高中物理《描述交变电流的物理量》学案 新人教版选修3-2.doc

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1、山东省新泰市汶城中学高二物理选修3-2《描述交变电流的物理量》学案人教版【预习案】自主体验一．交变电流的周期和频率1．周期T：交变电流完成所需的时间，单位是，符号为s.2．频率f：交变电流在内完成的次数，单位是，符号为Hz.3．周期和频率的关系：或.4．角速度和频率的关系：.5．常识：我国通用交变电流的周期是s，频率为Hz.二．峰值和有效值1．峰值：当线圈平面与磁场方向时，产生的感应电动势、感应电流及路端电压的最大值，用Em、Im和Um表示，其中Em＝.2．有效值：让交流与恒定电流分别通过大小相同的，如果在交流的内它们

2、产生的热量，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把I、U叫做这个交流的．三．相位:1．相位：对于两支交流电e甲＝Emsinωt和e乙＝Emsin(ωt＋φ)，称ωt或ωt＋φ分别为它们的相位．2．相位差：两支交流电的相位之差叫做它们的相位差．预习自测1．某交变电流的方向在1s内改变100次，则其周期T和频率f分别为(　　)A．T＝0.01sB．T＝0.02sC．f＝100HzD．f＝50Hz2．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图象如图1所示，则(　　)A．交变电流的频率是4πHzB．当t＝0时，线圈

3、平面与磁感线垂直C．当t＝πs时，e有最大值D．交流电的周期是2πs3．如图2是一个正弦式交变电流的图象，下列说法正确的是(　　)A．周期是0.2s，电流的峰值是10AB．周期是0.15s，电流的峰值是10AC．频率是5Hz，电流的有效值是10AD．频率是0.2Hz，电流的有效值是7.07A【探究案】探究一：对交变电流有效值的理解1．写出正(余)弦式交变电流的有效值与峰值的关系E和Em的关系、I和Im的关系、U和Um的关系：2．注意事项：(1)各种使用交变电流的用电器上所标的额定电压、额定电流值都是指交变电流的有效值．

4、.5-2-1.总结反思(2)各种交流电流表和交流电压表的测量值也都是有效值．(3)凡涉及能量问题，如电能与其他形式的能的转化过程中，涉及交变电流的电功、电功率等物理量均用有效值，计算保险丝的熔断电流也用有效值．(4)家庭电路电压220V和动力电压380V是指有效值．(5)以后提到的交变电流的数值，凡没有特别说明的都是指有效值．3．几种典型交流电的有效值交变电流的有效值是根据电流的热效应，利用等效的观点来定义的．一般取一定时间(一个周期)根据恒定电流与交流电产生的热量一样来求解，比如下面几种典型的有效值：交变电流名称交变

5、电流图样有效值交变电流名称交变电流图样有效值正弦式交变电流  矩形脉冲电流正弦半波交变电流  非对称性脉冲电流正弦单向脉冲电流  【例1】如右图表示一交流电的电流随时间而变化的图象．此交流电的有效值是()A.B.5AC.D.3.5A探究二：有效值、峰值、瞬时值、平均值的区别种类区别有效值峰值瞬时值平均值物理意义根据电流的热效应来定义的交变电流的最大值某一时刻电压、电流的大小一段时间电压、电流的平均值计算方法根据热效应求解有效值的大小 ==  ==【例2】一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为。关于这个交变电流，

6、下列说法中正确的是（）A．交变电流的频率为100HzB．电动势的有效值为220VC．电动势的峰值约为311VD．t＝0时，线圈平面与中性面垂直典例探究题型一：交变电流图象中的有效值和频率【例3】一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知()A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin(25t)VB．该交流电的频率为25HzC．该交流电的电压的有效值为141.4VD．若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W题型二：交变电流热量的求解【例4】阻值为1Ω的电阻上通以交变电流，其i

7、－t关系如图.5-2-2.所示，则在0～1s内电阻上产生的热量为()A.1JB.1.5JC.2JD.2.8JA变式训练：图5－2－7为某型号电热毯的电路图，将电热丝接在u＝156sin120πtV的电源上，电热毯被加热到一定温度后，由于P的作用使输入的正弦交流电仅有半个周期能够通过，即电压变为图所示波形，从而进入保温状态．则此时交流电压表()A．测量的是电压的最大值，读数是156VB．测量的是电压的有效值，读数是110VC．测量的是电压的有效值，读数是78VD．测量的是电压的有效值，读数是55V当堂检测1．电阻R1、R

8、2与交流电源按照图4(a)方式连接，R1＝10Ω，R2＝20Ω.合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图(b)所示．则(　　)A．通过R1的电流有效值是1.2AB．R1两端的电压有效值是6VC．通过R2的电流最大值是1.2AD．R2两端的电压最大值是6V2．一矩形金属线圈，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀