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 國生產(chǎn)和生活用電的周期頻率的大小.學(xué)習(xí)重點、難點：交流電有效值概念及計算.精品筆記:學(xué)習(xí)過程：一、復(fù)習(xí)穩(wěn)固：矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動 時，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周期和頻率請同學(xué)們閱讀教材34頁到35頁，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我國使用的交變電流的周期和頻率各是多大？注意：有個別歐美國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：一段時間內(nèi)電流的 值。思考1：交變電流在不同時刻，瞬時值不同，那么我們用什么來表示交變電流的平均效果呢？課本 35頁思考與討論3、有效值E、I、U閱讀課本35頁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值為 . 計算交變電流的功、功率、熱量等用 . 對于含電容器電路，判斷電容器是否會被擊穿時那么需要考慮交流的值是否超過電容器的耐壓值。 在計算通過導(dǎo)體橫截面的電荷量時應(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所示正弦單向脈動電流，求它的有效值4U圖3(4)矩形脈動電流的有效值：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) 非對稱性交流電有效值圖54、例題分析例1、表示交變電流隨時間變化圖象如下圖， 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)電機矩形線圈邊長 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的勻強磁 場中，繞垂直磁場方向的軸 00'以100r/s轉(zhuǎn)速勻速 轉(zhuǎn)動，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)了以下幾個問題：1表征交變電流的幾個物理量：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，在勻強磁場中有一個“冂形導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動，勻強磁場的磁感強度 B=5 2T,線框的CD邊Tl轉(zhuǎn)速為50r/s，假設(shè)從圖示位C長為20cm CE DF長均為10cm,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) 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 際功率多大？圖154拓展：在交流電路中，計算交流的發(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。但在計算 流過電路中的電量時用電流平均值計算，即：例如：單匝矩形線圈abed繞

6、ad邊為軸在勻強磁場B中勻 速轉(zhuǎn)動，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、兩個相同電阻分別通以如以下圖所示兩種電流，貝恠一個 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在時間t內(nèi)產(chǎn)生 的熱量與一交變電流通過 R/2時在同一時間內(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、 一個矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢按正弦規(guī)律變化，其瞬時值的表達(dá)式為 e=220. 2 sin 100n tV，以下說法中正確的選項是：A .頻率是50Hz 。.當(dāng)t=0時，線圈平面與中性面重合1C. 當(dāng)t二s時，e的值最大，為220、2 V D。線圈100轉(zhuǎn)動的角速度為314rad/s2、關(guān)于交流電的以下說法

9、正確的選項是： A. 在一個周期內(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交流電流或電壓時， 應(yīng)測得交流電流或電壓的最大值.3、 個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)線圈位于中性面時開始計時電流的瞬時表達(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 計算一個通有交變電流的電阻產(chǎn)生的熱量或電阻的熱功 率時，是用交變電流的瞬時值、最大值還是有效值？假設(shè) 一個10 Q的電阻，通過的電流為i=2sin314tA ,那么這個 電阻的熱功率是多大？9、一個正弦規(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) 寫出該電流的瞬時值表達(dá)式。4)在什么時刻該電流的瞬時值大小與其有效值相等