【金牌學(xué)案】年高中物理 第五章 2 描述交變電流的物理量課件 新人教選修32

2描述交變電流的物理量知識(shí)點(diǎn)1交變電流的周期和頻率

1．周期T：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間，單位是秒，符號(hào)為s. 2．頻率f：交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，單位是赫茲，符號(hào)為Hz.4．角速度和頻率的關(guān)系：ω＝2πf.5．常識(shí)：我國(guó)通用交變電流的周期是0.02s，頻率為50Hz.知識(shí)點(diǎn)2峰值和有效值

1．峰值：當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流及路端電壓的最大值，用Em、Im

和Um

表示，其中Em＝NBSω. 2．有效值：讓交流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻，如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，而這個(gè)恒定電流是I、電壓是U，我們就把I、U叫做這個(gè)交流的有效值．知識(shí)點(diǎn)3相位

1．相位：對(duì)于兩支交流電e甲＝Emsinωt和e乙＝Emsin(ωt＋φ)，稱ωt或ωt＋φ分別為它們的相位． 2．相位差：兩支交流電的相位之差叫做它們的相位差．

知識(shí)點(diǎn)4對(duì)交變電流有效值的理解

1．正(余)弦式交變電流的有效值與峰值的關(guān)系

2．注意事項(xiàng) (1)各種使用交變電流的用電器上所標(biāo)的額定電壓、額定電流值都是指交變電流的有效值． (2)各種交流電流表和交流電壓表的測(cè)量值也都是有效值．

(3)凡涉及能量問(wèn)題，如電能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，涉及交變電流的電功、電功率等物理量均用有效值，計(jì)算保險(xiǎn)絲的熔斷電流也用有效值．(4)家庭電路電壓220V和動(dòng)力電壓380V是指有效值．(5)以后提到的交變電流的數(shù)值，凡沒(méi)有特別說(shuō)明的都是指有效值．3．幾種典型交流電的有效值

交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)，利用等效的觀點(diǎn)來(lái)定義的．一般取一定時(shí)間(一個(gè)周期)根據(jù)恒定電流與交流電產(chǎn)生的熱量一樣來(lái)求解，比如下面幾種典型的有效值：交變電流名稱交變電流圖樣有效值正弦式交 變電流正弦半波交變電流正弦單向脈沖電流矩形脈沖電流非對(duì)稱性脈沖電流【例1】圖5－2－1表示一交流電的電流隨時(shí)間而變化的圖象．此交流電的有效值是()B圖5－2－1

解析：由圖象可知，該電流是交流電，而并非正弦交流電，不能用正弦交流電有效值的公式來(lái)求有效值．只能根據(jù)非對(duì)稱性脈沖電流的熱效應(yīng)來(lái)求．

1．電阻R1、R2

和交流電源按照?qǐng)D5－2－2甲所示方式連接，R1＝10Ω，R2＝20Ω.合上開(kāi)關(guān)S后，通過(guò)電阻R2

的正弦交)變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖乙所示．則( 圖5－2－2解析：：先求出出電流流的有有效值值，則則可以以求出出電壓壓的有有效值值．答案：：B種類區(qū)別有效值峰值瞬時(shí)值平均值物理意義根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)定義的交變電流的最大值某一時(shí)刻電壓、電流的大小一段時(shí)間電壓、電流的平均值計(jì)算方法根據(jù)熱效應(yīng)求解有效值的大小知識(shí)點(diǎn)點(diǎn)5有有效值值、峰峰值、、瞬時(shí)時(shí)值、、平均均值的的區(qū)別別BCA．交交變電電流的的頻率率為100HzB．電電動(dòng)勢(shì)勢(shì)的有有效值值為220VC．電電動(dòng)勢(shì)勢(shì)的峰峰值約約為311VD．t＝0時(shí)時(shí)，，線圈圈平面面與中中性面面垂直直2．(雙選，，2011年肇慶慶檢測(cè)測(cè))一矩形形金屬屬線圈圈，繞繞垂直直磁場(chǎng)場(chǎng)方向的的轉(zhuǎn)軸軸在勻勻強(qiáng)磁磁場(chǎng)中中勻速速轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)．線線圈中中產(chǎn)生生的電電動(dòng)勢(shì)勢(shì)e隨)時(shí)間t變化的的情況況如圖圖5－2－3所所示．．下列列說(shuō)法法正確確的是是(圖5－2－3A．此此交流流電的的頻率率為0.5HzB．此此交流流電的的電動(dòng)動(dòng)勢(shì)有有效值值為2VC．t＝0.01s時(shí)時(shí)，線線圈平面與與磁場(chǎng)場(chǎng)方向向垂直直D．t＝0.02s時(shí)時(shí)，線線圈磁磁通量量變化化率為為零答案：：CD題型1交變變電電流流圖圖象象中中的的有有效效值值和和頻頻率率【例例3】(雙選選)如圖圖5－－2－－4表表示示一一交交變變電電流流隨隨時(shí)時(shí)間間而而變變化化的圖圖象象，，則則此此交交變變電電流流的的()圖5－－2－－4答案案：：BC3．．(雙選選，，2010年潮潮州州模模擬擬)一正正弦弦交交流流電電的的電電壓壓隨隨時(shí)時(shí)間間變變)化的的規(guī)規(guī)律律如如圖圖5－－2－－5所所示示．．由由圖圖可可知知(圖5－A．．該該交交流流電電的的電電壓壓瞬瞬時(shí)時(shí)值值的的表表達(dá)達(dá)式式為為u＝100sin(25t)VB．．該該交交流流電電的的頻頻率率為為25HzC．．該該交交流流電電的的電電壓壓的的有有效效值值為為141.4VD．．若若將將該該交交流流電電壓壓加加在在阻阻值值R＝100ΩΩ的的電電阻阻兩兩端端，，則則電電阻消消耗耗的的功功率率是是50W答案案：：BD題型型2交變變電電流流熱熱量量的的求求解解【例例4】阻值值為為1ΩΩ的的電電阻阻上上通通以以交交變變電電流流，，其其i－t關(guān)系系如如)圖5－－2－－6所所示示，，則則在在0～～1s內(nèi)內(nèi)電電阻阻上上產(chǎn)產(chǎn)生生的的熱熱量量為為(圖5－2－－6A．1JB．1.5JC．2JD．2.8J解析：對(duì)于此題我們們可以分段求求解，前0.2s和后0.2s產(chǎn)生的熱量分別別為0.2J，中間0.6s產(chǎn)生的熱量為為2.4J，所以在0～1s內(nèi)電阻上產(chǎn)生生的熱量為2.8J，D選項(xiàng)正確確．D4．圖5－－2－7為為某型號(hào)電熱熱毯的電路圖圖，將電熱絲絲接在u＝156sin120πtV的電源上上，電熱毯被被加熱到一定定溫度后，由于P的作用使輸入入的正弦交流流電僅有半個(gè)個(gè)周期能夠通通過(guò)，即電壓壓變?yōu)閳D5－－2－8所所示波形，從從而進(jìn)入保溫溫狀態(tài)．則此