《高中物理 第2章 交變電流與發(fā)電機(jī) 學(xué)案2 怎樣描述交變電流同步備課課件 滬科版選修32》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 第2章 交變電流與發(fā)電機(jī) 學(xué)案2 怎樣描述交變電流同步備課課件 滬科版選修32(32頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2怎樣描述交變電流第2章交變電流與發(fā)電機(jī)目標(biāo)定位1.掌握交變電流的周期、頻率、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度三者之間的關(guān)系.2.能理解電流的有效值是與熱效應(yīng)有關(guān)的量,而平均值只是簡(jiǎn)單意 義的平均.3.掌握交變電流有效值與最大值的關(guān)系,會(huì)進(jìn)行有效值的計(jì)算.4.掌握交變電流的變化規(guī)律及兩種表示方法.內(nèi)容索引知識(shí)探究達(dá)標(biāo)檢測(cè)知識(shí)探究1一、周期和頻率一、周期和頻率如圖1所示,這個(gè)交變電流的周期是多少?頻率是多少?周期T0.02 s;頻率f50 Hz. 答案圖1要點(diǎn)總結(jié)要點(diǎn)總結(jié)1.周期(T):交變電流完成 所需的時(shí)間,用T表示,單位是秒.2.頻率(f):交變電流在 內(nèi)完成 的次數(shù),用 表示,單位是赫茲,符號(hào)是 .3.轉(zhuǎn)
2、速(n):線圈單位時(shí)間(1 s或1 min)轉(zhuǎn)過的圈數(shù),單位是r/s或r/min.4.各物理量之間的關(guān)系:f , 2f,2n(n的單位為r/s).5.我國(guó)電網(wǎng)中交變電流的周期是 s,頻率是 Hz.一次周期性變化Hz0.021sf周期性變化50例例1(多選)矩形金屬線圈共10匝,繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的情況如圖2所示.下列說法中正確的是A.此交變電流的頻率為0.2 HzB.1 s內(nèi)電流方向變化10次C.t0.1 s時(shí),線圈平面與磁場(chǎng)方向平行D.1 s內(nèi)線圈轉(zhuǎn)5圈圖2答案解析典型例題典型例題由圖像知T0.2 s,故 Hz5 Hz,即1 s
3、內(nèi)完成5個(gè)周期,線圈轉(zhuǎn)5圈,每轉(zhuǎn)1圈電流方向改變2次,故A錯(cuò),B、D對(duì);在t0.1 s時(shí),e0,所以線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,故C錯(cuò).二、最大值和有效值二、最大值和有效值1.圖3是通過一個(gè)R1 的電阻的電流i隨時(shí)間t變化的曲線.這個(gè)電流不是恒定電流.(1)怎樣計(jì)算1 s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量?答案圖3(2)如果有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過這個(gè)電阻R,也能在1 s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱量,這個(gè)電流是多大?答案2.某交流電壓瞬時(shí)值表達(dá)式u sin (100t) V,把標(biāo)有“6 V,2 W”的小燈泡接在此電源上會(huì)不會(huì)被燒壞?把標(biāo)有6 V的電容器接在此電源上會(huì)不會(huì)被擊穿?答案要點(diǎn)總結(jié)要點(diǎn)總結(jié)1.最大值:它
4、是所有瞬時(shí)值中的最大值.(1)當(dāng)線圈平面跟磁感線平行時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,Em (轉(zhuǎn)軸垂直于磁感線).(2)電容器接在交流電路中,交流電壓的最大值不能超過電容器的 值.2.有效值:讓交變電流與恒定電流分別通過 的電阻,如果在交變電流的 內(nèi)它們產(chǎn)生的 相等,我們就把這個(gè)恒定電流的電流值I、電壓值U,叫做這個(gè)交變電流的有效值.計(jì)算時(shí)要注意三同:“相同 ”上、“一個(gè)周期”內(nèi)、產(chǎn)生“相同 ”.nBS電阻一個(gè)周期熱量大小相同熱量耐壓注意:注意:非正弦式交變電流的有效值只能根據(jù)電流的 計(jì)算.4.有效值的應(yīng)用(1)計(jì)算與電流熱效應(yīng)有關(guān)的量(如功率、熱量)要用 值.(2)交流電表的測(cè)量值,電氣設(shè)備標(biāo)注的額定電壓
5、、額定電流,通常提到的交流電的數(shù)值均指 值.5.平均值的應(yīng)用計(jì)算通過導(dǎo)體某一截面的電荷量時(shí),只能用交變電流的平均值,即熱效應(yīng)有效有效例例2一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖像如圖4甲所示.已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0 ,外接一只電阻為95.0 的燈泡,如圖乙所示,則 A.電壓表 的示數(shù)為220 VB.電路中的電流方向每秒鐘改變50次C.燈泡實(shí)際消耗的功率為484 WD.發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 J答案解析典型例題典型例題圖4例例3如圖5所示的交變電流由正弦式交變電流的一半和反向脈沖電流組合而成,則這種交變電流的有效值為圖5答案解析例例4如圖6所示,矩形線圈面積為S
6、,匝數(shù)為N,線圈電阻為r,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),外電路電阻為R.當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中,求:(1)通過電阻R的電荷量q;圖6答案解析(2)電阻R上所產(chǎn)生的熱量Q.答案解析三、用數(shù)學(xué)方法描述交流電三、用數(shù)學(xué)方法描述交流電如圖7為某交變電流的ut圖像,試指出它的周期、頻率、最大值、有效值,并寫出其函數(shù)表達(dá)式.圖7答案要點(diǎn)總結(jié)要點(diǎn)總結(jié)1.正弦交流電的圖像如圖8所示,從圖像中可直接得到的物理量有:瞬時(shí)值、 值和 ;通過計(jì)算可以得到有效值、頻率和角頻率.圖8最大周期2.正弦交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式電動(dòng)勢(shì):e ;電壓:u ;電流:i .Imaxsin tEmaxsin
7、 tUmaxsin t例例5一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖9所示,由圖可知A.該交流電的電壓的有效值為100 VB.該交流電的頻率為25 HzC.該交流電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u100sin 25t VD.并聯(lián)在該電壓兩端的電壓表指針不停擺動(dòng)答案解析典型例題典型例題圖9根據(jù)題圖可知該交變電流電壓的最大值為100 V,周期為4102 s,所以頻率為25 Hz,A錯(cuò),B對(duì);而2f50 rad/s,所以u(píng)100sin (50t) V,C錯(cuò);交流電壓表的示數(shù)為交流電的有效值而不是瞬時(shí)值,不隨時(shí)間變化,D錯(cuò).達(dá)標(biāo)檢測(cè)21.(對(duì)描述交變電流物理量的認(rèn)識(shí))如圖10是某種正弦式交流電壓的波形圖,由圖可確定
8、該電壓的 A.周期是0.01 sB.最大值是220 VC.有效值是220 VD.表達(dá)式為u220sin (100t) V1234答案解析圖1012341234答案解析3.(非正弦式交變電流有效值的計(jì)算)通過一阻值R100 的電阻的交變電流如圖11所示,其周期為1 s.電阻兩端電壓的有效值為 答案解析圖111234A.12 V C.15 V12344.(最大值、有效值、瞬時(shí)值、平均值的區(qū)別和應(yīng)用)交流發(fā)電機(jī)線圈電阻r1 ,用電器電阻R9 ,閉合開關(guān)后電壓表示數(shù)為9 V,如圖12所示,那么該交流發(fā)電機(jī)A.電動(dòng)勢(shì)的峰值為10 VB.電動(dòng)勢(shì)的有效值為9 VC.交流發(fā)電機(jī)線圈通過中性面時(shí)電 動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為 VD.交流發(fā)電機(jī)線圈自中性面轉(zhuǎn)過90 的過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 V答案解析圖1212341234