高中物理第二章交变电流表征交变电流的物理量课件粤教版选修_图文

高中物理· 选修3-2· 粤教版

学案2

第二章
学案2

交变电流

表征交变电流的物理量

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.

I2Rt

一、周期和频率 1. 周期性变化 二、峰值和有效值 1. 最大 Em Im Um 2. 热效应 相同阻值 相同时间 热量 2. 周期性变化的次数 赫兹 赫 3. 变化快慢 1 f

3.额定电压 额定电流 交流电流表 交流电压表

学习目标

知识储备

学习探究

典例精析

课堂小结

自我检测

学案2
一、交变电流周期和频率
如图 1 所示,这个交变电流的周期是多少?频率是多少?

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=
图1

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

学案2
二、交变电流的峰值和有效值
1.图 2 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?

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2

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?

不会烧坏 有效值

最大值
学习目标 知识储备

6V 学习探究

耐压值 (最大值) 典例精析 课堂小结 自我检测

学案2
[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,Em= nBSω (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 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 有效 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

耐压

值.

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 .

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 = Δt = R ΔΦ n _______ R ,这是平均值应用最多的一处. E

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

学案2
( B )

(单选)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图 3 所示,由图可知

× 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3

×

×

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

典例精析
二、正弦式交变电流有效值的计算
例2

学案2

(单选)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 4 甲所示.已

知发电机线圈内阻为 5.0 Ω,外接一只电阻为 95.0 Ω 的灯泡,如图乙所示,则 ( D ) A.电压表 的示数为 220 V 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
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4

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
2.22× 5×1 J=24.2 J.D 对 .

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
三、非正弦式交变电流有效值的计算
例3 如图 5 所示是一交变电流随时间变化的图象,求此交变电流的有效值.

学案2

解析

图5 设该交变电流的有效值为 I′,直流电的电流强度为 I,让该交变电流和直流

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

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.
解析 (1)线圈中交变电动势的最大值 Em=nBSω=100×0.5×(0.2)2×2π×50 V=628 V.

Em 交变电动势的有效值 E= =314 2 V. 2 外力驱动线圈转动的功率与线圈中交变电流的功率相等 .
E2 ?314 2?2 即 P 外= = W= 1.97× 104 W . 10 R
(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

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.

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

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
确定该电压的 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
图6
解析

学案2
(C )

1.(对描述交变电流物理量的认识)(单选)如图 6 是某种正弦式交变电压的波形图,由图可

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

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)(单选)一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀 1 速转动,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, 12 则此交变电流的有效值为 A.2 2 V B.2 V C. 2 V D. 2 V 2 (A )

e=Emsin ωt

2π T 2 V=Emsin ( T × ) 12

Em=4 V 学习目标 知识储备 学习探究 典例精析

有效值为 2 2 V
课堂小结 自我检测

自我检测区
所示,其周期为 1 s.电阻两端电压的有效值为

学案2
( B )

3.(非正弦式交变电流有效值的计算) (单选) 通过一阻值 R=100 Ω 的电阻的交变电流如图 8

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


相关文档

高中物理 第二章 交变电流 第三节 表征交变电流的物理量课件 粤教版选修
高中物理第二章交变电流表征交变电流的物理量课件粤教选修32
高中物理第二章交变电流第三节表征交变电流的物理量课件粤教版选修3_2
2019-2020高中物理第二章交变电流第三节表征交变电流的物理量课件粤教版选修3_2
2019年高中物理第二章交变电流第三节表征交变电流的物理量课件(粤教版)选修3_2
2019高中物理第二章交变电流第三节表征交变电流的物理量课件粤教版选修3_2
高中物理第二章交变电流第三节表征交变电流的物理量课件粤教版选修
2020高中物理第二章交变电流第三节表征交变电流的物理量课件粤教版选修3_2
2019年高中物理第二章交变电流第三节表征交变电流的物理量课件粤教版选修3_2
高中物理 第二章 交变电流 第3节 表征交变电流的物理量课件 粤教版选修3-2
jingxinwu.net
90858.net
xaairways.com
tuchengsm.com
gaizaoahe.com
eonnetwork.net
ceqiong.net
bestwu.net
学霸百科
新词新语
电脑版 | 学霸百科