高二物理人教版选修3-2描述交变电流的物理量1/8描述交变电流的物理量重/难点重点：交流电的有效值、最大值、频率、周期的理解。难点：1、交变电流有效值概念既是重点又是难点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义。2、交变电流瞬时值确定使学生感到困难，通过例题分析使学生学会借助数学工具处理解决物理问题的能力。重/难点分析重点分析：周期或频率表示交变电流变化的快慢。有效值表示交变电流的热效应。正弦交变电流有效值与最大值存在着一定的关系，正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是：12mUE=，12mII=。难点分析：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值。用电器上所标电压、电流值也是指有效值。在计算交流电通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值。突破策略1．交变电流的周期和频率。高二物理人教版选修3-2描述交变电流的物理量2/8（1）周期：我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变电流的周期。周期用T表示，单位是s。（2）频率：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率。频率用f表示，单位是Hz。（3）周期和频率的关系是：11TffT==或。说明：①我国工农业生产和日常生活中用的交变电流周期是0.02S，频率是50Hz，电流方向每秒钟改变100次。②交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度有关。w越大，周期越短、频率越高。２．交变电流的最大值（mE，mI，mU）交变电流的最大值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流或电压变化幅度。电容器的耐压值是指能够加在它两端的最大电压，若电源电压的最大值超过耐压值,电容器可能被击穿。但是交流电的最大值不适于表示交流电产生的效果，在实际中通常用有效值表示交流电流的大小。3.有效值（E、I、U）高二物理人教版选修3-2描述交变电流的物理量3/8让交流电和直流电通过同样的电阻，如果它们在相同时间内产生热量相等，把直流电的值叫做交流电的有效值。通常用大写字母U、I、E表示有效值。正弦交流电的有效值与最大值的关系0.7720mmIII==，0.7720mmUIU==。强调：（1）各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值。（2）交流电表（电压表或电流表）所测值为有效值。（3）计算交变电流的功、功率、热量等用有效值。例1．表示交变电流随时间变化图象如图所示，则交变电流有效值为A．52AB.5AC.3.52AD.3.5A解析：设交变电流的有效值为I，据有效值的定义，得222423222TTIRTRR=+（）（）解得I=5A高二物理人教版选修3-2描述交变电流的物理量4/8综上所述应选择B。例2.交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4m，bc=ad=0.2m，共50匝，线圈电阻r=1Ω，线圈在B=0.2T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO′以100pr/s转速匀速转动，外接电阻9Ω，如图所示.求：（1）电压表读数；（2）电阻R上电功率.解析：（1）线圈在磁场中产生：mE=NBSω=50×0.2×0.4×0.2×100p×2πV=160VI=m1602(R)210Er=+?A=82AU=IR=722V=101.5V（2）P=UI=722×82W=1152W例3.一电压U0=10V的直流电通过电阻R在时间t内产生的热量与一交变电流通过R/2时在同一时间内产生的热量相同，则该交流电的有效值为多少？高二物理人教版选修3-2描述交变电流的物理量5/8解：根据t时间内直流电压U0在电阻R上产生的热量与同一时间内交流电压的有效值U在电阻R/2上产生的热量相同，则220,52V(/2)2oUUUttURR===所以3.在图示电路中，已知交流电源电压u=200sin10πtV，电阻R=10Ω，则电流表和电压表读数分别为A.14.1A,200VB.14.1A,141VC.2A,200VD.2A,141V分析：在交流电路中电流表和电压表测量的是交流电的有效值，所以电压表示数为u=2002V=141V，电流值i=UR=200210′A=14.1A.答案：B4.如何计算几种典型交变电流的有效值？答：交流电的有效值是根据电流的热效应规定的。让交变电流和直流电通过同样的电阻，如果它们在同一时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫高二物理人教版选修3-2...
