2023年描述交变电流的物理量超详细导学案..pdf

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1、学习必备 欢迎下载 描述交变电流的物理量 设计人：_ 备课组长：_ 教研组长：_ 使用时间：_ 一教学目标 1理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系，知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小 2理解什么是交变电流的最大值和有效值，知道它们之间的关系 二【自主学习】1周期和频率 周期：交变电流完成 所需的时间，通常用 表示，单位是 。角速度与频率的关系为 。频率：交变电流在 内完成周期性变化的次数，通常用 表示，单位是 。角速度与频率的关系为 。周期和频率的关系：。（注：转速 n 的单位是转每秒(r/s)）（4）我国工农业及生活用电的周期为 0.02s，频率为 50Hz，电流方向每秒改变

2、次 2峰值（最大值）和有效值 峰值：交变电流在一个周期内电流或电压所能达到的 。最大值在实际中有一定的指导意义，所有使用交流的用电器，其最大耐值应大于其使用的交流电压的最大值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值 Em=有效值：根据电流的 来规定。让交变电流和恒定电流通过相同的 ，如果它们在一个周期内产生 ，则这个恒定电流 I、电压 U叫做这个交流电流的有效值。人们常说的家庭电路的电压是 220V指的是它的 正弦交变电流的有效值和峰值之间的关系：I=，U=。注意：任何交变电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，对

3、其他形式的交变电流并不适用 3、最大值、有效值和平均值的应用 求电功、平均电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用 值计算，求一段时间内通过导体横截面的电量时要用 值，t Iq=REt=Rn 学习必备 欢迎下载 在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的 值 交变电流四值的比较（小结）物理含义 重要关系 适用情况 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e=Emsin t i=Imsin t 计算线圈某一时刻所受安培力的情况，判断氖管是否发光 峰值 最大的瞬时值 Em=nBS Im=Em/(R+r)确定用电器的耐压值 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流值 对于正弦式电流有：2mEE ，2mUU

4、 ，2mII （1）计算与电流热效应相关的量（如电功、电功率、热量）；（2）交流电表的测量值；（3）电气设备标注的额定电压和额定电流；（4）保险丝的熔断电流 平均值 交变电流图象中图线与时间轴所夹面积与时间的比值 ntE RrEI 计算通过电路截面的电量：q=It 课堂互动 一、周期和频率 峰值和有效值 例 1.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动。产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R10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 A交变电流的周期为 0.125 B交变电流的频率为 8Hz C交变电流的有效值为2A D 交变电流的最大值为

5、4A 二、有效值的计算【例 2】通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电 的有效值 I。注意：有效值不是平均值，这是两个完全不同的物理量。有效值是一种等效替代，把恒定电流与交变电流通入相同的电阻，经过相同的时间，产生相同的电热，我们就把恒定电流的大小叫做交变电流的有效值.这里的相同时间是指较长的时间或者是周期的整数倍.i/A 3 O t/s-6 0.2 0.3 0.5 0.6 间的关系二自主学习周期和频率周期交变电流完成所需的时间通常用表国工农业及生活用电的周期为频率为电流方向每秒改变次峰值最大值和电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值线圈在匀强学习必备 欢迎下载 练习

6、2、如图表示一交变电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值是（）A52A；B5A；C352A；D35A 【例 3】如图所示，匀强磁场的磁感应强度 B=05T，边长 L=10cm 的正方形线圈 abcd 共 100匝，线圈电阻 r1，线圈绕垂直与磁感线的对称轴 OO/匀速转动，角速度为2rads，外电路电阻 R4，求：（1）转动过程中感应电动势的最大值（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过 600时的即时感应电动势（3）由图示位置转过 600角时的过程中产生的平均感应电动势（4）交流电电表的示数（5）转动一周外力做的功（6）61周期内通过 R 的电量为多少？练习 3、发电机转子是匝数 n=

7、100，边长 L=20cm的正方形线圈，其置于磁感应强度 B=0.5T 的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以=100(rad s)的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时.线圈的电阻 r=1，外电路电阻R=99.试求：(1)写出交变电流瞬时值表达式；(2)外电阻上消耗的功率；(3)从计时开始，线圈转过3过程中，通过外电阻的电荷量是多少?1一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬时间的关系二自主学习周期和频率周期交变电流完成所需的时间通常用表国工农业及生活用电的周期为频率为电流方向每秒改变次峰值最大值和电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值线圈

8、在匀强学习必备 欢迎下载 值的表达式为 e=220sin100tV，下列说法中正确的是：()A频率是50Hz B.当 t=0时，线圈平面与中性面重合 C当 t=1/100 s 时，e 的值最大，为220V D线圈转动的角速度为 314rad/s 2下列数据中不属于交变电流有效值的是（）A.交流电表的示数 B.灯泡的额定电压 C.电容器的耐压值 D.保险丝的额定电流 4.在图 1823 所示电路中，已知交流电源电压 u=200sin(100t)V，电阻 R=100.则电流表和电压表的读数分别为()A.1.41 A，200 V B.1.41 A，141 V C.2 A，200 V D.2 A，14

9、1 V 2正弦交变电源与电阻 R、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R10 ，交流电压表的示数是 10 V图乙是交变电源输出电压 u 随时间 t 变化的图象则()A通过 R的电流 iR随时间 t 变化的规律是 iR 2cos 100 t A B通过 R的电流 iR随时间 t 变化的规律是 iR 2cos 50 t A CR两端的电压 uR随时间 t 变化的规律是 uR5 2cos 100 t V DR两端的电压 uR随时间 t 变化的规律是 uR5 2cos 50 t V 5.如图 5-2-5所示为照明用交流电压 e 与时间 t 的关系图象 电压的最大值为 _V有效值为_V.电压变化周期为_s

10、 频率为_Hz 角速度为_rad/s 瞬时值表达式 V t=s3001时刻电压瞬时值为_V此时穿过线圈平面磁通量的变化率为_V 此时线圈平面与中性面的夹角为_ 【例 1】两个完全相同的电热器，分别通以如图 5-2-1甲、乙所示的交变电流，两个交变电流的最大值相等，两个分别是方波式和正弦式交变电流，则这两个电热器的电功率之比为多少？图 1823 图 5-2-5 间的关系二自主学习周期和频率周期交变电流完成所需的时间通常用表国工农业及生活用电的周期为频率为电流方向每秒改变次峰值最大值和电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值线圈在匀强学习必备 欢迎下载 图 5-2-1 将正弦交流电经过整流器处理后，得到的电流波形刚好去掉半周，如图所示，它的有效值是 （）A.2 A B.2 A C.22 A D.1 A 矩形线圈面积为 S，匝数为 N，内阻为 r，绕 OO轴以角速度做匀速转动。当它从图中位置转过 90过程中，求：（1）通过电阻 R的电荷量是多少？（2）外力做的功是多大？间的关系二自主学习周期和频率周期交变电流完成所需的时间通常用表国工农业及生活用电的周期为频率为电流方向每秒改变次峰值最大值和电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值线圈在匀强