22《表征交变电流的物理量》学案

2.2 《表征交变电流的物理量》学案

【学习目标】

1、了解交流电的周期和频率的含义，知道两者之间的关系。

2、知道交流电的峰值、瞬时值和平均值、有效值

3、理解交流电有效值的含义，并会计算交流电的有效值

【重点和难点】

理解交流电有效值的含义，并会计算交流电的有效值是重点也是难点

【课堂自学及导学】

【课堂自学】

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 s

C ．f ＝100 Hz

D ．f ＝50 Hz

4．(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像如图1所示，则( )

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 图1

【课堂导学】

例1．关于交变电流的感应电动势的有效值U 和最大值U m ，下列说法中正确的是( )

A ．任何形式的交变电流都具有U ＝U m /2的关系

B ．只有正(余)弦式交变电流才具有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

例2．某一交流电的电压波形如图3所示，求这一交流电的电压有效值U.

图2 例3．如图2所示为一交变电流的图像，则该交变电流的有效值为多大？

图3

【课堂检测】

1、电阻R1、R2与交流电源按照图4(a)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(b)所示．则()

图4

A．通过R1的电流有效值是1.2 A

B．R1两端的电压有效值是6 V

C．通过R2的电流最大值是1.2 2 A

D．R2两端的电压最大值是6 2 V

2、如图7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，求：

(1)通过电阻R的电荷量q；

(2)电阻R上产生的焦耳热Q.

图7

3、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，其瞬时值的

表达式为e=220sin100πt V，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

4、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

5、一个接在直流电源上的电热器所消耗的电功率为P1，若把它接到电压最大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P2，则P1：P2为：( )

A.2：1

B.1：2

C.1：1

D.1：

4、一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T。从中性面开始计时，当t=T/12时，线圈中感应电动势的瞬时值为2V，则此交变电流的有效值为（）

A. 2V

B. 2V

C.V

D./2 V

6、交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的，那么，在计算一个通有交变电流的电阻产生的热量或电阻的热功率时，是用交变电流的瞬时值、最大值还是有效值？若一个10Ω的电阻，通过的电流为i=2sin314tA，那么这个电阻的热功率是多大？

7、求如图5-2-7所示的交变电流的有效值。

8、交流发电机模型的矩形线圈abcd在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。线圈共有n匝，边长ab=L1，bc=L2，线圈的内电阻为r，外电阻为R，磁感应强度是B，线圈转动的角速度是ω，如图5-2-8所示。求：（1）转动过程中电流表的读数。（2）线圈转动一周，外力做了多少功？

9、单匝矩形线圈abcd绕ad边为轴在匀强磁场B中匀速转动，如图5－2－9所示，图中ab=L1,bc=L2,线框电阻为r ,ad间接入的电阻为R。R与理想电流表A串联，线圈角速度为ω，求：

（1）电流表A的读数。

（2）从图示位置转过90°的过程中通过电流表的总电量q。

（3）从图示位置转过90°的过程中电阻R上产生的热量Q热

【课后反思】