 第五章 交变电流教案 新人教版选修3-2.doc

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1、交变电流交变电流的产生和描述　电感和电容对交变电流的影响知识网络图基本知识回顾一、交变电流的产生1．交变电流的定义：__________都随时间做__________变化的电流叫做交变电流．2．正弦式交变电流(1)定义：随时间按__________变化的交变电流叫做正弦交变电流．正弦式交流电的图象是__________曲线．(2)产生：将闭合矩形线圈置于__________磁场中，并绕__________方向的轴做__________转动．3．中性面：(1)中性面定义：与磁场方向_________

2、_的平面叫中性面．(2)中性面的特点：1)线圈转到中性面位置时，穿过线圈的磁通量______但磁通量的变化率为__________感应电动势__________．2)线圈转动一周，__________次经过中性面，线圈每经过一次中性面，电流的方向就改变一次．4．中性面垂面：(1)中性面垂面定义：(2)中性面垂面的特点：注意：“两个位置”、“一个规律”(1)两个特殊位置．①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，感应电动势，感应电流均为零，感应电流改变方向．②线圈平面平行于磁场时，S//B，Φ＝0，

3、感应电动势、感应电流最大．二、描述交变电流的物理量1．交变电流的瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数．2．交变电流的峰值：Em＝NBSωIm＝(R为电路的总电阻)Um＝ImR'(R'为某段电路的电阻)3．交变电流的有效值：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的．让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫这一交流电的有效值，用”E、I、U”表示．在正弦交变电流中有效值与峰值之间的关系为：E＝Em，U＝Um,I＝Im.4．交变电流的平均值(

4、1)交变电流图象中图线与t轴所围成的面积与时间的比值叫做交变电流的平均值．(2)平均值是利用E＝N来进行计算的，计算电荷量时只能用平均值．5．交变电流的周期和频率(1)周期T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一圈)所需的时间．(2)频率f：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，周期和频率的关系：T＝或f＝，ω＝＝2πf.注意：只有正弦(或余弦)交变电流才有I＝，E＝的关系，对于非正弦式交流电的有效值要根据有效值的定义求解.三、交变电流的变化规律1．正弦交变电流的电动势、电压和电流随时间的变化规律

5、：e＝Emsinωtu＝Umsinωti＝Imsinωt以上各式均以线圈在__________的位置为计时起点．2．正弦交变电流的图象(如图所示)三、电感和电容对交流电的作用电阻对交流电流和直流电流一样有阻碍作用，电流通过电阻时做功而产生热效应；电感对交流电流有阻碍作用，大小用感抗来表示，感抗的大小与电感及交变电流的__________有关；电容对交流电流有阻碍作用，大小用容抗来表示，容抗的大小与电容及交变电流的__________有关．基本题型分析一、交变电流瞬时值表达式的书写技巧1．瞬时值表达

6、式的书写(1)确定正统交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式Em＝nBSω求出相应峰值．(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式．如：①线圈从中性面位置开始转动，则i－t图象为正弦函数图象，函数式为i＝Imsinωt.②线圈从垂直中性面位置开始转动，则i－t图象为余弦函数图象，函数式为i＝Imcosωt.2．正弦交流电的变化规律(线圈在中性面位置开始计时).规律物理量函数图象磁通量Φ＝Φm·cosωtBScosωt电动势e＝Em·sinωtnBSωsinωt电压u＝Um·sinωt＝sin

7、ωt电流i＝Im·sinωt＝sinωt【典型例题1】如图所示，是家庭用电交变电源输出电压U随时间t变化的图象，若某家用电器的电阻为44Ω，则通过电器的电流i随时间t变化的规律是(　　)A．i＝5sin100πt(A)B．i＝5sin200πt(A)C．i＝5sin100πt(A)D．i＝5sin200πt(A)【温馨提示】①由题图可知，Um和T；②由欧姆定律可知Im,由ω＝可知ω；③i＝Imsinωt(A)．【变式训练1】正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R＝10Ω，交流电

8、压表的示数是10V.图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象．则(　　)　　　　甲　　　　　　　　　　　　乙A．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝cos100πt(A)B．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝cos50πt(A)C.R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝5cos100πt(V)D．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝5cos50πt(V)二、关于交变电流的“四值”的分析计算“对比法”理解交变电流的“四值”物理量物理含义重要关系适用情况及说明