描述交變電流的物理量導學案2014

1、設計人：_描述交變電流的物理量備課組長：_教研組長：_使用時間：_一教學目標 1理解交變電流的周期、頻率以及它們之間的關系，知道我國生產(chǎn)和生活用電的周期（頻率）的大小2理解什么是交變電流的最大值和有效值，知道它們之間的關系二【自主學習】1 周期和頻率周期：交變電流完成所需的時間， 通常用表示，單位是。 角速度與頻率的關系為。頻率：交變電流在內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，通常用表示，單位是。角速度與頻率的關系為。 周期和頻率的關系：。（注：轉速n 的單位是轉每秒(r/s)）（ 4）我國工農(nóng)業(yè)及生活用電的周期為0.02s，頻率為50Hz ，電流方向每秒改變次2 峰值（最大值）和有效值峰值：交變電流在一個

2、周期內(nèi)電流或電壓所能達到的。 最大值在實際中有一定的指導意義，所有使用交流的用電器，其最大耐值 應大于其使用的交流電壓的最大值，電容器 上的標稱電壓值是電容器兩極間所允許電壓的最大值線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速旋轉時，電動勢的最大值Em= 有效值 ：根據(jù)電流的來規(guī)定。讓交變電流和恒定電流通過相同的，如果它們在一個周期內(nèi)產(chǎn)生，則這個恒定電流I 、電壓 U 叫做這個交流電流的有效值。人們常說的家庭電路的電壓是220 V 指的是它的 正弦交變電流的有效值和峰值之間的關系：I=， U=。注意：任何交變電流都有有效值，但上述關系只限于正弦交變電流，對其他形式的交變電流并不適用3、最大值、有效值和

3、平均值的應用求電功、平均電功率以及確定保險絲的熔斷電流等物理量時，要用值計算，求一段時間內(nèi)通過導體橫截面的電量時要用值，= EnRR在考慮電容器的耐壓值時，則應根據(jù)交流電的交變電流四值的比較（小結）物理含義重要關系交變電流某一時刻e=E sin tm瞬時值的值i=Imsin t峰值最大的瞬時值E m =nBSIm= Em/(R+r)跟交變電流的熱效對于正弦式電流有：應等效的恒定電流EmU m值E2， U有效值2II m2交變電流圖象中圖En線與時間軸所夾面t平均值積與時間的比值值適用情況計算線圈某一時刻所受安培力的情況，判斷氖管是否發(fā)光確定用電器的耐壓值（ 1）計算與電流熱效應相關的量（如電功

4、、電功率、熱量） ；， （ 2）交流電表的測量值；（ 3）電氣設備標注的額定電壓和額定電流；（ 4）保險絲的熔斷電流計算通過電路截面的電量：q= ItEIRr課堂互動一、周期和頻率峰值和有效值例 1. 小型交流發(fā)電機中， 矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉動。產(chǎn)生的感應電動勢與時間呈正弦函數(shù)關系，如圖所示，此線圈與一個R10 的電阻構成閉合電路，不計電路的其他電阻，下列說法正確的是A交變電流的周期為0.125B交變電流的頻率為8HzC交變電流的有效值為2AD 交變電流的最大值為4A二、有效值的計算【例 2】 通過某電阻的周期性交變電流的圖象如右。求該交流電i/A的有效值 I 。3O0.2 0.3t

5、/s0.5 0.6-6注意：有效值不是平均值，這是兩個完全不同的物理量。有效值是一種等效替代，把恒定電流與交變電流通入相同的電阻，經(jīng)過相同的時間，產(chǎn)生相同的電熱，我們就把恒定電流的大小叫做交變電流的有效值.這里的相同時間是指較長的時間或者是周期的整數(shù)倍.練習 2、如圖表示一交變電流隨時間變化的圖象，此交變電流的有效值是（）A 52 A；B5A ； C352 A ；D35A【例 3】如圖所示，勻強磁場的磁感應強度B=0 5T，邊長 L=10cm 的正方形線圈abcd 共 100匝，線圈電阻r 1 ，線圈繞垂直與磁感線的對稱軸OO /勻速轉動，角速度為 2 rad s，外電路電阻R 4，求：（ 1

6、）轉動過程中感應電動勢的最大值（ 2）由圖示位置（線圈平面與磁感線平行）轉過600 時的即時感應電動勢（ 3）由圖示位置轉過 600 角時的過程中產(chǎn)生的平均感應電動勢（ 4）交流電電表的示數(shù)（ 5）轉動一周外力做的功（ 6） 1 周期內(nèi)通過 R 的電量為多少？6練習 3、發(fā)電機轉子是匝數(shù) n=100，邊長 L=20cm的正方形線圈，其置于磁感應強度 B=0.5T 的勻強磁場中，繞著垂直磁場方向的軸以 =100(rad s) 的角速度轉動，當轉到線圈平面與磁場方向垂直時開始計時 . 線圈的電阻 r=1 ，外電路電阻 R=99. 試求：(1) 寫出交變電流瞬時值表達式；(2) 外電阻上消耗的功率；

7、(3) 從計時開始，線圈轉過過程中，通過外電阻的電荷量是多少?31一個矩形線圈在勻強磁場中轉動，產(chǎn)生的感應電動勢按正弦規(guī)律變化，其瞬時值的表達式為e=220sin100tV ，下列說法中正確的是：()A 頻率是50HzB.當t=0時，線圈平面與中性面重合C當 t=1/100 s 時， e 的值最大，為 220VD線圈轉動的角速度為 314rad/s2下列數(shù)據(jù)中不屬于交變電流有效值的是（）A. 交流電表的示數(shù)B.燈泡的額定電壓C.電容器的耐壓值D.保險絲的額定電流4.在圖 1823 所示電路中，已知交流電源電壓u=200sin(100t) V，電阻 R=100 .則電流表和電壓表的讀數(shù)分別為 (

8、 )A.1.41 A，200 VB.1.41 A， 141 VC.2 A，200 VD.2 A，141 V2正弦交變電源與電阻R、交流電壓表按照圖甲所示的方式連接，R 10，交流電壓表的示數(shù)是 10 V 圖乙是交變電源輸出電壓u 隨時間 t變化的圖象則 ()圖 1823A 通過 R 的電流 iR 隨時間 t 變化的規(guī)律是i R2cos 100 tAB 通過 R 的電流 iR 隨時間 t 變化的規(guī)律是i R2cos 50 tACR 兩端的電壓 uR 隨時間 t 變化的規(guī)律是uR 52cos 100 tVD R 兩端的電壓 uR 隨時間 t 變化的規(guī)律是uR 52cos 50 tV5.如圖 5-2-5所示為照明用交流電壓e 與時間 t 的關系圖象電壓的最大值為_V 有效值為_V .電壓變化周期為_s頻率為 _Hz 角速度為 _rad/s 瞬時值表達式V t=1s 時刻電壓瞬時值為 _V 此時穿過線圈平面磁300通量的變化率為 _V 此時線圈平面與中性面的夾角為_ 圖 5-2-5【例 1】 兩個完全相同的電熱器，分別通以如圖 5-2-1 的最大值相等， 兩個分別是方波式和正弦式交變電流，甲、乙所示的交變電流，兩個交變電流則這兩個電熱器的電功率之比為多少？圖 5-2-1將正弦交流電經(jīng)過整流器處理后