高中物理第五章交变电流第2节描述交变电流的物理量教学案新人教版选修3_2

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1、第2节描述交变电流的物理量1.周期和频率描述交变电流变化的快慢，我国日常生活用电的频率为50Hz。2．有效值是根据电流的热效应进行定义的，对于正弦交变电流来说，有效值和峰值的关系为：I＝，U＝。3．不同的交流发电机在向同一个电网供电时，它们的相位差必须为零。一、周期和频率1．物理意义描述交变电流变化快慢的物理量。2．周期交变电流完成一次周期性变化所需的时间；用T表示，单位是秒(s)。3．频率交变电流在1s内完成周期性变化的次数；用f表示，单位是赫兹(Hz)。4．ω、T、f的关系ω＝＝2πf，T＝或f＝。5．我国民用交变电流的周期和

2、频率(1)周期：T＝0.02s。(2)频率：f＝50Hz。ω＝100πrad/s，电流方向每秒钟改变100次。图521非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。二、峰值、有效值和相位1．峰值(1)定义：交变电流的电压、电流所能达到的最大数值。(2)应用：电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值。2．有效值(1)定义：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，则这个恒定电流的电

3、流I、电压U，叫做这个交流的有效值。(2)应用①交流用电设备上所标的额定电压和额定电流。②交流电压表测量的数值。③无特别说明时提到的交变电流的数值。3．峰值和有效值的关系对于正弦式交变电流，有效值I、U与峰值Im、Um之间的关系：I＝，U＝。4．相位(1)正弦式交变电流瞬时值表达式中正弦符号“sin”后面的量“ωt＋φ”叫做交变电流的相位，“φ”叫初相位。(2)两支交流的相位之差叫做它们的相位差；当它们的频率相同时，相位差是个常数。1．自主思考——判一判(1)各国交变电流的周期都是0.02s。(×)(2)若交变电流是线圈在匀强磁场

4、中匀速转动形成的，则交变电流的周期也是线圈做圆周运动的周期。(√)(3)我国提供市电的发电机转子的转速为3000r/min。(√)(4)交变电流的有效值总是小于峰值。(×)(5)交变电流的峰值为有效值的倍。(×)(6)当线圈从中性面位置开始转动时，初相为0。(√)2．合作探究——议一议(1)为什么打点计时器总是每0.02s打一次点？提示：打点计时器接的是交变电流，f＝50Hz，T＝0.02s，所以每0.02s打一次点。(2)理解交变电流的有效值应注意什么问题？提示：交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的，定义有效值时要注意“三

5、同”，即电阻相同、通电时间相同、产生热量相同。非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。(3)如果电路中含有电容器，对电路的电压有什么要求？提示：把交变电流接到电容器两端时，交变电流的峰值应小于电容器所能承受的最大电压(又叫电容器的耐压值、击穿电压)，否则电容器就有被击穿的危险。描述交变电流的物理量1．线圈转动一周，交变电流恰好完成一次周期性变化。2．从线圈转动的角度来说，周期就是线圈在磁场中转动一周所用的时间；频率就

6、是线圈在磁场中一秒钟内转动的圈数。3．线圈在匀强磁场中转动一周，电动势、电流都按正(余)弦规律变化一次。1．关于交变电流的周期和频率，下列说法中正确的是(　　)A．正弦式交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期B．1s内交变电流出现最大值的次数等于频率C．交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍D．50Hz的交变电流，其周期等于0.05s解析：选C　根据周期的定义知选项A、B错误。因为在一个周期的时间内，交变电流会出现正向和负向最大值各一次，但相邻两个峰值的时间间隔为半个周期。交变电流在一个周期内方向改变两次，即方向变化的频

7、率为交变电流频率的2倍，所以选项C正确。由T＝＝s＝0.02s，知选项D错误。2．(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin100πt(V)，对此电动势，下列表述正确的是(　　)A．最大值是50V　　　B．频率是100HzC．有效值是25VD．周期是0.02s解析：选CD　由交变电动势的表达式可知，电动势的最大值Em＝50V，有效值为E＝＝25V，周期T＝＝0.02s，频率f＝＝50Hz，故C、D正确。3．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图522所示。此线圈与一

8、个R＝10Ω的电阻构成闭合电路。不计电路的其他电阻，下列说法正确的是(　　)非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。图522A．交变