高中物理 5.2 描述交变电流的物理量学案（含解析）新人教版选修3-2-新人教版高中选修3-2物理学案VIP免费

2描述交变电流的物理量学习目标1.知道交变电流的周期和频率,知道频率和角速度的关系.2.知道交变电流和电压的峰值、瞬时值、有效值及其关系,能利用有效值的定义计算某些交变电流的有效值.3.会用正弦交流电的有效值进行有关计算.4.知道我国生产和生活用电的周期(频率)大小.自主探究1.交变电流完成一次周期性变化所需的时间叫做交变电流的.通常用表示.2.交变电流在1s内完成周期性变化的次数叫做交变电流的.通常用表示,单位是,简称,符号是.3.让交变电流与恒定电流通过相同的,如果它们在一个周期内产生的相等,把恒定电流的电流I、电压U叫做这个交变电流的有效值.合作探究一、周期和频率活动体验:把小灯泡接在手摇交流发电机模型的输出端.当转子的转速由小变大时,我们看到,小灯泡发光的闪烁频率也逐渐加快,当转子的转速大到一定程度,由于交变电流的大小和方向变化太快,人眼亦存在视觉暂留的缘故,所以眼睛不能分辨灯光的闪烁.这就是为什么照明电路使用的是交变电流,而灯泡亮时我们却感觉不到闪烁的原因.提出问题:打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,打点计时器为什么每隔0.02s打一次点从而可以计时的?自主学习:阅读课本P34~P35“周期和频率”的内容,学习相关的知识.1.周期和频率的关系:T=或f=.2.我国工农业生产和日常生活中用的交变电流的周期是s,频率是Hz,电流方向每秒钟改变次.3.交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度ω有关.在i=Imaxsinωt的表达式中,ω等于频率的倍,即ω=.二、峰值和有效值提出问题:观察电容器的图片,回答下列问题.(1)图片中电容器的两个参数的含义是什么?(2)交流电的电压、电流大小是随时间不断变化的,如果考虑电容器的工作安全,那么电容器的耐压值与所加交变电流的电压的关系是什么?思考讨论:如图所示是通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线.(1)计算通电1s内电阻R产生的热量?(2)如果有一个恒定电流通过这个电阻R,也能在1s内产生同样的热量,这个电流是多大?自主学习:阅读课本P35“峰值和有效值”的内容,学习相关的知识.1.交变电流的峰值Imax或Umax是一个周期内所能达到的最大数值,表示交变电流的或电压的.2.交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是值;交流电压表和交流电流表的示数是值;交变电流的数值在无特别说明时都是指值.3.正弦式交变电流的有效值与峰值的关系:I==Imax,U==Umax.三、相位提出问题:观察两支交变电流的电压与时间关系的图象,完成下列问题.(1)两支交变电流的周期、峰值相同吗?它们有什么不同?(2)图象甲的交变电流的瞬时电压与时间的关系式是什么?自主学习:阅读课本P36“相位”的内容,学习有关的知识.1.正弦符号“sin”后面的量“”叫做交变电流的相位,φ是时的相位,叫做交变电流的初相位.2.如果两支交变电流的频率相同,但初相位不同,即u1=Emaxsin(ωt+φ1),u2=Emaxsin(ωt+φ2),那么相位差等于,是个.课堂检测1.某正弦式交变电流的方向在1s内改变了100次,则其周期T和频率f分别为()A.T=0.01sB.T=0.02sC.f=100HzD.f=50Hz2.下列关于交变电流的说法,正确的是()A.交变电流的有效值就是它的平均值B.任何交变电流的有效值都是它最大值的1❑√2C.正弦式交变电流的有效值是它最大值的1❑√2D.如果交变电流接在电阻R上产生的热量为Q,那么该交变电流的有效值为❑√QR3.如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象.此交变电流的有效值是()A.5❑√2AB.5AC.72❑√2AD.72A4.一电热器接在U=110V的直流电源上,每秒产生的热量为Q;现把它改接到正弦式交流电源上,每秒产生的热量为2Q,则该交流电压的最大值Umax是()A.110VB.110❑√2VC.220VD.220❑√2V5.如图甲所示,R=10Ω的电阻中有图乙所示的电流通过,则电压表的示数为()A.2❑√2VB.10❑√2VC.203❑√2VD.20V6.若交变电压U=200sin100πt(V),能加在电容为10μF的电容器上,则电容器的耐压值不小于()A.200VB.100❑√2VC.100VD.141.4V7.某小型发电机产生的交变电动势e=50sin100πt(V).对此电动势,下列表述正确的有()A.最大值是50❑√2VB.频率是100HzC.有效值是25❑√2VD.周期是0.02s8.在电路的M、N间加一如图所示的正弦交流电,负载电阻为100Ω,若不考虑电表内阻对电路的影响,则交流电压表和交流电流表的...