高中物理 第二章 交变电流 第2节 描述交流电的物理量学案 教科版选修3-2-教科版高二选修3-2物理学案VIP免费

第2节描述交流电的物理量1.知道交变电流的周期和频率以及它们之间的关系．(重点)2.知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系．(重点)3.知道我国供电线路交变电流的周期与频率．4.掌握交流电有效值的计算方法．(重点＋难点)一、周期和频率1．周期：交变电流作一次周期性变化所需的时间称为周期，用T表示，单位是秒．2．频率：交变电流在1s时间内完成周期性变化的次数称为频率，用f表示，单位：赫兹．3．二者关系：T＝或f＝．二、峰值有效值1．峰值：交变电流在一个周期内电压和电流所能达到的最大值．峰值在实际中有一定的指导意义，所有使用交变电流的用电器，其最大耐压值应不小于其使用的交流电压的峰值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许施加电压的最大值．2．有效值：如果交流电与某一直流电通过同一电阻，在相同的时间内所产生的热量相等，则这个直流电的电流和电压值，分别称为相应交流电的电流和电压的有效值．3．正弦交流电的有效值与峰值的关系I＝Im，U＝Um.4．在没有特别说明时，通常所说的交变电流、电压、电动势都是指有效值，交流电流表测量的值也是有效值，交流用电设备铭牌标出的电压、电流值也是指有效值．(1)如图所示的交流电中最大值还是有效值的倍吗？(2)有效值和平均值一样吗？提示：(1)不是．最大值是有效值的倍，仅用于正弦(余弦)交流电．(2)不一样．有效值是根据热效应来计算，而平均值是利用法拉第电磁感应定律计算.描述交变电流的物理量1．周期和频率的关系：T＝，f＝.即交流电变化越快，周期越短，频率越大．2．角速度与周期、频率的关系：ω＝＝2πf.3．转速(n)：线圈单位时间内转过的圈数，单位是r/s或r/min.角速度与转速的关系ω＝2πn(n的单位为r/s)或ω＝2π(n的单位为r/min)．4．峰值：也叫最大值，是所有瞬时值中的最大值．(1)表达式：Em＝nBSω.(2)电容器接在交流电路中，交流电压的最大值不能超过电容器的耐压值．5．有效值：正弦式交流电的有效值E＝.某正弦交流电的电流i随时间t变化的图像如图所示；由图可知()A．电流的最大值为10AB．电流的有效值为10AC．该交流电的周期为0.03sD．该交流电的频率为0.02Hz[解析]根据图像，该交流电的最大电流为10A，周期为0.02s，故A、C错误；电流有效值：I＝＝10A，故B正确；该交流电的频率为：f＝＝＝50Hz，选项D错误．[答案]B1.(多选)关于正弦式交变电流的周期和频率，下列说法中正确的是()A．交变电流最大值出现相邻两次的时间间隔等于周期的一半B．1s内交变电流出现最大值的次数等于频率C．交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍D．50Hz的交变电流，其周期等于0.05s解析：选AC.根据周期的定义知选项A正确，选项B错误；因为在一个周期的时间内，交变电流会出现正向和负向最大值各一次，但相邻两个峰值的时间间隔为半个周期．交变电流在一个周期内方向改变两次，即方向变化的频率为交变电流频率的2倍，故选项C正确；由T＝＝s＝0.02s，知选项D错误．有效值的理解及计算1．有效值的理解交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，理解有效值重点在“等效”，“效果”相同在定义中体现为相同电阻、相同时间，产生相同热量，交变电流与多大的直流电“效果”相同，有效值就是多大．2．有效值的计算(1)对于正弦交变电流，可先根据Em＝NBSω求出最大值，然后根据E＝求出其有效值．(2)当电流是非正弦式交变电流时，必须根据有效值的定义求解．3．几种常见交变电流有效值的计算电流名称电流图线有效值正弦式交变电流I＝正弦半波电流I＝正弦单向脉动电流I＝矩形脉动电流I＝Im非对称性交变电流I＝计算有效值时应注意以下几点：(1)只有正弦式交变电流才能用I＝的关系．(2)方波式交变电流正负半周最大值不等时，分段计算电热．(3)应取一个周期或周期的整数倍计算电热．命题视角1正弦交流电有效值与峰值关系的应用一个小型电热器若接在输出电压为10V的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为()A．5VB．5VC．10VD．10V[解析]电热器接到直流电源上，由功率表达式P＝可知，P＝＝.当其接到交流电源上...