高中物理2 描述交变电流的物理量学案

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江苏省新沂市王楼中学高中物理选修3-2《5.2 描述交变电流的物理量》学案学习目标 1．理解什么是交变电流的最大值和有效值，知道它们之间的关系。2．理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系.知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。学习重、难点 重点：交变电流有效值概念。难点：交流电有效值概念及计算。学法指导 能应用数学工具描述和分析处理物理问题。知识链接 1．正弦式交流电的表达式。学习过程 用案人自我创新【自主学习】阅读课本，相互合作完成以下问题。1．周期和频率⑴周期：交变电流完成 所需的时间，通常用 表示，单位是 。角速度与频率的关系为 。⑵频率：交变电流在 内完成周期性变化的次数，通常用 表示，单位是 。角速度与频率的关系为 。⑶周期和频率的关系： 。（ 注：转速n的单位是转每秒(r/s) ）(4)我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率为50Hz，电流方向每秒改变 次．2．峰值（最大值）和有效值⑴峰值：交变电流在一个周期内电流或电压所能达到的 。①最大值在实际中有一定的指导意义，所有使用交流的用电器，其最大耐值应大于其使用的交流电压的最大值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值．②线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值Em= ．⑵有效值：根据电流的 来规定。让交变电流和恒定电流通过相同的 ，如果它们在一个周期内产生 ，则这个恒定电流I、电压U叫做这个交流电流的有效值。 人们常说的家庭电路的电压是220V，指的是它的 ⑶正弦交变电流的有效值和峰值之间的关系：I= ，U= 。注意：（1）任何交变电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不适用．（2）对于非正弦式交变电流的有效值，应按照有效值的定义计算，计算时间一般取一个周期，半周期对称的可取半周期。【例题与习题】例1波形如图的几种交流电，其有效值分别是多少？ 教师强调：最大值、有效值和平均值的应用①求电功、平均电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用 值计算，②求一段时间内通过导体横截面的电量时要用 值，=t=③在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的 值例2交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4 m，bc=ad=0.2 m，共50匝，线圈电阻r=1 Ω，线圈在B=0.2 T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO′从平行磁感线的方向以r/s转速匀速转动，外接电阻9Ω。求：（1）电压表读数；（2）电阻R上电功率。 达标检测 1．由交变电动势的瞬时表达式V可知（ ）A．此交流的频率是． B．此交流的周期是s．C．此交流电动势的有效值V． D．s时，该交流电动势达最大值． 2．有一交变电流如下图所示，则由此图象可知(　　)A．它的周期是0.8 s B．它的峰值是4 AC．它的有效值是2eq \r(2) A D．它的频率是0.8 Hz3．标有“250 V　0.5 μF”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用(　 　)A．220sin 100πt V B．220 V照明电路中C．380sin 100πt V D．380 V动力电路中4．如图所示，某电流变化规律如图，则该电流的有效值（ ）A. B.2A C.1A D.5．下面关于交变电流的说法中正确的是（ ）A、交流电器设备上所标的电压和电流值是交流电的峰值。B、用交流电流表和交流电压表测定的读数值是交流电的瞬时值。C、计算热量和功率时，电压、电流指的是有效值。D、计算电量时，电流指的是有效值。6．一个按正弦规律变化的交流电的图象如图所示，由图象可知(　　)①该交变电流的频率为0.2 Hz②该交变电流的有效值为14.1 A ③该交变电流的瞬时值表达式为i＝20sin 0.02t A ④t＝eq \f(T,8)时刻，该交变电流的大小与其有效值相等A．①② B．②④C．③④ D．①③6．某交流电压随时间变化如图所示，则此交流电的频率是 HZ、交流电压的峰值为______、有效值为______、若将该电压加在l0µF的电容器上，则电容器的耐压值不得小于 V；若将此电压加在一个10Ω的电阻上，则此电阻消耗的功率为_________.8．如图所示，匀强磁场的磁感强度B＝1/3. 14T,边长L＝10㎝的正方形线圈abcd共100匝，一线圈电阻r＝1Ω，线圈线垂直于磁感线的对称轴匀速转动，角速度为，外电路电阻R＝4Ω，求(1)转动过程中感应电动势的最大值？(2)由图示位置开始计时，则此感应电动势的瞬时值表达式为？(3)交流电压表的示数为？学习反思 布置作业