表征交變電流的物理量教案

1、描述交變電流的物理量【教學(xué)目標(biāo)】1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(guān)系2理解交變電流的周期、頻率以及它們之間的關(guān)系，知道我國生產(chǎn)和生活用電的周期（頻率）的大小【教學(xué)重點難點】重點：交變電流的有效值難點：對交變電流有效值的理解和相關(guān)的計算【教學(xué)過程】（一）描述交變電流大小的物理量1最大值 最大值在實際中有一定的指導(dǎo)意義，所有使用交流的用電器，其最大耐值應(yīng)大于其使用的交流電壓的最大值，電容器上的標(biāo)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(zhuǎn)時，電動勢的最大值 2有效值 定義：使交變電流和恒定電流通過相同阻值的電阻，如果它們在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱

2、量相等，就把這一恒定電流的電流值I與電壓值U叫做這一交變電流的電流與電壓的有效值正弦交變電流的有效值與最大值之間的關(guān)系： 任何交談電流都有有效值，但上述關(guān)系只限于正弦交變電流，對其他形式的交變電流并不適用 交流用電設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓和額定電流是有效值；交流電壓表和交流電流表的示數(shù)是有效值；交變電流的數(shù)值在無特別說明時都是指有效值 有效值與平均值不同交變電流的平均值其數(shù)值可用 計算在計算交變電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的焦耳熱，做功的電功率以及保險絲的熔斷電流時，只能用交變電流的有效值在計算通過導(dǎo)體某一截面的電量時，只能用交變電流的平均值， （二）描述交變電流變化快慢的物理量1周期：交變電流完成一次周期性

3、變化所需的時間，用T表示，單位是s2頻率：1s內(nèi)交變電流完成周期性變化的次數(shù)，用f表示，單位是Hz（1）關(guān)系： （2）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100次(三)疑難辨析交流電的電動勢瞬時值和穿過線圈面積的磁通量的變化率成正 比。當(dāng)線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，線圈磁通量也是按正弦（或余弦）規(guī)律變化的，若從中性面開始計時，t=0時，磁通量最大，應(yīng)為余弦函數(shù)，此刻變化率為零（切線斜率為零），t=時，磁通量為零，此刻變化率最大（切線斜率最大），因此從中性面開始計時，感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式是正弦函數(shù)，如圖15-2（a）（b）所示分別是=cost和e=sint。

4、（四）例題1、如圖表示一交流隨時間變化的圖像，求此交流的有效值。2、如圖所示，單匝線圈在勻強磁場，中繞OO軸從圖示位置開始轉(zhuǎn)動。已知從圖示位置轉(zhuǎn)過/6時，線圈中電動勢大小為10V，求：（1）交變電動勢的峰值；（2）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過/2的過程中，交變電動勢的平均值。××××××××××××××××××××××××××××

5、;3、如圖15-4所示，在勻強磁場中有一個導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動，已知勻強磁場的磁感強度B=T，線框的CD邊長為20cm、CE、DF長均為10cm，轉(zhuǎn)速為50r/s，若從圖示位置開始計時（1）寫出線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式。（2）若線框電阻r=3,再將AB兩端接“6V，12W”燈泡，小燈泡能否正常發(fā)光？若不能，小燈泡實際功率多大？（五）練習(xí)1、某線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的電動勢變化規(guī)律為e=sint，保持其它條件不變，使該線圈的轉(zhuǎn)速和匝數(shù)同時增加一倍，則此時所產(chǎn)生的電動勢的瞬時表達(dá)式為（ ）A、e=2sin2t B、e=2sint C、e=4sin2t D、e=4sint2、正弦交流電壓的

6、峰值為10V，周期為0.2S，將此電壓接在10的電阻上，在0.05s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量（ ） A、可能為零 B、一定為0 .25J C、不可能大于0.25J D、可能小于是0.25J3、一交流電流的圖象如圖所示，由圖可知（ ） A該交流電流即時值表達(dá)式為i10sin628t A B該交流電流的頻率為50 Hz C該交流電流通過10電阻時，電阻消耗的電功率為100W D用電流表測該電流其示數(shù)為10 A4、一臺發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的瞬時值表達(dá)式為：e = 311sin314t V，則此發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值為_V，有效值為_V，發(fā)電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為_轉(zhuǎn)/秒，產(chǎn)生的交流電的頻率為_Hz5、如下圖所示

7、，一個面積為S的矩形線圈在勻強磁場中以其一條邊為轉(zhuǎn)軸做勻速轉(zhuǎn)動，磁場方向與轉(zhuǎn)軸垂直.線圈中感應(yīng)電動勢e與時間t的關(guān)系如下圖所示.感應(yīng)電動勢最大值和周期可由圖中讀出.則磁感應(yīng)強度B_.在tT12時刻，線圈平面與磁感應(yīng)強度的夾角等于_.6、一只氖管的起輝電壓與交流電U=50sin314t (V)的有效值相等，求1個周期內(nèi)氖管的發(fā)光時間 ；1min內(nèi)的發(fā)光次數(shù)為 。8、完全相同的兩個電熱器，分別通以圖示電流，則兩個電熱器的電功率之比為 。7、線圈從中性面開始勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)T/12時，電動勢為2V，則接在線圈兩端的電壓表讀數(shù)為 。8、一交流電流的圖象如圖所示，由圖可知（ ） A該交流電流即時值表達(dá)式為i

8、10sin628t A B該交流電流的頻率為50 Hz C該交流電流通過10電阻時，電阻消耗的電功率為100W D用電流表測該電流其示數(shù)為10 A9、一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交流電的圖象如圖所示，由圖可以知道（ ）:  A、0.01s時刻線圈處于中性面位置B、0.01s時刻穿過線圈的磁通量為零C、該交流電流有效值為2A D、該交流電流頻率為50Hz 10、如圖水平放置的矩形線圈abcd繞ad軸順時針轉(zhuǎn)過q角，已知線圈面積為S匝數(shù)為N，角速度為w，求(1) 電動勢的平均值及瞬時表達(dá)式； (2)通過線圈的電量； ×××××&#

9、215;×(3)整個過程中的發(fā)熱量 ××××××× ××××××××××××××11、一交流電的電流隨時間變化而變化的圖象如圖，此交變電流的有效值為（）A、5A B、5A C、3.5 D、3.5A12、旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機的轉(zhuǎn)子在正常運轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生的電動勢瞬時值為e=220sin314t V。如果由于某種原因，它的轉(zhuǎn)速變慢，用電壓表測得此時發(fā)電機兩端的電壓為176 V，若此時發(fā)電機正在向一盞標(biāo)有“220 V、100 W”的燈泡供電，在不計發(fā)電機內(nèi)電阻的情況下，試求：（1）該燈泡的實際功率為多大？（2）這臺發(fā)電機的轉(zhuǎn)速與原來正常