1、第2节 描述交变电流的物理量, 学习目标定位 1理解交变电流的周期和频率，知道周期和频率的关系 2知道交变电流的峰值、有效值、瞬时值、平均值 3本节的重点也是难点是交变电流的有效值，要求同学们不仅要理解有效值的定义，而且会计算交流电的有效值,课前预习 自主学习,基础知识梳理,一、周期和频率 1周期T (1)定义：交变电流完成一次 变化(线圈转一周)所需的时间 (2)单位是秒，符号为s. (3)物理意义：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,周期性,慢,两,2频率f (1)定义：交变电流在1 s内完成周期性变化的 (2)单位是赫兹，符号为Hz. (3)物理含义：频率越
2、大，交变电流变化越 3周期和频率的关系： f .,次数,快,二、峰值和有效值 1峰值 (1)定义：交变电流的电流或电压所能达到的 值 (2)物理意义：表示电流强弱或电压高低的物理量 (3)大小：当线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈的磁通量为0，感应电动势达到峰值，表达式为Em . Em由匝数n，线圈面积S，磁感应强度B和角速度四个量决定，与转轴 ，线圈的 及线圈是否闭合无关,最大,nBS,位置,形状,2有效值 (1)定义：有效值是根据电流的 来规定的，如果交变电流与某恒定电流在相同时间内通过 电阻时其产生的热效应 ，则将该恒定电流的数值叫作该交变电流的有效值 (2)物理意义：表示电流的热效应的物
3、理量 (3)大小：正弦式交变电流的有效值I、U与峰值Im、Um有如 下关系：I ，U .,热效应,相同,相同,三、相位 正弦符号“sin”后面的量“ ”叫做交变电流的相位 是t0时的相位，叫做交变电流的初相位两交流的 叫作它们的相位差.,t,相位之差,知识精讲 易错辨析,教材要点解读,要点一 周期和频率,决定正弦式电流周期和频率大小的因素是发电机转子的角速度.,某正弦交流电的电压随时间变化的图象如图所示，由图中信息可知( )A该交流电的电压瞬时值表达式为u100sin25t(V) B该交流电的频率为4 Hz C该交流电的电压有效值为100 V D若将该交流电加在阻值为100 的定值电阻两端，则
4、该电阻消耗的功率为50 W,例 1,【答案】 D,【方法总结】 根据函数表达式或图象确定表征交变电流的物理量时，首先是要确定交变电流的周期和峰值，在此基础上正确运用相关关系式进行分析求解,如图是一正弦式交变电流的电压图象从图象可知电压的最大值和周期分别为( )解析：根据交变电流的电压图象可知，电压最大值Um20 V，周期T0.02 s，C选项正确 答案：C,变式训练 1-1,要点二 峰值和有效值,电容器上的标称电压及耐压值，是电容器所允许加的电压的最大值,定义有效值时要注意“三同”，即电阻相同、时间相同、产生的热量相同,在计算交变电流通过导体产生的热量和电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流时，
5、只能用交变电流的有效值,(4)几种典型交变电流的有效值,(2017佛山月考)三个相同的电阻，分别通过如图a、b、c所示的变化电流，三个图中的I0和周期T相同 .下列说法中正确的是( ),例 2,【答案】 C,【方法总结】 求解有效值的一般步骤： (1)首先要分析交变电流的变化规律，在一个交变电流中可能存在几种形式的交流电 (2)一个交变电流中存在几种形式，可在一个周期内分段求出产生的热量，求其和,如图所示是某种交变电流的电流随时间变化的图线，i0部分的图线是一个正弦曲线的正半周，i0部分的图线是另一个正弦曲线的负半周，其最大值如图中所示，则这种交变电流的有效值为( ),变式训练 2-1,答案：
6、C,要点三 正弦交变电流“四值”辨析,(2017大同期中)如图所示，在B0.5 T的匀强磁场中，有一个n100匝的矩形线圈边长L10.1 m，L20.2 m，线圈从图中位置开始绕中心轴OO以角速度314 rad/s逆时针方向匀速转动，求：,例 3,【答案】 (1)314 V 220 V (2)200 V,【方法总结】 (1)在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值如电功率的计算式：PIU中，U、I均为有效值 (2)在交流电路中，电压表、电流表、功率表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流及电功率
7、指的都是有效值 (3)我国民用交变电流：照明电压220 V和动力电压380 V都是指有效值,小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示此线圈与一个R10 的电阻构成闭合电路不计电路的其他电阻，下列说法正确的是( ),变式训练 3-1,答案：C,知识反馈 自查自评,课堂巩固训练,1.(多选)(2017清远期末)小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示此线圈与一个R5 的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻下列说法正确的是( ),答案：ABC,2.(多选)边长为L的正方形线框在匀强磁场
8、B中以角速度匀速转动，产生的感应电流的最大值为Im，设灯泡的电阻为R，其他电阻不计从如图位置开始计时，则( ),答案：AD,3(2017河南模拟)一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，在相同时间内电阻产生热量最大的是( ),答案：D,4(2017天津期末)某台交流发电机的结构可以简化为多匝线框在匀强磁场中旋转产生正弦式交流电当线框匀速转动时，电动势瞬时值表达式e10sin50t(V)其他条件不变，现只将线框转速变为原来的两倍，发电机输出端接入如图所示电路已知发电机内阻r1 ，R14 ，R2R310 ，求：(1)理想交流电压表的示数； (2)通过电阻R1的电流的最大值； (3)电阻R2在1分钟内产生的焦耳热,
