第二节 描述交变电流的物理量（教学课件）物理粤教版选择性必修第二册

3.2描述交变电流的物理量 知识点一　交变电流的周期和频率 1．周期：交变电流完成一次周期性变化的时间叫作它的周期。单位是s。 2．频率：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数叫频率。单位是Hz。 3．周期T、频率f、角速度ω的关系：ω＝＝2πf，T＝。 知识点二　交变电流的峰值和有效值 1．峰值：交变电流在一个周期内所能达到的最大值。 2．有效值 (1)定义：交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，这一恒定电流的数值就是相应交变电流的有效值。 (2)应用： ①无特别说明的交变电流的电压、电流值是有效值。 ②交流电表测量的交变电流的电压、电流值是有效值。 ③交流电气设备铭牌上所标注的额定电压、额定电流指有效值。 3．有效值的理解 (1)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，与电流的方向无关。 (2)“等效”理解：相同电阻、相同时间，产生相同热量。交变电流与多大的直流“效果”相同，有效值就是多大。 4．有效值的计算方法 (1)特殊值法：若按正(余)弦规律变化的电流，可利用交变电流的有效值与峰值间的关系求解，即E＝，U＝，I＝。 (2)定义法：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。 5．正弦式交变电流有效值和峰值的关系 E＝≈0.707Em。 I＝≈0.707Im。 U＝≈0.707Um。 知识点三　用图像描述交变电流 1．物理意义：描述交变电流(电动势e、电流i、电压u)随时间t(或角度ωt)变化的规律。 2．正弦式交变电流的图像 课堂练习 1.如图是某种正弦交变电压的波形图，由图可确定该电压的(　　) A.周期是0.01 s B.最大值是220 V C.有效值是220 V D.表达式为u＝220sin (100πt) V 2.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T。从中性面开始计时，当t ＝ 时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V，则此交变电流的有效值为(　　) A． 2 V B．　2 V C． V D．V 3.电阻R1、R2与交流电源按照如图甲所示方式连接，R1＝10Ω，R2＝20Ω。合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示，则(　　) A.通过R1的电流有效值是1.2 A B. R1两端的电压有效值是6 V C.通过R2的电流最大值是1.2√2A D. R2两端的电压最大值是6√2V 4.有两个完全相同的电热器，分别通以如图甲和乙所示的峰值相等的方波交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比是( ) A. 1∶1 B. 1∶2 C. 2∶1 D. 1∶3 5.如图所示，家庭电路上接有保险丝、交流电压表、“220V 460W”的电饭锅及“220V 200W”的抽油烟机，现接入u=311sin100πt(V)的交流电，电饭锅和抽油烟机均正常工作，下列说法正确的是( ) A.交流电压表的示数为311V B.内流过保险丝的电流方向改变100次 C.电饭锅的热功率是抽油烟机的热功率的2.3倍 D.为保障电路正常工作，保险丝的额定电流不能小于2.5A 课后练习 1．下列提到的交流电，不是指有效值的是(　　) A．交流电压表的读数 B．保险丝熔断电流 C．电容器击穿电压 D．220 V交流电压 2．下列关于交变电流的说法正确的是(　　) A．若交变电流的峰值为5 A，则它的最小值为－5 A B．用交流电流表测交变电流时，指针来回摆动 C．我国工农业生产和生活用的交变电流频率为50 Hz，故电流方向每秒改变100次 D．正弦交变电流i＝20sin 10πt(A)的峰值为20 A，频率为100 Hz 3．在相同的时间内，某正弦交变电流通过一阻值为100 Ω的电阻产生的热量，与一电流为3 A的直流通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则(　　) A．此交变电流的有效值为3 A，最大值为3 A B．此交变电流的有效值为3 A，最大值为6 A C．电阻两端的交流电压的有效值为300 V，最大值不确定 D．电阻两端的交流电压的有效值为300 V，最大值为600 V 4．(多选)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则(　　) A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合 B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3 C．曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz D．曲线b表示的交变电动势有效值