2011高二物理學(xué)案2.3 表征交變電流的物理量(粵教版選修3-2)

1、2.3表征交變電流的物理量表征交變電流的物理量學(xué)案（粵教版選修學(xué)案（粵教版選修3232）1交變電流完成一次周期性變化的__________稱(chēng)為交變電流的周期交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的________叫做它的頻率，周期和頻率互為_(kāi)_______即____________或____________2讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)________阻值的電阻，如果它們?cè)赺___________內(nèi)產(chǎn)生的________相等，這個(gè)恒定電流I、電

2、壓U的數(shù)值就叫做相應(yīng)交變電流的電流、電壓的有效值3正弦式交變電流的峰值和有效值的關(guān)系為_(kāi)_______________，________________.4(雙選)某交變電流的方向在1s內(nèi)改變100次，則其周期T和頻率f分別為()AT＝0.01sBT＝0.02sCf＝100HzDf＝50Hz5(雙選)一矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生交變電流的電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖1所示，則()圖1A交變電流的頻率是4πHzB當(dāng)t＝0時(shí)，線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)

3、垂直C當(dāng)t＝πs時(shí)，e有最大值D交流電的周期是2πs6如圖2是一個(gè)正弦式交變電流的圖象，下列說(shuō)法正確的是()圖2A周期是0.2s，電流的峰值是10AB周期是0.15s，電流的峰值是10AC頻率是5Hz，電流的有效值是10AD頻率是0.2Hz，電流的有效值是7.07A【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一交變電流的周期和頻率1某交變電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖3所示，則此交變電流的頻率為_(kāi)_______Hz.線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是________rads.若將此

4、電壓加在10μF的電容器上，則電容器的耐壓值不應(yīng)小于________V.圖32我國(guó)照明電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝220sin100πtV，它的周期是________，頻率是2________，在1s內(nèi)電流的方向改變________次，電壓最大值為_(kāi)_______知識(shí)點(diǎn)二交變電流的峰值和有效值3關(guān)于交變電流的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值U和最大值Um，下列說(shuō)法中正確的是()A任何形式的交變電流都具有U＝Um的關(guān)系2B只有正(余)弦式交變電流才具有U＝

5、的關(guān)系Um2C照明電壓220V、動(dòng)力電壓380V指的都是最大值D交流電壓表和交流電流表測(cè)的都是最大值4電阻R1、R2與交流電源按照?qǐng)D4(a)方式連接，R1＝10Ω，R2＝20Ω.合上開(kāi)關(guān)S后，通過(guò)電阻R2的正弦式交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖(b)所示則()圖4A通過(guò)R1的電流有效值是1.2ABR1兩端的電壓有效值是6VC通過(guò)R2的電流最大值是1.2A2DR2兩端的電壓最大值是6V2【方法技巧練】一、有效值的計(jì)算方法5如圖5所示為一交

6、變電流的圖象，則該交變電流的有效值為多大？圖56某一交流電的電壓波形如圖6所示，求這一交流電的電壓有效值U.參考答案參考答案課前預(yù)習(xí)練1時(shí)間次數(shù)倒數(shù)T＝f＝1f1T2相同相同時(shí)間熱量3I＝U＝Im2Um24BD[由于正弦式交變電流每周期內(nèi)方向改變兩次，所以其頻率為50Hz，由T＝得1fT＝0.02s]5BD6A[由圖象可知T＝0.2s，Im＝10A，故頻率f＝＝5Hz，I＝＝5A＝7.071TIm22AA正確，B、C、D錯(cuò)誤]課堂探究練

7、150100π200解析由圖象可知此正弦交變電壓的峰值Um＝200V，周期T＝0.02s，頻率f＝＝501THz；ω＝＝rads＝100πrads.將該電壓加在電容器上，電容器的耐壓值不應(yīng)小于200V.2πT2π0.02點(diǎn)評(píng)交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間叫周期；交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫頻率周期(T)和頻率(f)的關(guān)系為：T＝.1f20.02s50Hz100220V2解析由電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式e＝220sin100πtV

8、可得Um＝220V，ω＝100πrads，所22以周期T＝＝0.02s；由公式f＝得f＝50Hz；一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變兩次，所以1s內(nèi)2πω1T電流方向改變100次點(diǎn)評(píng)交變電流在一個(gè)周期內(nèi)，電流的方向改變兩次3B[電壓、電流的有效值和峰值之間的倍關(guān)系是僅限于正(余)弦交變電流而言的，所2以A是錯(cuò)誤的，B是正確的；在交變電流的講述中沒(méi)有特別說(shuō)明情況下的電流和電壓均指有效值，C錯(cuò)誤；交流電壓表、交流電流表測(cè)的都是有效值，D錯(cuò)誤]點(diǎn)評(píng)交變

9、電流的峰值Im或Um是它能達(dá)到的最大數(shù)值正(余)弦式交變電流的有效值I、U與峰值Im、Um之間的關(guān)系為：I＝，U＝.Im2Um24B[R1與R2串聯(lián)，所以R1與R2中的電流變化情況相同從圖象可以看出，交變電流中電流最大值為0.6A，電流有效值為：I＝＝0.6A，R1兩端的電壓有效值為U1＝IR1＝62Im2V，R2兩端電壓最大值為Um＝ImR2＝0.620V＝12V，綜上所述，正確選項(xiàng)為B.]22點(diǎn)評(píng)在純電阻電路中，若電源為交流電源，歐

10、姆定律仍然適用，公式I＝中I、U同時(shí)UR對(duì)應(yīng)有效值(或最大值)5.I032解析交變電流一個(gè)周期T內(nèi)通過(guò)電阻R產(chǎn)生的熱量為2RT2＋I(xiàn)RT2，直流電I通(I02)20過(guò)R一個(gè)周期T產(chǎn)生的熱量為I2RT，由有效值的定義知()2RT2＋I(xiàn)RT2＝I2RTI0220解得I＝I032方法總結(jié)只有正弦(或余弦)式交流電的有效值才是最大值的，對(duì)于其他形式的交變電12流要緊扣有效值的定義列方程計(jì)算有效值，時(shí)間一般取一個(gè)周期62V10解析假設(shè)讓一直流電壓

11、U和題圖所示的交流電壓分別通過(guò)同一電阻，交流電在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q1＝2＝＋.直流電在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q2＝T.(U21RT4＋U2RT4)82RT242RT2U2R由交流電有效值的定義，得Q1＝Q2，即＋＝T.解得U＝2V.82RT242RT2U2R10方法總結(jié)有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義的(計(jì)算時(shí)要取一個(gè)完整周期的時(shí)間)，而不是簡(jiǎn)單的對(duì)電壓求平均(錯(cuò)解U＝V＝6V)8＋427(1)(2)nBSR＋rπωR?nBS?24?R