描述交变电流 导学案
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。
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】。
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。
3.1交变电流导学案高二下学期物理人教版选择性
第三章交变电流第1节交变电流【学习目标】1.通过实验观察交变电流的方向。
2.会分析交变电流的产生过程，会推导交变电流电动势的表达式。
3.掌握什么是正弦式交变电流，会运用正弦式交变电流的瞬时值表达式(重点)。
【知识储备】问题1：产生感应电流的条件？问题2：如何判断感应电流方向？问题3：产生感应电动势的条件？问题4：感应电动势公式？问题5：二极管的特点？【课前预习】一、交变电流1．波形图：在显示屏上显示的电压(或电流)随时间变化的图像。
2．交变电流：随时间做的电流，简称交流。
3．直流：不随时间变化的电流，如电池供给的电流、日常使用的各种充电器输出的电流等。
二、交变电流的产生和变化规律1、交变电流的产生（1）产生条件：在匀强磁场中，矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
（2）中性面：线圈在磁场中转动的过程中，线圈平面与磁场时所在的平面。
特点∶磁通量最（大或小），E感= ，I感= 。
（3）峰值面：与中性面垂直的平面∶磁通量为0，E感最大，I感最大。
峰值：表达式中的E m、U m、I m分别为电动势、电压和电流可能达到的最大值，叫作峰值。
（4）线圈每转动一周，两次经过中性面，交流电的方向改变次。
【新课引入】问题：用电压传感器先观察电池供给的电压的波形，再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。
这两种波形有什么差异？【演示实验】手摇发电机现象： 说明： 思考1：发电机为何会产生交流电？问题：线圈转动时，哪几条边在切割磁感线？交流发电机的基本构造【自主探究】定性分析在线圈由甲转到乙的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？ 在线圈由丙转到丁的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？【合作探究】定量计算匀强磁场B,线圈从中性面开始转动，角速度ω。
经过时间 t ，线圈转到如图所示位置，已知AB 和CD 的长度为L ，AD 和BC 的长度为d ，求线圈中的感应电动势的表达式: 经过时间t ，线框转过的角度θ= ；AB 和CD 的速度：v= ； 与磁感线垂直的速度：v ⊥= ； AB 边中的感应电动势e 1= ； 线圈中的感应电动势e=2e 1= ； 注意：S 表示线框的面积。
3.1交变电流导学案高二下学期物理人教版选择性2
3.1 交变电流（第1课时）【学习目标】1．理解交变电流、直流的概念，能区分交流、直流电2．理解交变电流的产生原理3．培养观察能力、空间想象能力以及立体图转化为平面图形的能力【重点难点】重点是交变电流产生的物理过程分析【新课引入】问题：用电压传感器先观察电池供给的电压的波形，再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。
这两种波形有什么差异？【合作探究】【任务一】交变电流1．波形图：在显示屏上显示的电压(或电流)随______变化的图像。
2．交变电流：随时间做_____________的电流，简称交流。
3．直流：__________不随时间变化的电流，如电池供给的电流、日常使用的各种充电器输出的电流等。
练习：下列关于交变电流和直流的说法正确的是（）A．若电流大小做周期性变化，则一定是交变电流B．直流的大小可以变化，但方向不一定变化C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化【任务二】交变电流的产生1．中性面：线圈平面与磁感线＿＿＿＿的位置，此位置各边＿＿＿＿＿＿磁感线，线圈中＿＿感应电流产生，故此时线圈所在的平面叫中性面。
【说明】线圈经过中性面时，Φ＿＿＿＿，但线圈中电动势为＿＿。
2．电动势：(1)线圈与磁场垂直时，Φ＿＿＿＿，但线圈中的电动势＿＿＿＿；(2)线圈与磁场平行时，Φ＿＿＿＿，但线圈中的电动势＿＿＿＿；3思考与讨论(1)ab和cd不断做___磁感线运动，由于磁感线方向是____的，而ab和cd的运动方向总是______ ，并且不断改变，于是线圈和外部电路就有了_______ 不断改变的感应电流(2)A.在线圈从上左转到上右的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？B.在线圈从下左转到下右的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？C.转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中电流最大？【任务三】完成教材51页图3.141.下列图像中不属于交流电的有（）A．B．C．D．2.在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，如图所示，穿过该线圈的磁通量随时间按正弦规律变化。
新教材高中物理第三章交变电流2交变电流的描述导学案新人教版选择性必修第二册
2．交变电流的描述1．掌握交变电流的周期和频率的含义以及角速度、周期和频率之间的关系。
2.掌握交变电流的峰值的含义及有效值的含义和计算方法。
3.知道正弦式交变电流有效值与峰值的关系及在生活中的应用。
4.会用公式和图像描述正弦式交变电流。
5.了解电感器和电容器对交变电流的作用。
一、周期和频率1．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的□01时间，叫作它的周期，通常用T 表示，单位是秒。
2．频率：交变电流完成周期性变化的□02次数与□03所用时间之比叫作它的频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。
频率通常用f 表示，单位是赫兹。
3．周期、频率与角速度的关系式：f ＝1T，ω＝□042πf 。
二、峰值和有效值1．峰值：交变电流的峰值I m 或U m 可以用来表示电流的□01强弱或电压的□02高低。
2．有效值：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的□03一个周期内它们产生的热量□04相等，而这个恒定电流的电流与电压分别为I 、U ，我们就把I 、U 叫作这一交变电流的有效值。
3．正弦式交变电流的有效值：I ＝□05I m2，U ＝□06U m2。
三、正弦式交变电流的公式和图像1．描述交变电流的物理量：交变电流的□01周期和□02频率描述电流(或电压)的变化快慢，□03峰值描述变化过程中的最大值。
2．如果要详细描述交变电流的情况可以用□04公式和□05图像两种方式，这两种描述可以全面记录和反映电流(或电压)□06每个时刻的情况。
(1)图像：以电压u 为例，如图所示。
(2)公式：以电压u 为例，如果已知一交变电流的周期T 或频率f ，又知道它的电压的有效值或峰值，那么可以对第1节中的电压u ＝U m sin ωt 作进一步表达，可得u ＝U m sin 2πTt ＝□072U sin 2πTt 。
判一判(1)若交变电流是由线圈在匀强磁场中匀速转动形成的，则交变电流的周期也是线圈做圆周运动的周期。
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.。
第二节描述交变电流的物理量导学案
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1如有帮助欢迎下载支持 第五章 交变电流5.2描述交变电流的物理量 导学案学习目标：1．掌握正弦交变电流的有效值和最大值之间的关系．2．理解交变电流的有效值的定义及意义．3．知道交变电流的周期、频率与线圈转动的角速度的关系．4．能解决有关有效值的问题．重点：有效值和最大值 难点：有关计算有效值的问题一、知识准备1．正弦式电流的瞬时值表达式为________，峰值E m ＝________． 2．焦耳定律的表达式为________．二、教材助读（一）最大值1．定义：交变电流在一个周期内所能达到的 称为最大值或峰值，用符号U m 、I m 表示．2．最大值所处位置：当线圈平面与磁感线 时，交流电动势或电流处于最大值．3．大小：E m ＝ ，I m ＝RNBS R E ω=m ， U m ＝ ． （二）有效值1．定义：交流的有效值是根据电流的 来规定的，让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值．电压有效值的符号用U 表示，电流有效值符号用I 表示，电动势有效值符号用E 表示．2．正弦交变电流有效值和最大值之间关系是：E ＝ U ＝ I ＝(三)平均值定义：交流的平均值是交流图象中波形与横轴（t 轴）所围成面积跟时间的比值，其数值可以用 计算．对正弦交变电流在一个周期内的平均值为 ．(四)周期和频率定义：周期（T ）是指交变电流完成一次 变化所需的时间，单位是秒．周期越大，交变电流变化越 ，在一个周期内交变电流的方向变化 次． 频率（f ）是交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号是Hz ．频率越大交变电流变化越 , f ＝T1 . 三、预习自测（学习建议：自测题体现一定的基础性，又有一定的思维含量，只有“细心才对，思考才会”）1．下面所列各项指有效值的是( )A ．交流电压表的读数B ．保险丝的熔断电流C ．电容器的击穿电压D ．220 V 的交流电压2．一个电热器接在10 V 的直流电源上，在t s 内产生的焦耳热为Q ．今将该电热器接在一交流电源上，它在2ts 内产生的焦耳热为Q ，则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是A ．最大值是102 V ，有效值是10 VB ．最大值是10 V ，有效值是52 VC ．最大值是52 V ，有效值是5 VD ．最大值是20 V ，有效值是102 V。
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》导学案一、学习目标1、理解交变电流的周期、频率、峰值、有效值的概念。
2、掌握周期和频率的关系，能进行相关计算。
3、理解峰值和有效值的区别，会计算交变电流的有效值。
二、知识回顾1、什么是直流电？什么是交流电？直流电：电流方向不随时间变化的电流。
交流电：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
三、新课导入在我们的日常生活中，用到的电大多是交流电。
比如家庭电路中的电流、工厂中使用的大型机器的供电等。
那么，如何准确地描述交流电的特性呢？这就需要用到一些特定的物理量。
四、知识讲解1、周期（T）（1）定义：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
（2）单位：秒（s）（3）举例：我国生活用电的周期为 002s。
2、频率（f）（1）定义：交变电流在 1 秒钟内完成周期性变化的次数。
（2）单位：赫兹（Hz）（3）周期和频率的关系：f ＝ 1/T3、峰值（Em、Im）（1）定义：交变电流在一个周期内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。
4、有效值（E、I）（1）定义：让交流与恒定电流分别通过相同的电阻，如果在相同的时间内产生的热量相等，那么这个恒定电流的值就叫做该交流的有效值。
（2）计算方法：对于正弦式交变电流，有效值与峰值的关系为：E ＝ Em ／√2 ，I ＝ Im ／√2（3）应用：电器铭牌上标注的额定电压、额定电流都是有效值；交流电表测量的数值也是有效值。
五、例题解析例 1：某交变电流的周期为 004s，求其频率。
解：根据 f ＝ 1/T ，可得 f ＝ 1 ／ 004 ＝ 25Hz例 2：一个正弦式交变电流的峰值为 10A，求其有效值。
解：由 I ＝ Im ／√2 ，可得 I ＝ 10 ／√2 ≈ 707A六、课堂练习1、某交变电流的频率为 50Hz，其周期是多少？2、一个正弦式交变电流的峰值为 20V，求其有效值。
七、知识拓展1、不同类型的交变电流，其有效值的计算方法可能不同。
《描述交变电流的物理量》 导学案
《描述交变电流的物理量》导学案一、学习目标1、理解交变电流的周期、频率、峰值、有效值等物理量的概念。
2、掌握周期、频率、峰值、有效值之间的关系，并能进行简单的计算。
3、了解交变电流的图象，能从图象中获取有关交变电流的信息。
二、知识回顾1、直流电：电流方向_____的电流。
2、交流电：大小和方向都随时间做_____变化的电流。
三、新课学习（一）交变电流的周期和频率1、周期（T）：交变电流完成一次_____变化所需的时间，单位是秒（s）。
2、频率（f）：交变电流在 1 秒内完成周期性变化的_____，单位是赫兹（Hz）。
3、周期和频率的关系：T ＝ 1 ／ f 或 f ＝ 1 ／ T例如，我国民用交变电流的周期是 002 s，频率是 50 Hz。
（二）交变电流的峰值和有效值1、峰值（Em、Im）（1）交变电流的峰值是指交变电流在一个周期内所能达到的_____值。
（2）对于正弦式交变电流，峰值与交流电动势的瞬时值表达式的关系：Em ＝nBSω ，Im ＝ Em ／ R2、有效值（E、I）（1）定义：让交流与恒定电流分别通过_____的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，那么这个恒定电流 I、恒定电压 U 就叫做这个交流的有效值。
（2）正弦式交变电流的有效值与峰值的关系：E ＝ Em ／√2 ，I ＝ Im ／√2例如，照明电路中使用的电压是 220 V，其有效值为 220 V，峰值约为 311 V。
（三）交变电流的图象1、图象特点：用横坐标表示时间 t，纵坐标表示电流 i 或电压 u，画出的图象就是交变电流的图象。
2、正弦式交变电流的图象是一条_____曲线。
从图象中可以获取以下信息：（1）交变电流的最大值。
（2）周期和频率。
（3）某一时刻的电流或电压值。
四、典型例题例 1：一个正弦式交变电流的频率为 50 Hz，其峰值为 20 A，求该交变电流的有效值。
解：因为频率 f ＝ 50 Hz，所以周期 T ＝ 1 ／ f ＝ 002 s。
3.2 交变电流的描述(导学案)(学生版) 高二物理同步高效课堂(人教版2019选择性必修第二册)
第2节交变电流的描述导学案【学习目标】1.知道交变电流周期、频率的含义及二者之间的关系；知道峰值和有效值的含义及二者之间的关系。
能结合交变电流的公式和图像识别周期(频率)、峰值。
会用周期(频率)、峰值等物理量通过函数表达式和图像来描述交变电流。
2.经历根据电流的热效应推导交变电流有效值的过程，体会“等效”的科学方法。
3.了解我国家庭电路的频率和电压的有效值。
知道家用电器的电压与电流的额定值是有效值。
【学习重难点】1.教学重点：瞬时值、峰值、有效值之间的关系；2.教学难点：有效值的理解与计算。
【知识回顾】1．交变电流的产生(1)产生条件：在匀强磁场中，矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴转动。
(2)过程分析(如图所示)(3)感应电流随时间变化的曲线2．正弦式交变电流①表达式：e ＝E m sin_ωtu ＝U m sin_ωti ＝I m sin_ωt其中E m 、U m 、I m 分别为电动势、电压、电流的峰值。
②图像(如图所示)【自主预习】一、周期和频率1．周期交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫作交变电流的周期，通常用T 表示，单位是秒。
2．频率交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比，叫作交变电流的频率，通常用f 表示，单位是赫兹。
3．角速度ω(1)定义：产生交变电流的线圈单位时间内转过的角度。
(2)单位：弧度每秒(rad/s)。
(3)意义：角速度越大，则交变电流变化越快。
4．周期(T )、频率(f )及角速度(ω)之间的关系(1)周期和频率之间的关系为T ＝1f 或f ＝1T 。
(2)角速度与周期、频率之间的关系为ω＝2πT ＝2πf 。
5．转速n (1)定义：产生交变电流的线圈单位时间内转过的圈数。
(2)单位：转每秒(r/s)。
(3)意义：转速越大，交变电流变化越快。
6．我国民用交变电流的周期和频率(1)周期：T＝0.02 s。
(2)频率：f＝50 Hz。
二、峰值和有效值1．峰值(1)定义：交变电流的电压、电流所能达到的最大数值。
3.2 交变电流的描述(导学案)(高中物理人教版选择性必修第二册)
3.2 交变电流的描述1.理解什么是交变电流的峰值和有效值，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】瞬时值、峰值、有效值之间的关系【难点】有效值的理解与计算【课前自主学习】一、知识前置1．正弦式交变电流（1）最大值（峰值）：E m、U m、I m（2）瞬时值：u、i、e2．正弦交流电的变化规律：（从中性面开始计时）瞬时电动势e=_________________瞬时电流i=____________________瞬时电压u=___________________二、新知学习（一）周期和频率1．周期：________________________________________________，叫做交变电流的周期，用_____表示。
2．频率：________________________________________________，叫做交变电流的频率，用_____表示。
周期和频率的关系：__________我国使用的交变电流频率f=_________，周期T=_________。
3．角速度：_______________________________________________，用_____表示。
角速度与周期及频率的关系：ω=_______________（二）峰值和有效值1．峰值：_______________________________________________。
（E m、U m、I m）电容器的耐压值是指能够加在它两端的___________________，若电源电压的最大值超过耐压值，电容器可能被_________。
但是交变电流的最大值不适于表示交变电流产生的效果，在实际中通常用________表示交变电流的大小。
思考与讨论：（1）如图所示电流I=2A通过一个R=2Ω的电阻。
它是恒定电流。
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有效 值 . _______ 3. 有效值的计算
Im Um Em 2 计算其有效值 . 2 、 I＝ ________ 2 、 U＝_______ (1)正弦式交变电流：根据 E＝_______
(2)非正弦式交变电流：只能根据电流的 热效应 计算. 计算时要注意三同：“相同 电阻 ” 上、“相同时间”内、产生“相同 热量 ”.计算时，“相同时间”一般取 一个周期 .
典例精析
二、正弦式交变电流有效值的计算
例2
学案2
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 5 甲所示 .已知发电机 Ω 的灯泡，如图乙所示，则 (
线圈内阻为 5.0 Ω，外接一只电阻为 95.0 A.电压表 的示数为 220 V
D
)
B.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 W D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 24.2 J
答案 (1)1.97×104 W (2)314 V 31.4 A (3)2.68×10 2 C
－
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
课堂要点小结
学案2
描 述 交 变 电 流 的 物 理 量
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
自我检测区
压的 A.周期是 0.01 s B.最大值是 220 V C.有效值是 220 V D.表达式为 u＝220sin (100πt) V
解析
电压表示数为灯泡两端电压的有效值，由题图知电动势的最大值 Em＝ 220 2 V，
图5
RE 有效值 E＝ 220 V，灯泡两端电压 U＝ ＝ 209 V， A 错； R＋ r 由题图甲知 T＝ 0.02 s，一个周期内电流方向变化两次，可知 1 s 内电流方向变化 100 次，
B 错；
U2 2092 灯泡的实际功率 P＝ ＝ W＝ 459.8 W， C 错； 95 R E 电流 的有效值 I＝ ＝ 2.2 A， 发 电机线圈内 阻每秒钟产生 的焦耳热为 Qr＝ I2rt ＝ R＋ r
答案
2 2 2 (1)Q＝I2 1Rt1＋I2Rt2＝4 ×1×0.5 J＋2 ×1×0.5 J＝10 J
(2)由 Q＝I2Rt 得 I＝
Q ＝ Rt
10 A＝ 10 A 1×1
图3
2.某交流电压瞬时值表达式 u＝6 2sin (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？
学案2
( B)
× B.该交流电的频率为 25 Hz √
A.该交流电的电压的有效值为 100 V
C.该交流电压瞬时值的表达式为 u＝100sin 25t V D.并联在该电压两端的电压表指针不停摆动
×
×
图4
最大值
f =25HZ u＝100sin (50πt) V 有效值 学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
图2
2πn
，单位是 r/s 或 r/min. πn 30 (n 单位为 r/s)或 ω＝________ (n 单位为 r/min).
50
圈数
4.我国电网中交变电流的周期是 0.02 s，频率是
Hz.
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
学习探究区
二、峰值有效值
学案2
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？
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
典例精析
四、有效值、瞬时值、平均值的区别应用
例 4
学案2
在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知
线圈的匝数为 n＝ 100 匝，边长为 20 cm，电阻为 10 Ω，转动频率 f＝ 50 Hz，磁场的磁感 应强度为 0.5 T，求： (1)外力驱动线圈转动的功率 . (2)转至线圈平面与中性面的夹角为 30° 时，线圈产生的感应电动势及感应电流的大小 . (3)线圈由中性面转至与中性面成 30° 夹角的过程中，通过线圈横截面的电荷量 .
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
自我检测区
学案2
2.(正弦式交变电流有效值的计算)一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动， 1 周期为 T.从中性面开始计时，当 t＝ T 时，线圈中感应电动势的瞬时值为 2 V，则此交 12 变电流的有效值为 A.2 2 V B.2 V C. 2 V D. 2 V 2 ( A )
解析
学案2
( C )
1.(对描述交变电流物理量的认识)如图 7 是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电
图7
Um 311 由题图可知，该交变电压的周期为 0.02 s，最大值为 311 V，而有效值 U＝ ＝ V 2 2
＝220 V，故 A、B 错误，C 正确.
正弦交变电压的瞬时值表达式 u＝Umsin ωt＝311sin ( 故 D 选项错误. 2π t) V＝311sin (100πt) V， 0.02
电分别通过同一电阻 (阻值为 R)，在一个周期 (T＝ 0.2 s)内，该交变电流产生的热量：
2 Q′＝ I2 1Rt1＋ I2Rt2
＝ (4 2)2R×0.1＋(－3 2)2R×0.1＝5R
在一个周期内直流电通过该电阻产生的热量 Q＝ I2RT＝ 0.2I2R.
由 Q＝Q′得，0.2I2R＝ 5R，解得 I＝5 A，即此交变电流的有效值 I′＝ I＝5 A 答案 5A
4. 平均值的应用 E 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＝ Δt ＝ R ΔΦ N _______ R ，这是平均值应用最多的一处.
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
典例精析
一、对描述交变电流物理量的认识
例1 一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图 4 所示，由图可知
线圈的匝数为 n＝ 100 匝，边长为 20 cm，电阻为 10 Ω，转动频率 f＝ 50 Hz，磁场的磁感 应强度为 0.5 T，求： (1)外力驱动线圈转动的功率 . (2)转至线圈平面与中性面的夹角为 30° 时，线圈产生的感应电动势及感应电流的大小 . (3)线圈由中性面转至与中性面成 30° 夹角的过程中，通过线圈横截面的电荷量 .
(2)线圈转到与中性面成 30° 角时，其电动势的瞬时值 e＝ Emsin 30° ＝ 314 V，交变电流的 e 314 瞬时值 i＝ ＝ A＝ 31.4 A. R 10
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
典例精析
四、有效值、瞬时值、平均值的区别应用
例 4
学案2
在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知
B
)
图8
A.12 V
B.4 10 V
C.15 V
D.8 5 V
根据电流的热效应：
(0.1)2R×0.4×2＋(0.2)2R×0.1×2＝I2R×1
I＝
10 A 25
U＝IR＝4 10 V
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
学习目标定位
学案2
再见
ΔΦ (3)在线圈从中性面转过 30° 角的过程中，线圈中的平均感应电动势 E ＝ n ， Δt E ΔΦ 平均感应电流 I ＝ ＝n ， R R·Δt 通过线圈横截面的电荷量为 q，
2 100×0.5×0.22× 1－0.866 ΔΦ nBl 1－cos 30° － 则 q＝ I Δt＝ n ＝ ＝ C＝2.68×10 2 C. 10 R R
学习探究区 高中物理 · 选修3-2· 教科版
学案2
第二章
学案2
交变电流
描述交流电的物理量
学习目标定位
学案2
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
能理解电流的有效值是与热效应有关的量，而平均值只是简 单意义的平均.
3
掌握交变电流有效值与峰值的关系，会进行有效值的计算.
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
知识储备区
学案2
1.
ΔΦ N Δt
2.
I2 Rt
一、周期和频率 1. 周期性变化 二、峰值和有效值 1. 4. 5. 最大 2 I 2 m 有效 2. 超过 2 U 2 m 有效 3. 热效应 电阻 时间 热量 2. 周期性变化的次数 3. 倒数 1 1 f T 4. 2π 2π
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
学习探究区
一、周期和频率
如图 2 所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？
学案2
答案 周期 T＝0.02 s；频率 f＝50 Hz.
[要点提炼] 1.交流电变化越快，则周期越 短 ，频率越 大 . 2π 2.角速度与周期的关系：ω＝__________ . T 3.转速(n)：线圈单位时间(1 s 或 1 min)转过的 角速度与转速的关系：ω＝
2.22× 5×1 J＝24.2 J.D 对 .
学习目标