描述交变电流的物理量导学案(一)
交变电流的描述导学案
碣石中学高二年级物理学科活力课堂导学案课题 2-2交变电流的描述 班级 姓名 学习目标： （1）、掌握用函数表达式描述交变电流；（2）、掌握用图象描述交变电流。
教学重点、难点：重点：交变电流。
难点：交变电流的原理。
第一部分：个体自学1．周期T ，频率f ，角速度ω，转速n 间的关系：T f 1n == n f Tπππω222=== 2．我国工农业生产和生活用的交变电流：周期是 ，频率是 。
在每秒钟内，电流的方 向变化 次。
3.交流发电机的线圈在磁场中匀速转动，感应电动势e 的变化规律为________ ____．若把线圈和电阻R ′连成闭合电路，设总电阻为R ，则电路中电流的瞬时值i ＝____________ ____，电阻R ′上的电压瞬时值 u ＝__ ______________.（注意结合上学期知识）第二部分：合作探究【探究一】讨论与交流（1）：如图所示是交流发电机线圈截面示意图，标有a 的小圆圈表示线圈ab 边的横截面，标有d 的小圆圈表示线圈cd 边的横截面。
设ab 边的长度为l ，ad 边的长度为l '，外磁场的磁感应强度为B ，线圈平面从中性面开始转动，角速度为ω，经时间t 。
则：1：线圈转过的角度： ，ab 边的线速度v 的方向跟磁感线方向间的夹角为： 。
2：ab 边中的感应电动势：e ab = ，其中v= 。
3：整个线圈的感应电动势：e= 。
4：若线圈匝数为N ，则整个线圈的感应电动势：e= 。
设： ,则e= 上式中的e 随着时间而变化，不同时刻有不同的数值，叫做电动势的 ，E m 表示电动势达到的 ，叫做电动势的峰值。
上式表明，电动势按 规律变化。
实验证明，在只含有电阻的电路中，欧姆定律也适用于交流电路，如果用R 表示闭合电路的总电阻，Im 表示电路中电流的峰值，用i 表示电路中感应电流的瞬时值，则有i=外电路中一段导线上的电压同样是按正弦规律变化的。
设这段导线的电阻为R ，电压瞬时值为u=ωNBS NBlv E m ==2【课后思考】如果线圈不是从中性面开始计时，而是与中性面有一个初始夹角ϕ，则感应电动势的瞬时值表达式又怎样来推呢？如图所示，线圈从图中实线位置开始计时，经过时间t ，线圈转过的角度：ωt ，ab 边的线速度v 的方向跟磁感线方向间的夹角：（ωt +ϕ）,其它分析同上。
珠海四中描述交变电流的物理量导学案(1)
§5-2 珠海四中描述交变电流的物理量●学习任务1：阅读教材P34第“周期和频率”部分，完成以下内容。
1．周期和频率⑴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 。
⑵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 。
⑶周期和频率的关系： 。
⑷转速n 的单位是转每秒(r/s) 转速与频率的关系：⑸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 次．●学习任务2：阅读教材P35第“峰值和有效值”部分，完成以下内容。
2．峰值（最大值）和有效值⑴峰值：交变电流在一个周期内电流或电压所能达到的 。
★①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． ★②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= ．⑵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 ⑶平均值：平均电动势的计算公式 ；⑷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①求电功、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， ②求一段时间内通过导体横截面的电量时要用 值，t I q ==R Et=Rn φ∆ ③在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的 值【当堂达标】AB 1.图7是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的A 周期是0.01SB 最大值是311VC 有效值是220VD 表达式为U=220sin100πt （V ） AB 2．某小型发电机产生的交变电动势为)(100sin 50V t e π=，对此电动势，下列表述正确的有A ．最大值是V 250B ．频率是100HzC ．有效值是V 225D ．周期是0.02sAB 3、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R ＝10 Ω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 s B ．交变电流的频率为8 Hz C ．交变电流的有效值为2A D ．交变电流的最大值为4 AAB 4．一交流电压的图象如图所示，将该交流电压加在一电阻两端，下列说法正确的是（ ）A ．该交流电压的频率为50HzB ．流过电阻的电流方向每秒钟改变50次C ．并联在该电阻两端的交流电压表的示数为110VD ．该交流电压的瞬时表达式为t u π100sin 2110= (V)A 5.某交流发电机中，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的关系如图所示．如果此线圈和一个 R ＝ l00Ω 的电阻构成闭合电路，不计电路的其它电阻，下列说法中正确的是（ ）A ．交变电流的周期为0 . 04sB ．电阻 R 两端的最大电压是 l002VC ．交变电流的有效值为 1AD ．交变电流的最大值为 1AA 6．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。
第2节描述交变电流的物理量导学案
主备人：张西永 审核： 授课时间： 班级： 姓名：
1.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. 【学习目标】 2.理解交变电流的周期、 频率以及它ห้องสมุดไป่ตู้之间的关系.知道我国生产和生活用电 的周期(频率)的大小. 【学习重点】 【学习难点】 交变电流有效值概念 对交变电流有效值的理解和相关的计算
探究 3 相位 【思考与讨论 5】 如图所示， 为 一交变电流的 u-t 图像。 1．写出甲、乙两交流电的表达 式分别为： u 甲＝ u 乙＝ 2．该交变电流的相位是多少？ 3．该交变电流的初相位是多少？ 4．什么叫交变电流的相位差？ 错题整理 课堂检测案 1．关于正弦交流电的有效值，正确的说法是 A．给定的交流电数值，在没有特别说明的情况下，都是指有效值 B．保险丝的熔断电流指交流电的有效值 C．交流用电器设备铭牌所标的额定电压、额定电流都是有效值． D．电容器的击穿电压指交流电的有效值 2．一个照明电灯两端允许加的最大交流电压为 311V，当它接入 220V 照明电 路上，这个灯将 A．灯不亮 C．只能暗淡发光 ( ) B．灯丝将烧断 D．能正常发光 ) ；
【练 1】两个相同电阻分别通以如图所示两种电流，在一个周期内产生的热量 QA∶QB= 。
每天都要- 2 -进步一点！
【思考与讨论 4】交变电流的平均值 1．交变电流的平均值有何应用？ 2．如图所示，矩形线圈的匝数为 n，线圈面积为 S，线圈 电阻为 r，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕 OO′轴以角速 度 ω 匀速转动，外电路电阻为 R，在线圈由图示位置转过 90° 的过程中，通过电阻 R 的电荷量 q 是多大？
1 s 时刻电压瞬时值为______V，此时 300
高中物理 5.2描述交变电流物理量导学案(新人教版)选修
高中物理 5.2描述交变电流物理量导学案(新人教版)选修描述交变电流的物理量【学习目标】1、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、2、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、【重点、难点】重点：交变电流的有效值、难点：对交变电流有效值的理解和相关的计算、预习案【自主学习】1、交变电流完成一次周期性变化的______称为交变电流的周期，通常用______表示，单位是______，交变电流在1s内完成周期性变化的______叫做它的频率，通常用_____表示，单位是______，周期和频率互为倒数，即______或______2、让交流与恒定电流分别通过______的电阻，如果在交流的一个______内它们产生的______相等，这个恒定电流的I、U叫做这个交流电流，电压的有效值。
3、正弦交变电流的有效值I,U与峰值Im，Um之间有如下的关系________________, ______________________【学始于疑】线圈转动一整圈，交变电流就完成一个周期性变化。
这说明，线圈转动速度越快，交变电流周期性变化的越快。
交变电流与恒定电流比较具有不同的特点，用那些量来描述交变电流呢？探究案【合作探究一】周期和频率问题1：如何描述线圈中交变电流的变化规律呢（1）、公式法：从中性面开始计时，（2）、图象法：如图所示问题2：、试确定时刻，图象坐标与线圈转动位置的对应关系？答：线圈转过的角度分别为：0、、、、。
问题3：用什么物理量来描述交变电流变化的快慢呢？启发式提问我们以前学过那种典型的周期性运动？他用什么物理量描述快慢？（匀速圆周运动）归纳总结1、交变电流的周期和频率。
（1）周期：我们把，叫做交变电流的周期。
周期用T表示，单位是s。
（2）频率：，叫做交变电流的频率。
频率用f表示，单位是Hz。
（3）周期和频率的关系是：【合作探究二】峰值和有效值问题1：写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？问题2：峰值、有效值和平均值有什么区别？问题3、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是：，是不是对一切交变电流都是如此？问题4、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？归纳总结：交变电流的峰值（Em，Im，Um）交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流或电压变化幅度。
5.2 描述交变电流的物理量 导学案
5.2 描述交变电流的物理量导学案【学习目标】1.知道交变电流的周期和频率，以及它们与转子角速度ω的关系2.知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系3.知道我国供电线路交变电流的周期和频率【学习重点、难点】1.周期、频率的概念，有效值的概念和计算2.有效值的概念和计算探究一、周期和频率1.什么是周期，频率？它们之间有什么关系？2. ω与周期T、频率f之间的关系是什么？3.如图所示，这个交流电的周期是多少？频率是多少？题型一：交变电流的周期和频率1．某交变电流的方向在1 s内改变100次，则其周期T和频率f分别为( )A．T＝0.01 s B．T＝0.02 s C．f＝100 Hz D．f＝50 Hz2.某交变电压随时间的变化规律如图所示，则此交变电流的频率为________Hz.线圈转动的角速度是________rad/s.若将此电压加在10 μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于________V.3．我国照明电压的瞬时值表达式为e＝2202sin(100πt) V，它的周期是________，频率是________，在1 s内电流的方向改变________次，电压最大值为________．探究二、峰值和有效值（一）峰值交变电流的峰值I m或U m表示什么？（二）有效值1.如图所示，通过一个R=1Ω的电阻i随时间变化的曲线。
这个电流不是恒定电流。
2.怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？3.如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大？4.什么是交流电的有效值？5. 理论计算表明，正弦交变电流的有效值I、U与峰值I m、U m之间有什么关系？题型二：交流电的有效值和最大值4．关于交流电的有效值U和最大值U m，下列说法中正确的是( )．A．任何形式的交流电都具有U＝U m2的关系B．只有正弦交流电才具有U＝U m2的关系C．照明电压220 V，动力电压380 V指的都是最大值D．交流电压表和交流电流表测的都是最大值5．已知负载上的交变电流u＝311sin(314t) V，i＝14.1sin(314t) A，根据这两式判断，下述结论中正确的是( )．A．电压的有效值为311 V B．负载电阻的大小为22 ΩC．交变电流的频率是55 Hz D．交变电流的周期是0.01 s6．在电路的MN间加一如图所示的正弦交流电，负载电阻为100 Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为()．A．220 V,2.20 A B．311 V,2.20 AC．220 V,3.11 A D．311 V,3.11 A7．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图5-2-14乙所示，则( )．A．电压表的示数为220 VB．电路中的电流方向每秒钟改变50次C．灯泡实际消耗的功率为484 WD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J8.在图所示电路中，A是熔断电流I0＝2 A的保险丝，R是可变电阻，S是交流电源．交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e＝2202sin(314t) V．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于( )．A．110 2 Ω B．110 Ω C．220 Ω D．220 2 Ω探究三、交流电的相位（了解）1、什么是相位？2、什么是相位差。
教科版高中物理选修3-2 2.2 描述交变电流的物理量(导学案)
第二章交变电流第二节描述交流电的物理量【学习目标】1．知道交变电流的周期和频率以及我国供电线路交变电流的周期和频率，了解它们与转子角速度ω的关系。
2．知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系。
3．会用等效的方法计算交变电流的有效值，４．激情投入，在自主学习过程中体会研究物理问题的一个重要思想——“等效”思想的应用。
【重难点】1、理解交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系。
2、会用等效的方法计算交变电流的有效值，【课程内容标准】（1）收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。
（2）通过实验，理解感应电流的产生条件。
举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。
【课前预习案】【使用说明】1、同学们要先通读教材，然后依据课前预习案再研究教材；通过梳理掌握：交流电和直流电的概念、交变电流的产生，会分析线圈转动一周中电动势和电流方向的变化。
交变电流的变化规律及表示方法、交变电流的最大值、及瞬时值的含义2、勾划课本并写上提示语．标注序号；完成学案，熟记基础知识，用红笔标注疑问。
（一）教材助读一、复习巩固：１、从中性面开始计时，得出瞬时电动势：e=瞬时电流：i=瞬时电压：u=其中E m=NB Sω２、可以用图象法描述。
如右图二、预习内容表征交变电流的物理量１、最大值：交流电的最大值反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面与磁力线平行时，交流电动势最大值：E m＝２、瞬时值与最大值的关系是：3、有效值定义：４、正弦交流电的有效值与最大值之间的关系是：E=U=I=５、各种交流电电气设备上所标的、交流电表上所测得的以及在叙述中没有特别加以说明的交流电的最大值，都是指６、平均值：交流电的平均值是交流电图像中波形与横轴所围的面积跟时间的比值，用（e=nΔΦ／Δt）计算７、表征交变电流变化快慢的物理量①周期T：②频率f：单位：③角频率ω：单位：.④角速度、频率、周期的关系（二）预习自测1．交变电流完成一次周期性变化的__________称为交变电流的周期．交变电流在1 s 内完成周期性变化的________叫做它的频率，周期和频率互为________即____________或____________．2．让交变电流与恒定电流分别通过________阻值的电阻，如果它们在____________内产生的________相等，这个恒定电流I、电压U的数值就叫做相应交变电流的电流、电压的有效值．3．正弦式交变电流的峰值和有效值的关系为________________，________________.4．(双选)某交变电流的方向在1 s内改变100次，则其周期T和频率f分别为() A．T＝0.01 s B．T＝0.02 sC．f＝100 Hz D．f＝50 Hz5．(双选)一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生交变电流的电动势的图象如图1所示，则()A．交变电流的频率是4π Hz 图1B．当t＝0时，线圈平面与磁感线垂直C．当t＝π s时，e有最大值D．交流电的周期是2π s6．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0.2 s，电流的峰值是10 AB．周期是0.15 s，电流的峰值是10 AC．频率是 5 Hz，电流的有效值是10 A 图2D．频率是0.2 Hz，电流的有效值是7.07 A【课内探究案】探究一：周期和频率１、正弦交流电的瞬时值表达式还可以写成：i=u=课堂练习１、我国生产和生活用交流电的周期T＝_____s，频率f＝______Hz，角速度ω＝___rad/s，在1秒内电流的方向变化____次。
描述交变电流的物理量习题课导学案
课题： 描述交变电流的物理量 习题课学习目标1. 会利用交变电流有效值的意义计算某些特定电流的有效值。
2. 会利用交变电流的有效值进行有关的计算。
教学重难点：交变电流的有效值理解及相关计算一．【知识链接】1.交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做它的 ，交变电流在s 1内完成周期性变化的次数，叫做它的 ，两物理量之间的关系是 。
2.交变电流在某一时刻的值叫 ，对于正弦式电流电动势计算公式为 e3．交变电流的峰值：交变电流在一个周期内做能达到的 叫做交变电流的峰值，可以表示交变电流或电压的 。
4.交变电流的有效值：根据电流的 来规定，让交流和恒定电流分别通过 ，如果在 ，就把这个恒定电流I 、电压U 的数值叫做这叫交流的有效值。
正弦式交变电流的有效值与峰值的关系是【上节知识检测】一正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知( ) A ．该交变电流的电压瞬时值的表达式为u ＝100 sin(25t )V B ．该交变电流的频率为25 HzC ．该交变电流的电压的有效值为100 2 VD ．若将该交变电流压加在阻值为R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W二．新课导学（一）几种典型交流电的有效值（非正弦式交流电）【例1】如图2所示表示一交变电流随时间变化的图象，其中，从t ＝0开始的每个T /2时间内的图象均为半个周期的正弦曲线。
求此交变电流的有效值。
【例2】通过某电阻的周期性交变电流的图象如图所示。
求该交变电流的有效值I 。
【相关练习】1、如图所示，表示一交流电的电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该交流电的有效值为多少？总结：利用有效值的定义计算非正弦式交流电的有效值时，相同时间取 或 的整数倍．（二）交变电流中功率，热量，电量的计算【例3】一个接在恒定直流电源上的电热器所消耗的电功率为P 1，若把它接在电压峰值与直流电压相等的正弦式交流电源上，该电热器所消耗的电功率为P 2，则P 1∶P 2为( )A ．2∶1B ．1∶2C ．1∶1D ．1∶ 2【例4】两个相同的电阻，分别通以如图所示的正弦式交变电流和方波式交变电流，两种交变电流的最大值相等，周期相等．则在一个周期内，正弦式交变电流在电阻上产生的焦耳热Q 1与方波式交变电流在电阻上产生的焦耳热Q 2之比等于( )A ．3∶1B ．1∶2C ．2∶1D ．4∶34 2-3 2【例5】如图所示，边长为a=10cm的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO`轴以n=10r/s的转速匀速转动，磁场的磁感应强度B=0.1T，线圈的匝数N=100匝，电阻r=1Ω。
描述交变电流的物理量导学案
第五章第二节描述交变电流的物理量编号：12 制作人：高二物理组审核人：高二物理组日期：2017.3学习目标: 1.知道描述交变电流的物理量有峰值、有效值、瞬时值、平均值、周期、频率．理解这些物理量的意义．2.会利用有效值的定义求交变电流的有效值．3.会应用正弦式电流的峰值与有效值的关系进行有关计算．预习导航：一、周期和频率1．周期：交变电流完成_______________所需的时间，用T表示，单位是___．2．频率：交变电流在1 s内完成周期性变化的_____，用f表示，单位是______，符号____．3．二者关系：T＝____或f＝____思考：某交变电流的瞬时表达式为i＝10sin100πt(A)，如何确定其交变电流的周期和频率．二、峰值和有效值1．峰值：(1)定义：交变电流的电压、电流所能达到的__________．(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：让交变电流和恒定电流分别通过_________的电阻，在交流的一个周期内，它们产生的______相等，这个恒定电流的电流、电压，叫做这个交变电流的电流、电压的有效值．(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．关系：对于正弦式交变电流，有效值I、U与峰值I m、U m之间的关系：I＝_____，U＝_____．思考：所有交变电流的峰值和有效值之间都满足倍的关系吗？三、相位：1．相位与初相位：如图所示，甲、乙两交流电的表达式分别为：u甲＝___________；u乙＝_______________；其中“ωt＋φ”叫做交变电流的相位，φ是t＝0时的相位，叫做交变电流的________．2．相位差：两支交流的__________叫做它们的相位差．思考：如图所画两个交流电，其中i1比i2超前还是滞后？它们相位差是多少？新课探究：探究一对有效值的理解与计算物理情景一1．某用电器铭牌上标有“额定电压220 V”和“工作频率50 Hz”的字样，其中“220 V”有什么含义？2．试探究分析计算交变电流的有效值应注意哪几个方面的问题？例题1：电阻R1、R2与交流电源按照图(1)方式连接，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω.合上开关S后，通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图(2)所示．则()A．通过R1的电流有效值是1.2 AB．R1两端的电压有效值是6 VC．通过R2的电流最大值是1.2 AD．R2两端的电压最大值是6 V图(1)图(2)发散练习1：通过一阻值R＝100 Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1 s．电阻两端电压的有效值为()A．12 V B．410 V C．15 V D．8 5 V发散练习2：两个完全相同的电热器分别通过如图525甲和乙所示的电流最大值相等的方波式交变电流和正弦式交变电流，则这两个电热器功率Pa、Pb之比为():A．1∶1B．2∶1 C．1∶2 D．4∶1合作探究二交变电流的“四值”对比物理情景二：1．交变电流的有效值是不是其在某一段时间的平均值？2．试分析一个击穿电压为250 V，电容为6×10－7 F的电容器能否连接到“220 V50 Hz”的正弦式交变电源上？例题2：如图所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝1πT，当线圈以300 r/min的转速匀速转动时，求：(1)转动中感应电动势的最大值和有效值；(2)写出从图中位置开始计时的交变电流的瞬时值表达式；(3)电路中交流电压表和电流表的示数；(4)线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量．发散练习3：如图（1）所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图(2)中曲线a、b所示，则()A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3C．曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为10 V发散练习4：如图所示，一交流发电机线圈共N＝50匝，ab＝0.2 m，ab＝0.1 m，总电阻r＝10 Ω，在B＝0.5 T的匀强磁场中从磁通量最大位置开始以n＝100 r/s的转速匀速转动，外电路中接有R＝40 Ω的电阻．当线圈转过1/4周期时，求：(1)在外电阻R上产生的电热Q；(2)这段时间内通过外电阻R的电荷量．。
5.2描述交变电流的物理量导学案
2014-2015学年第二学期物理选修3-2导学案编号：08 使用时间：2015.3 编写人：陈明生审核人：负责人：班级：小组：姓名：组内评价：教师评价：§5. 2描述交变电流的物理量导学案【学习目标】1．理解交变电流的周期、频率含义，掌握它们相互间关系2．理解交变电流有效值的意义，会应用正弦式交变电流有效值公式对纯电阻电路的电压、电流进行有关计算3．能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值【学习重点、难点】1．交变电流有效值概念既是重点又是难点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义2．交变电流瞬时值确定使学生感到困难，通过例题分析使自己学会借助数学工具处理解决物理问题的能力【学习过程】复习引入：通过上节课学习，我们知道矩形线框在匀强磁场中匀速转动时，线框中产生了正弦式交流电。
我们是怎样描述交变电流的变化规律呢？公式法e＝E m sinωt i＝I m sinωt(中性面开始计时)新课教学一、周期和频率如图所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？[要点提炼]1.交流电变化越快，则周期越，频率越 .2.角速度与周期的关系：ω＝__________.3.转速(n)：线圈单位时间(1 s或1 min)转过的，单位是r/s或r/min.角速度与转速的关系：ω＝ (n单位为r/s)或ω＝________(n单位为r/min).4.我国电网中交变电流的周期是 s，频率是 Hz.二、峰值和有效值1.图3是通过一个R＝1 Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线.这个电流不是恒定电流.(1)怎样计算1 s内电阻R中产生的热量？(2)如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也能在1 s内产生同样的热，这个电流是多大？2.某交流电压瞬时值表达式u＝62sin (100πt) V，把标有“6 V,2 W”的小灯泡接在此电源上会不会被烧坏？把标有6 V的电容器接在此电源上会不会被击穿？[要点提炼]1.峰值：也叫最大值，它是所有瞬时值中的最大值.(1)当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，E m＝(转轴垂直于磁感线).(2)电容器接在交流电路中，交变电压的最大值不能超过电容器的值.2.有效值的应用(1)计算与电流热效应有关的量(如功率、热量)要用值.(2)交流电表的测量值，电气设备标注的额定电压、额定电流，通常提到的交流电的数值指_______值.3.有效值的计算(1)正弦式交变电流：根据E＝_______、U＝_______、I＝________计算其有效值.(2)非正弦式交变电流：只能根据电流的计算.计算时要注意三同：“相同”上、“相同时间”内、产生“相同”.计算时，“相同时间”一般取 .4.平均值的应用算通过导体某一截面的电荷量时，只能用交变电流的平均值，即q＝I·Δt＝ERΔt＝_______，这是平均值应用最多的一处.。
5.2《描述交变电流的物理量》学案
5.2《描述交变电流的物理量》学案蒋显翠昭通市盐津县第三中学学时：1学时一、学习目标1.能记住交变电流的周期、频率以及它们之间的关系，能说出我国生产和生活用电的周期（频率）的大小；2.能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值。
3.能说出什么是交变电流的峰值和有效值并能描述它们之间的关系，会应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算；4.能说出什么是相位和相位差。
二、学习重难点学习重点：交变电流的有效值；学习难点：交变电流的瞬时值、平均值、最大值、有效值的概念的理解和应用。
三、自主学习过程（一）温故知新1.什么叫交变电流？2.什么叫中性面？3.正弦交流电的产生及变化规律是什么？（二）探究新知活动1.学习交变电流的周期、频率以及它们之间的关系，以及我国生产和生活用电的周期（频率）的大小；1.请你阅读课本“周期和频率”部分内容，完成下列问题。
①什么是交变电流的周期和频率？单位分别是什么？它们之间有什么关系？②交变电流的周期和频率的物理意义是什么？③我国工农业生产和日常生活中用的正弦式交变电流周期是0.02 s，频率是 Hz，电流方向每秒钟改变次。
④交变电流的周期与线圈转动的周期有什么关系？⑤交变电流的周期和频率与交流发电机线圈转动的角速度ω有什么关系？2.请你和同学一起完成“问题与练习”第1题。
活动2：学习利用有效值定义计算某些交变电流的有效值。
1.请你和同学一起讨论课本“思考与讨论”栏目；2.有效值是怎么定义的？3.请你来算一算：某交变电流随时间变化图象如图所示，求该交变电流有效值。
活动 3. 学习什么是交变电流的峰值和有效值并能描述它们之间的关系，学习应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算。
1.请你阅读教材“峰值和有效值”部分①交变电流的峰值指的是什么？物理意义是什么？②电容器接在交流电路中，就需要知道交变电压的，电容器的额定电压应交变电压的最大值，否则电容器有可能被击穿。
③正弦交流电有效值与峰值之间的关系是怎样的？2.请你和同学一起完成“问题与练习”第2题和第3题。
高中物理：描述交变电流的物理量导学案
高中物理：描述交变电流的物理量导学案一．学习目标1．知道交变电流的周期、频率的含义,以及它们相互关系．2．知道交变电流的峰值和有效值之间的关系．3．通过实例分析认识有效值的物理意义,体会“等效思想”的运用．4．具有运用类比、迁移的科学方法分析新问题的意识和能力．二．预习案（一）描述交流电变化快慢的物理量1．周期T：．单位是2．频率f ：．单位3．写出频率f,线圈旋转的角速度ω和转速n的关系(二)描述交流电大小的物理量1．最大值(峰值)：交变电流在一个周期内所能达到的2．有效值(1)定义：规定,让交变电流和恒定电流通过的电阻,如果在交流的它们产生的热量相等,而这个恒定电流是I,电压是U,我们把I、U叫做这个交流的有效值。
(2)正弦交流电的有效值和最大值的关系是.(3)通常用电器所标的,电压表,电流表所测量的,没有特别说明的都为有效值。
（三）预习检测1.一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为：e = 311sin314t V,则此发电机产生的电动势的最大值为_______V,有效值为_______V,发电机转子的转速为_______转/秒,产生的交流电的频率为______Hz．2．我国家庭照明电路电压瞬时值可表示为（）A．u＝380 sin 3.14t V B．u＝311 sin 314t VC．u＝220 sin 314t V D．u＝36 sin 0.02t V3．一交变电流的图象如图所示,由图可知（）A．用交流电流表测该电流,示数为10 AB．该交变电流的频率为100 HzC ．该交变电流的有效值为102AD ．该交变电流瞬时值为i ＝102sin 628t4．如图所示是某种型号的电热毯的电路图,电热毯接在交变电源上,通过装置P 使加在电热丝上的电压的波形如右图所示。
此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为 （ ）A ．110VB ．156VC ．220VD ．311V三、课上探究(一)周期和频率1．交变电流的周期与线圈的转动周期有什么关系？2．打点计时器是常用的实验仪器,它为什么每隔0.02s 打一个点？3．交变电流的周期和频率有何物理意义？4．交变电流的周期和频率与交流发电机转子转动的角速度ω有什么关系？（二）峰值和有效值1．把正玄交变电流接到电容器上时,我们关心交变电流的电压是否超过电容所能承受的耐压值。
高中物理第五章第二节描述交变电流的物理量导学案
§5.2《描述交变电流的物理量》导学案【知识目标】1.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.2.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.【教学重点】: 交变电流有效值概念. 【教学难点】: 交流电有效值概念及计算.【学法指导与使用说明】：认真阅读课本，以重要的概念和结论用红笔做上记号，对不理解的内容用黑笔做记号，对存在的问题在我的疑惑中提出，供合作探究时讨论。
书看懂后再独立完成导学案。
【知识准备】（1） 叫做交变电流，简称交流。
针对训练.下图哪些是交变电流？哪些是恒定电流？（2）正弦交流电是怎样产生的？【预习案】1.周期和频率⑴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 。
⑵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 。
角速度与频率之间关系是 。
⑶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 次．2．峰值（最大值）和有效值⑴峰值：交变电流在一个周期内电流或电压所能达到的 。
★①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，其最大耐压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． ★②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= ．⑵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⑶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①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， ②求一段时间内通过导体横截面的电量时要用 值，t I q ==R E t=Rn φ∆ ③在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的 值 4、相位如图所示，甲、乙两交流电的表达式分别为：u 甲＝ ；u 乙＝ ，其中“ωt ＋Φ”叫做交变电流的Φ是t ＝0时的相位，叫做交变电流的 ．【预习自测】1．由交变电动势的瞬时表达式t e π4sin 210⋅=V 可知（ ） A ．此交流的频率是Hz 4π． B ．此交流的周期是5.0s ．C ．此交流电动势的有效值10V ．D ．5.0=t s 时，该交流电动势达最大值．2．有一交变电流如下图所示，则由此图象可知()A．它的周期是0.8 s B．它的峰值是4 AC．它的有效值是2 2 A D．它的频率是0.8 Hz3．在图所示电路中，A是熔断电流I0＝2 A的保险丝，R是可变电阻，S是交流电源．交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e＝220 2sin 314t V．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于()A．110 2 ΩB．110 ΩC．220 Ω D．220 2 Ω4．标有“250 V0.5 μF”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用() A．220sin 100πt V B．220 V照明电路中C．380sin 100πt V D．380 V动力电路中我的疑惑：【探究案】探究点一：周期和频率问题1.交变电流为什么要选周期性来描述呢？用什么来描述周期性变化的快慢呢？它们关系如何？各自单位是什么？问题2. 描述交变电流变化快慢的物理量除周期，频率外，还有什么物理量？那它们间又有什么关系呢探究点二：交变电流的“四值”问题1.什么是交变电流的瞬时值？交变电流不同时刻，瞬时值不同，但我们用什么来表示交变电流平均的效果呢？问题 2.如何定义交变电流的电流有效值呢？正弦式交变电流的有效值与最大值间有什么关系呢？问题3.如果电流不是正余弦变化的，必须根据什么来求解有效值呢？交变电流有效值是表示交变电流产生的热效应的平均效果，就是平均值吗？问题4.交变电流“四值”对比表格针对训练. 如图所示的电流通过一个R=1Ω的电阻，它不是恒定电流。
《描述交变电流的物理量》(导学案)
《描述交变电流的物理量》（导学案）学习目标：1．知道交变电流的周期和频率，以及它们与转子角速度ω的关系。
2．知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系。
3．知道我国供电线路交变电流的周期和频率。
学习重点：周期、频率的概念，有效值的概念和计算学习难点：有效值的概念和计算 学习过程：一．描述交流电变化快慢的物理量：1．周期T ： 2．频率f ：二．描述交流电大小的物理量：1．峰值（最大值）： .2.有效值：（1）定义：训练：求课本35页图5.2-2电流的有效值？（2）正弦交流电的有效值和最大值的关系是： .3．把电容器接在交流电路中，就需要知道电压的__________；通常人们说家庭电路的电压是220V ，指的是___________，使用交流的电器设备上，标出的额定电压和额定电流都是___________，一般交流电压表、电流表测量的数值是__________，凡没有特别说明的都指____________。
典型例题：例1 一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为：e = 311sin314t V ，则此发电机产生的电动势的最大值为_______V ，有效值为_______V ，发电机转子的转速为_______r/s ，产生的交流电的频率为______Hz ．U m -U例2 求下列情况下的电流有效值：例 3 100匝线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈所在平面与磁场垂直时磁通量为5Wb，在转动过程中产生的最大感应电动势为5V，求：（1）线圈的转动周期为多大？（2）感应电动势的瞬时值为2.5V时，线圈中磁通量为多大？例4 发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为311V，其线圈共100匝，在匀强磁场中匀速转动的角速度为100πrad/s，从线圈经过中性面计时：（1）写出电动势的瞬时表达式______________________；（2）此发电机与外电路组成闭合电路时，总电阻为100Ω，则t=1/600 s时电流大小为___________（3）在线圈转过180°的过程中，电动势的平均值为____________，电动势达到的最大值为_____________；（4）磁通量变化率的最大值是______________。
描述交变电流的物理量导学案
5-2 描述交变电流的物理量导学案编写：凡连锋审核：彭志俊学习目标1、理解交变电流的周期、频率及它们之间的关系，知道我国生产和生活用电的周期（频率）。
2、知道交变电流和电压的峰值、瞬时值、理解交变电流的有效值，知道正弦交变电流的有效值与峰值的关系。
3、知道有效值是根据电流的热效应规定的，会求有关交变电流的有效值。
知道交流电器设备所标值、交流电表的所测值均为有效值。
学习重点1、描述交变电流的几个物理量。
2、瞬时值、最大值、有效值和平均值的应用。
学习难点有效值的计算及应用知识回顾一、正弦交变电流的产生1、闭合线圈在（匀强磁场、非匀强磁场）中绕转动轴匀角速度转动2、转动轴的特点：转动轴的方向与磁场方向间的关系3、中性面指的是特点：磁通量φ，磁通量的变化率，E= ，I=经过中性面电流方向。
所以，线圈经过一个周期T，电流方向改变次当线圈平面与磁场平行时，磁通量φ，磁通量的变化率，E= ，I=二、正弦交变电流的规律：1、峰值：也就是正弦交变电流的最大值，E m=2、瞬时值：能够描述出正弦交变电流在任意时间（位置）时的情况，表达式有两种：当线圈平面自中性面开始转动时，e= 当线圈平面自平行位置开始转动时，e=新课探究探究1、周期和频率及之间的关系，阅读课本P34明确（1）周期、频率的定义、符号及国际单位周期：频率：（2）周期T、频率f、角速度ω的关系式：__________________；____________________；跟踪练习1：某交流电流随时间变化的规律如图：则此交流电的周期为______，频率为_____；若照明用电通过如图电流，则1秒内电流的方向改变_________次。
探究2、交流电的峰值和有效值（1）交流电压和电流的峰值的含义，是指：符号：意义：跟踪练习2：跟踪练习1中交流电流的峰值是___________A。
若电容器的耐压值为4V，则电容器两端所加的交流电压应为______V。
（2）交流电的有效值探究：例1、如右图所示的电流i通过一个R=1Ω的电阻：(1)怎样计算通电1s内R中产生的热量?(2)如果有一个恒定电流通过这个电阻R,也能在1s内产生同样的热,这个恒定电流是多大?归纳总结：（1）交流的有效值是根据电流的热效应定义的。
高中物理 第五章 交变电流 第2节 描述交变电流的物理量导学案 新人教版选修32
二.描述交变电流的物理量【要点导学】表征交变电流的物理量（1）瞬时值：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向，瞬时值是时间的函数，不同时刻瞬时值不同。
正弦交流电瞬时值的表达式为e=E m sinωtU=U m sinωt（2）最大值：交流电的最大值反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面与磁力线平行时，交流电动势最大，E m＝NBSω，瞬时值与最大值的关系是：－E m≤e≤E m。
（3）有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。
即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值，正弦交流电的有效值与最大值之间的关系是：E=E m/ U=U m/ I=I m/各种交流电电气设备上所标的、交流电表上所测得的以及在叙述中没有特别加以说明的交流电的最大值，都是指有效值。
（4）平均值：交流电的平均值是交流电图像中波形与横轴所围的面积跟时间的比值，用e=nΔΦ／Δt计算（5）表征交变电流变化快慢的物理量①周期T：电流完成一次周期性变化所用的时间。
单位：s .②频率f：一秒内完成周期性变化的次数。
单位：HZ.③角频率ω：就是线圈在匀强磁场中转动的角速度。
单位：rad/s.④角速度、频率、周期的关系ω=2πf=2π/T【范例精析】例1、图5－2－1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：（）A.5安B.5安C.3.5安D. 3.5安解析:许多同学对交变电流有效值的意义理解不深，只知道机械地套用正弦交变电流的最大值是有效值的倍的关系，直接得出有效值.由图象知该交变电流不是正弦交流电，因此不能套用I=I m/公式求，必须从有效值的定义考虑。
设该交变电流的有效值为I，通过电阻R，在一个周期时间内产生的热量为Q，则Q=I2RT。
题中的交流电通过相同电阻R在一个周期内产生的热量为Q′，则Q=I12RT/2 +I22RT/2因Q=Q′，有I2RT= I12RT/2 +I22RT/2∴I=5（安）故选项B正确。
高二物理选修32第五章：5.2描述交变电流的物理量导学案
5.2 描述交变电流的物理量制作人：陈合森日期：【授课目的】1．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．2．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．【授课重点难点】重点：交变电流的有效值．难点：对交变电流有效值的理解和相关的计算．【自学导引】（一）描述交变电流变化快慢的物理量1．周期：交变电流完成一次________变化所需的时间，用T 表示，单位是 ___．2．频率： 1s 内交变电流完成周期性变化的_______，用 f 表示，单位是____．（1）关系： ___________（2）我国工农业及生活用电的周期为 ______s，频率为 _______Hz，电流方向每秒改变 _______次．（二）描述交变电流大小的物理量1．峰值（1）定义：交变电流的电压、电流所能达到的 _________(2)意义：用来表示电流的 _______或电压的 ________(3)应用：电容器所能承受的电压要_____交流电压的峰值。
2.有效值（1）定义：使交变电流和恒定电流经过相同阻值的电阻，若是它们在_______内产生的 ______相等，就把这一恒定电流的电流值I 与电压值 U 叫做这一交变电流的电流与电压的有效值．正弦交变电流的有效值与最大值之间的关系：任何讲话电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流其实不适用．★疑难辨析1.交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；交流电压表和交流电流表的示数是有效值；交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值．在第1页/共4页计算交变电流经过导体产生的焦耳热，做功的电功率（瞬时功率除外）以及保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值．2.交变电流的平均值其数值可用计算．3.在计算经过导体某一截面的电量时，只能用交变电流的平均值，★典例精析、例 1：一交流电的电流随时间变化而变化的图象如图，此交变电流的有效值为（）A、5 2A B 、5AC、3.52D、3.5A例 2 以下列图，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为 S，线圈内阻为 r，在磁感觉强度为 B 的匀强磁场中绕 OO’轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为 R。
5.2 描述交变电流的物理量(导学案)
第二节 描述交变电流的物理量[学习目标] 1.掌握交变电流的周期、频率、线圈转动角速度三者之间的关系.2.能理解交变电流的有效值，知道有效值是与热效应有关的量.3.掌握交变电流有效值与峰值之间的关系，会进行有效值的计算． 【课前预习案】 一、周期和频率 1．周期(T )：交变电流完成一次 变化所需的时间． 2．频率(f )：交变电流在1 s 内完成 变化的次数． 3．周期和频率的关系：T ＝1f 或f ＝1T .二、峰值和有效值1．峰值：交变电流的电压、电流能达到的 叫峰值．2．有效值：让交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 相等，则此恒定电流的数值叫做交流电的有效值． 3．在正弦式交变电流中，最大值与有效值之间的关系 E ＝E m 2＝0.707E m ，U ＝U m 2＝0.707U m ，I ＝I m2＝0.707I m 三、相位和相位差1．定义：正弦式交变电流u ＝U m sin (ωt ＋φ)，其中“ ”叫做交变电流的相位．两支交流的相位之差叫做它们的相位差．2．正弦式交流电u 1＝U m sin (ωt ＋φ1)和u 2＝U m sin (ωt ＋φ2)的相位差是 . 【课上探究案】 一、周期和频率如图所示的交变电流完成一次周期性变化需要多长时间？在1 s 内完成多少次周期性变化？【知识强化】1．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间．在交变电流的图象中，一个完整的正弦波形对应的时间为一个周期T .2．频率：1 s 内完成周期性变化的次数．3．周期和频率的关系：f ＝1T，如图为我国照明电路的e －t 图象，则交流电的周期T ＝0.02 s ，频率f ＝50 Hz.说明 交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度ω或转速n 有关．ω(n )越大，周期越短，频率越高，其关系为T ＝2πω，ω＝2πT ＝2πf ＝2πn .例1 (多选)矩形金属线圈共10匝，绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e 随时间t 变化的情况如图所示．下列说法正确的是( ) A ．此交变电流的频率为0.2 Hz B ．1 s 内电流方向变化10次C ．t ＝0.1 s 时，线圈平面与磁场方向平行D ．1 s 内线圈转5圈 二、峰值和有效值1．如图是通过一个R ＝1 Ω的电阻的电流i 随时间t 变化的图象． (1)试计算1 s 内电阻R 中产生的热量．(2)如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R ，也能在1 s 内产生同样的热量，这个电流是多大？【知识强化】1．峰值：(1)交变电流的电压、电流能达到的最大数值叫峰值，若交流电接入纯电阻电路中，电流及外电阻两端的电压的最大值分别为I m ＝E mR ＋r，U m ＝I m R . (2)使用交变电流的用电器，其最大耐压值应大于其使用的交流电压的最大值．(例如电容器耐压值要高于峰值才不会击穿)2．有效值：确定交变电流有效值的依据是电流的热效应．让交变电流与恒定电流分别通过大小相等的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相同，则此恒定电流值叫做交流电的有效值．(1)在正弦式交变电流中，最大值与有效值之间的关系为： E ＝E m 2＝0.707E m ，U ＝U m 2＝0.707U m ，I ＝I m2＝0.707I m . (2)当电流是非正弦式交变电流时，必须根据有效值的定义求解．先计算交变电流在一个周期内产生的热量Q ，再将热量Q 用相应的物理量的有效值表示，即Q ＝I 2RT或Q ＝U 2RT ，最后代入数据求解有效值．(3)电气设备铭牌上标注的额定电压、额定电流，交流电压表和交流电流表的数值，保险丝的熔断电流均指的是有效值．例2 (多选)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图6所示，由图可知( )图6A ．该交流电的频率为50 HzB ．该交流电的电压的最大值为20 2 VC ．该交流电的电压的有效值为10 2 VD ．若将该交流电电压加在阻值R ＝10 Ω的电阻两端，则该电阻消耗的功率为20 W例3 通过一阻值R ＝100 Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1 s ．电阻两端电压的有效值为( )A ．12 VB ．410 VC ．15 VD ．8 5 V例4 已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图所示的规律变化，今将这个电阻元件与一个多用电表串联(已调至交变电流电流挡)，电阻元件仍正常工作，则多用电表的读数为( ) A ．5 A B ．4 A C ．4 2 A D ．5 2 A三、交变电流的相位1．相位是描述交变电流步调的物理量，初相位相同，交变电流频率相同，则交变电流每时每刻的相位都相同，两交变电流步调一致．2．相位反映了交变电流的状态，是正还是负，是增大还是减小．例5 (多选)有两交变电流表达式分别为u 1＝1102sin(100πt ＋π3) V ，u 2＝2202sin(100πt ＋π4) V ，下列说法正确的是( )A ．它们的峰值相同B ．它们的周期相同C ．它们的相位差恒定D ．它们的变化步调一致【课后反思】。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
【自主学习】
1、周期、频率：交变电流完成一次变化所需的时间，叫做交变电流的周期。
交变电流在内完成周期性变化的叫做交变电流的频率。
周期、频率、以及角速度的关系为，。
2、有效值：让交变电流与恒定电流分别通过相同的电阻，如果在交变电流的
内他们产生的热量相等，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把I、U叫做这个交变电流的有效值，正弦交变电流有效值和峰值之间的关系：电压电流
【疑难问题】
___________________________________________________________________________ __________________________________________________________
【典型例题】
一、最值、周期、频率的考查
【例1】有一个电子器件，当其两端电压高于100 V时则导通，等于或低于100 V时则不导通，若把这个电子器件接到100 V、50 Hz的交变电源上，这个电子器件将() A．不导通
B．每秒钟导通50次
C．每秒钟导通100次
D ．每次导通时间为0.005 s
解析 “100 V,50 Hz ”的交变电源，其电压的最大值为100 2 V ，当电压的瞬时值为100 V 时，由100＝1002sin θ，知θ＝45°，可见交变电流每个周期内将有两次导通，总时间为周期的一半，选项C 、D 正确．
答案 CD
二、有效值的考查
【例2】 两个完全相同的电热器，分别通有如图5－2－1所示的峰值相等的方波交变电流和正弦式交变电流，则这两个电热器的电功率之比P 1∶P 2＝________.
图5－2－1
解析 交变电流通过纯电阻R 时，电功率P ＝I 2R ，I 是交变电流的有效值．交变电流的有效值I 是峰值I m 的1/ 2.这一结论是针对正弦式交变电流的．至于方波交变电流通过纯电阻R 时电流的大小I m 不变，只不过是方向发生周期性的变化．而电流通过电阻时的发热量与电流的方向无关，所以峰值为I m 的方波交变电流通过某纯电阻的电功率等于电流是I m 的稳定电流通过该纯电阻的电功率．设电热器的电阻为R ，通过方波交变电流时发热功率为P 1，通过正弦式电流时发热功率为P 2.
则有P 1＝I 2m R ，P 2＝I 2
R ＝⎝⎛⎭
⎫I m 22R ＝I 2m R 2
故P 1∶P 2＝2∶1 答案 2∶1
【针对训练】 、
1．一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5－2－2所示，则( )
图5－2－2
A ．交变电流的频率是4π Hz
B ．当t ＝0时，线圈平面与磁感线垂直
C ．当t ＝π s 时，e 有最大值
D ．交流电的周期是2π s
2．关于交流电的有效值U 和最大值U m ，下列说法中正确的是( ) A ．任何形式的交流电都具有U ＝U m /2的关系 B ．正弦式交流电具有U ＝U m /2的关系
C ．照明电压220 V ，动力电压380 V 指的都是最大值
D ．交流电压表和交流电流表测的都是最大值
3．将阻值为5 Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图5－2－3所示．下列说法正确的是( )
图5－2－3
A．电路中交变电流的频率为0.25 Hz
B．通过电阻的电流为 2 A
C．电阻消耗的电功率为2.5 W
D．用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V
4．交变电流电压表达式为u＝20sin 314t V，求这个交变电压的最大值U m、有效值U、周期T、频率f.画出交变电流的电压u—t图象．
【能力训练】
1．下列关于交流的几种说法中，正确的是()
A．交流电器设备上所标的电压、电流值是峰值
B．交流电流表和交流电压表的值是瞬时值
C．跟交流有相同热效应的直流的值是交流的有效值
D．跟直流有相同热效应的交流的值是交流的有效值
2．如图4表示两种电压的波形，其中图甲表示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是()
图4
A．图甲表示交流电，图乙表示直流电
B．两种电压的有效值都是311 V
C．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝220sin 100πt V
D．以上说法都不对
3．在电路的MN间加一如图5所示的正弦交流电，负载电阻为100 Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为()
图5
A．220 V,2.20 A B．311 V,2.20 A
C．220 V,3.11 A D．311 V,3.11 A
4．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图6所示，由图可知()
图6
A ．该交流电的电压的有效值为100 V
B ．该交流电的频率为25 Hz
C ．该交流电压瞬时值的表达式为u ＝100sin 25t
D ．若将该交流电压加在阻值为100 Ω的电阻两端，该电阻消耗的功率为50 W 5．在如图7所示的电路中，
图7
A 是熔断电流I 0＝2 A 的保险丝，R 是可变电阻，S 是交流电源．交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e ＝220 2sin 314t V ．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于( )
A ．110 2 Ω
B ．110 Ω
C ．220 Ω
D ．220 2 Ω
6．多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇．过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇转速．现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的．如图8所示为经一双向可控硅调节后加在电
灯上的电压，即在正弦交流电的每一个12周期中，前面的1
4
被截去，调节台灯上旋钮可以控制
截去多少，从而改变电灯上的电压．则现在电灯上的电压为( )
图8
A ．U m B.U m 22
C.U m
2 D.2U m
7．把一只电热器接在100 V 的直流电源上，在t 时间内产生的热量为Q ，若将它分别接到U 1＝100sin ωt V 和U 2＝50sin 2ωt V 的交流电源上，仍要产生Q 的热量，则所需时间分别是( )
A ．t,2t
B ．2t,8t
C ．2t,2t
D ．t,4t
针对训练1、BD 2、B 3、C 4、 20 V 10 2 V 0.02 s 50 Hz 图象见解析
解析 已知交变电流的电压表达式u ＝U m sin ωt ，正弦符号前的系数即为最大值，根据正弦式交变电流
的电压有效值与最大值的关系U ＝U m 2
，可求得U ；再根据T ＝2πω，求得T ；由f ＝1
T ，求得f .
据题意，交变电流电压最大值U m ＝20 V ，有效值U ＝U m 2＝10 2 V ，周期T ＝2πω＝2π
314
s ＝0.02 s ，频
率f ＝1
T
＝50 Hz.
画出交变电流的电压随时间
变化图象如下图所示
能力提升1、C 2、D 3、A 4、BD 5、B 6、C 7、B。