描述交變電流的物理量

1、第二節(jié) 描述交變電流的物理量預(yù)習(xí)疑問:學(xué)習(xí)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(guó)生產(chǎn)和生活用電的周期頻率的大小.學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)：交流電有效值概念及計(jì)算.精品筆記:學(xué)習(xí)過程：一、復(fù)習(xí)穩(wěn)固：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)，在線圈中產(chǎn)生了正弦交流電。如何描述交流電的變化 規(guī)律呢？交流電的大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化，只用電壓、電流描述不全面。這節(jié)課學(xué)習(xí)表征正弦交流電的物理量 .二、新課教學(xué)1周期和頻率請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材34頁(yè)到35頁(yè)，答復(fù)以下問題：1 交流電的周期。2 交流電的頻率。3

2、它們之間的關(guān)系 。4 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與交變電流頻率的關(guān)系 。線圈的轉(zhuǎn)速與線圈的角速度、交變電流頻率的關(guān) 系。5我國(guó)使用的交變電流的周期和頻率各是多大？注意：有個(gè)別歐美國(guó)家使用交流電的頻率為 60 Hz。2、交變電流的最大值Em,|m,Um,平均值1最大值：交變電流的最大值是交變電流在一個(gè)周期內(nèi) 所能到達(dá)的 數(shù)值，可以用來表示交變電流的或變化幅度。2平均值：一段時(shí)間內(nèi)電流的 值。思考1：交變電流在不同時(shí)刻，瞬時(shí)值不同，那么我們用什么來表示交變電流的平均效果呢？課本 35頁(yè)思考與討論3、有效值E、I、U閱讀課本35頁(yè)1交流的有效值：注意： 有效值定義的依據(jù)： 2正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系

3、電壓：電流：特別注意：交變電流的峰值、平均值、有效值的 區(qū)別 各種使用交變電流的電器設(shè)備上所示值為 交流電表電壓表或電流表所測(cè)值為 . 計(jì)算交變電流的功、功率、熱量等用 . 對(duì)于含電容器電路，判斷電容器是否會(huì)被擊穿時(shí)那么需要考慮交流的值是否超過電容器的耐壓值。 在計(jì)算通過導(dǎo)體橫截面的電荷量時(shí)應(yīng)考慮 值思考2：求交流電有效值的幾種情況依據(jù)電流的 熱效應(yīng)1正弦式交流電的有效值2正弦半波交流電的有效值如圖1所示，求它的有3如圖2所示正弦單向脈動(dòng)電流，求它的有效值4U圖3(4)矩形脈動(dòng)電流的有效值：如圖3所示種脈沖直流電，求它的有效值(5)對(duì)稱性交流電的有效值(如圖4所示，求它的有效值)ijt*圖4(

4、6) 非對(duì)稱性交流電有效值圖54、例題分析例1、表示交變電流隨時(shí)間變化圖象如下圖， 那么交變電流 有效值為A、5 2 A B、5 AC、3.5 .2 AD、3.5 A例2、交流發(fā)電機(jī)矩形線圈邊長(zhǎng) ab=cd=0.4 m,bc=ad=0.2 m，共50匝，線圈電阻r=1 Q,線圈在B=0.2 T的勻強(qiáng)磁 場(chǎng)中，繞垂直磁場(chǎng)方向的軸 00'以100r/s轉(zhuǎn)速勻速 轉(zhuǎn)動(dòng)，外接電阻9 Q,如下圖.求：(1) 電壓表讀數(shù)；(2) 電阻R上電功率.0&f Wr1ra0三、小結(jié)本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問題：1表征交變電流的幾個(gè)物理量：最大值、有效值、周期、 頻率2.正弦式交流電最大值與有效值的

5、關(guān)系:m213. 交流電的周期與頻率的關(guān)系：T=-.f四、作業(yè)：如右圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)“冂形導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度 B=5 2T,線框的CD邊Tl轉(zhuǎn)速為50r/s，假設(shè)從圖示位C長(zhǎng)為20cm CE DF長(zhǎng)均為10cm,置開始計(jì)時(shí)(1)寫出線框中感 應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式。(2) 假設(shè)線框電阻r=3 ,再將AB兩端 接“ 6V, 12V燈泡，小燈泡能 否正常發(fā)光？假設(shè)不能，小燈泡實(shí) 際功率多大？圖154拓展：在交流電路中，計(jì)算交流的發(fā)熱功率及熱量必須用有 效值。另外，交流電表的讀數(shù)也為有效值。但在計(jì)算 流過電路中的電量時(shí)用電流平均值計(jì)算，即：例如：?jiǎn)卧丫匦尉€圈abed繞

6、ad邊為軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中勻 速轉(zhuǎn)動(dòng)，如以下圖所示，圖中ab=Li ,bc=L2,線框電阻為r ,ad 間接入的電阻為RoR與理想電流表A串聯(lián)，線圈角速度為co， 求：(1) 電流表A的讀數(shù)。(2) 從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中通過電流表的總 電量q。(3) 從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中電阻R上產(chǎn)生的 熱量Q熱。五、訓(xùn)練：1、把220 V的正弦式電流接在440 Q電阻兩端，那么該電阻 的電流峰值()A、0.5 AB、0.5 2 A C、2 2 A2、電路如以下圖所示，交變電流電源的電壓是 6 V，它跟電 阻R1、R2及電容C、電壓表一起連成如圖電路.忽略電源 內(nèi)阻，為保證電容

7、器不擊穿，電容器耐壓值 U2和電壓表示數(shù)Ui分別為A.Ui=6.2 VB.U2=6 VC.Ui=6 VD.U2 >6 2V3、兩個(gè)相同電阻分別通以如以下圖所示兩種電流，貝恠一個(gè) 周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Qa : Qb=.-10104、關(guān)于正弦式電流的有效值，以下說法中正確的選項(xiàng)是A. 有效值就是交流電在一周期內(nèi)的平均值B. 交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來定義的C. 在交流電路中，交流電流表和交流電壓表的示數(shù)表示 的都是有效值D. 對(duì)于正弦式電流，最大值的平方等于有效值平方的2 倍5、一電壓Uo=10 V的直流電通過電阻 R在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生 的熱量與一交變電流通過 R/2時(shí)在同一時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的 熱

8、量相同，那么該交流電的有效值為多少？&在以下圖所示電路中，交流電源電壓u=200sin10n tV，電阻R=10 Q，那么電流表和電壓表讀數(shù)分別為A、14.1 A,200 VD、2 A,141 VB、14.1 A,141 V C、2 A,200 V六、穩(wěn)固練習(xí)：1、 一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化，其瞬時(shí)值的表達(dá)式為 e=220. 2 sin 100n tV，以下說法中正確的選項(xiàng)是：A .頻率是50Hz 。.當(dāng)t=0時(shí)，線圈平面與中性面重合1C. 當(dāng)t二s時(shí)，e的值最大，為220、2 V D。線圈100轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為314rad/s2、關(guān)于交流電的以下說法

9、正確的選項(xiàng)是： A. 在一個(gè)周期內(nèi)交流電的方向只改變一次.B. 交流電器設(shè)備上標(biāo)出的電壓和電流值都是指有效值.C. 某正弦交流電壓的最大值為 311V,那么該交流電壓最 小值為311V.D. 用交流電流表和交流電壓表測(cè)交流電流或電壓時(shí)， 應(yīng)測(cè)得交流電流或電壓的最大值.3、 個(gè)接在直流電源上的電熱器所消耗的電功率為P1,假設(shè)把它接到電壓最大值與直流電壓相等的正弦式交流電源上，該電熱器所消耗的電功率為P2，貝 U P1： P2 為：A、2： 1B、1： 2C、1： 1D、1：24、電熱器接到110V的直流電源上，每秒產(chǎn)生的熱量為 Q，現(xiàn)把它接到正弦式交流電源上，每秒產(chǎn)生的熱量為2Q，那么正弦式交流

10、電壓的最大值是：A、110 2 V B、220 2 V C、220V D、110V5、有一交流的電壓瞬時(shí)表達(dá)式為 u=311sin314tV，那么它的最大值 Um=V，有效值 U=V，頻率 f=Hz，周期 T= .So6、某一交變電流的有效值為3A，頻率為50Hz，假設(shè)線圈位于中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)電流的瞬時(shí)表達(dá)式為i= A,，讓它通過一只阻值為10Q的電阻，那么這只電阻兩 端的電壓瞬時(shí)表達(dá)式為 u=V o7、 試求：以下圖中甲、乙所示電流的有效值：甲為 A，乙為A o8交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的，那么，在 計(jì)算一個(gè)通有交變電流的電阻產(chǎn)生的熱量或電阻的熱功 率時(shí)，是用交變電流的瞬時(shí)值、最大值還是有效值？假設(shè) 一個(gè)10 Q的電阻，通過的電流為i=2sin314tA ,那么這個(gè) 電阻的熱功率是多大？9、一個(gè)正弦規(guī)律變化的交變電流的圖象如右圖所示， 根據(jù)圖象計(jì)算：(1) 交變電流的頻率。(2) 交變電流的有效值。(3) 寫出該電流的瞬時(shí)值表達(dá)式。4)在什么時(shí)刻該電流的瞬時(shí)值大小與其有效值相等