3.2 正弦交变电流的描述 课件 -2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第二册

复习任务群一 现代文阅读Ⅰ 把握共性之“新”　打通应考之“脉” 第1课时 反应热 焓变（基础课） 第三章　交流电 2　正弦交变电流的描述 1 学习任务目标 1.知道描述交变电流的周期、频率等物理量，以及正弦交流电的图像。(物理观念) 2.理解交变电流有效值的含义，会根据有效值的定义求交变电流的有效值。(科学思维) 3.会用正弦式交变电流的公式和图像解决交变电流的周期、频率、峰值、瞬时值和有效值的相关问题。(科学思维) 2　正弦交变电流的描述 2 问题式预习 知识点一　周期和频率 1．周期 (1)定义：交变电流完成_____________________所需的时间。 (2)通常用T表示，单位是秒。 2．频率 (1)定义：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比。 (2)通常用f表示，单位是______。 一次周期性变化 赫兹 2　正弦交变电流的描述 3 2πf 4 [科学思维] 　某小型发电机产生的交变电动势e＝50sin 100πt(V)，其周期为__________，频率为_________。 [判一判] 1．各国交变电流的周期都是0.02 s。 (　　) 2．交变电流的周期越大，交变电流变化就越快。 (　　) 0.02 s 50 Hz × × 知识点二　峰值　有效值 1．峰值 (1)定义：交变电流在一个周期内电压、电流所能达到的最大值。 (2)应用：电容器所能承受的电压要______交流电压的峰值。 2．有效值 (1)定义：让交流电与某一恒定直流电分别通过同一______，在交流电的一个周期内两者产生的热量______，则这个直流电的电流和电压值就分别称为相应交流电电流和电压的有效值。 高于 电阻 相等 (2)应用 ①我们平常所说的交流电的电压和电流值，指的都是_________。 ②交流电流表和交流电压表表盘上标示的数值是_________，它们只适用于测量_______________。 3．正弦交变电流的有效值与峰值的关系 (1)电流的有效值：I＝___。 (2)电压的有效值：U＝___。 有效值 有效值 正弦交流电 [科学思维] 　一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图像如图所示，则该交变电流的电动势： (1)最大值：______V。 (2)有效值：______V。 (3)瞬时值表达式：e＝______________V。 10 10sin t √ 任务型课堂 任务一　交变电流有效值的理解和计算 [探究活动] 如图1、2所示，两个电炉烧水，设其他条件都相同，水的质量相等，水的初温相同。若用I＝3 A的恒定电流10分钟把水烧开，而用正弦交变电流也10分钟把水烧开。 2　正弦交变电流的描述 11 (1)两种情况的通电时间内，电阻产生的热量相同吗？ (2)正弦交变电流的电流有效值是多少？电流峰值是多少？ 12 √ 2．匝数为100 匝的线圈通有如图所示的交变电流(图中曲线为余弦曲线的一部分)，单匝线圈电阻r＝0.02 Ω，则在0～10 s线圈产生的焦耳热为 (　　) A. 80 J B. 85 J C. 90 J D. 125 J √ √ √ 1．交变电流有效值的理解 (1)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的。 (2)等效是指恒定电流和交变电流在相同的时间内，在相同的电阻上产生的热量相同。 (3)通常所说的交变电流的电压、电流，用电表测量的交变电流的电压、电流，以及用电器的额定电压、额定电流，还有保险丝的熔断电流，都指其有效值。 3．几种常见电流的有效值 任务二　交变电流的“四值”比较 22 (2)把标有耐压值为6 V的电容器接在此电源上，电容器会不会被击穿？ 提示：电容器是否被击穿，取决于加在电容器两端电压的最大值，显然该交变电压的峰值大于电容器的耐压值，因而该电容器会被击穿。 [评价活动] 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. 瞬时值表达式为u＝220sin (100πt) V √ √ 3．(2025·山东卷)如图为一种交流发电装置的示意图，长度为2L、间距为L的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区域I和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为B、方向相反，区域I边界是边长为L的正方形，区域Ⅱ边界是长为L、宽为0.5L的矩形。传送带从两电极之间以速度v匀速通过，传送带上每隔2L固定一根垂直于运动方向、长度为L的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。该装置产生电动势的有效值为 (　　) √ 5．如图所示，在水平方向的匀强磁场中，有一个正方形闭合线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动。已知正方形线圈的匝数N＝100匝、边长l＝20 cm、电阻R＝10 Ω、转动频率f＝50 Hz，磁场的磁感应强度B＝0.5 T。求： (1)外力驱动线圈转动的功率(结果保留三位有效数字)； (2)当线圈转至线圈平面与中性面的夹角为30°时，线圈产生的感应电动势及感应电流的大小； (3)线圈由中性面转至与中性面成60°角的过程中，通过导线横截面的电荷量。 答案：(1)1.97×104 W　(2)314 V　31.4 A　(3)0.1 C 正弦式交变电流的“四值”比较   物理含义 重要关系 适用情况 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 计算线圈某一时刻的受力情况 最大值 最大的瞬时值 Em＝NBSω Im＝ 确定电容器的耐压值 41 谢 谢！ 42 $