2017-2018学年粤教版物理选修3-2（课件+检测）第二章第三节表征交变电流的物理量 （2份打包）

第二章　交变电流 第三节　表征交变电流的物理量 学　习　目　标 重　点　难　点 1.掌握正弦交变电流的有效值和最大值之间的关系. 2.理解交变电流有效值的定义及意义. 3.知道交变电流的周期、频率与线圈转动的角速度的关系. 4.能解决有关有效值问题的计算． 重点 1.理解表征交变电流物理量的含义. 2.理解有效值的定义并会用它解决相关问题． 难点 1.交变电流有效值的理解和计算. 2.最大值与有效值关系的计算. 知识点一　交变电流的周期和频率 提炼知识 1．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间称为交变电流的周期，用T表示，单位是秒(s)． 2．频率：交变电流的频率是指交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，用f表示，单位是赫兹(Hz)． 3．交流电的角速度、频率与周期的关系：T＝eq \f(2π,ω)＝eq \f(1,f). 4．生活用电的周期为0.02 s，频率为50 Hz，角速度ω＝100π rad/s ，电流方向每秒改变100次． 判断正误 (1)若交变电流的频率为100 Hz，则其角速度为100π rad/s.(×) (2)若交变电流的周期为0.05 s，则其频率为20 Hz.(√) 小试身手 1．(多选)某交变电流的方向在1 s内改变100次，则其周期T和频率f分别为(　　) A．T＝0.01 s　　 B．T＝0.02 s C．f＝100 Hz D．f＝50 Hz 解析： 由于正弦式交变电流每周期内方向改变两次，所以其频率为50 Hz，由T＝eq \f(1,f)得T＝0.02 s. 答案：BD 知识点二　交变电流的峰值和有效值 提炼知识 1．峰值． 交变电流的峰值是指在一个周期内所能达到的最大数值．交变电流的电动势、电流和电压的峰值分别用Em、Im、Um表示． 2．有效值． (1)交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的． (2)定义：交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果它们在相同时间内产生的热量相等，这一恒定电流的数值就是相应交变电流的有效值． (3)在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值．交流电流表和交流电压表所指示的电流、电压也是有效值．解题中，若题示不加特别说明，提到的电流、电压、电动势及电功率都是指有效值． 3．正弦式电流的电动势、电流和电压的有效值和峰值的关系． E＝eq \f(Em,\r(2))＝0.707Em， I＝eq \f(Im,\r(2))＝0.707Im， U＝eq \f(Um,\r(2))＝0.707Um. 判断正误 (1)交流电压表测量的电压是有效值．(√) (2)任何形式的交变电流的电动势的有效值和峰值的关系都可以表示为E＝eq \f(Em,\r(2))＝0.707Em.(×) 小试身手 2．(多选)下列各种情况中所指的数值，哪些是交流电的有效值(　　) A．交流电路中交流电压表所指示的数值 B．家用电器(如电灯泡)上标明的额定电压值 C．闭合矩形导线框在匀强磁场中绕垂直于磁感线的某一边匀速转动过程中，转到线框平面与磁感线平行的位置时的感应电动势的数值 D．允许加在电容器两端的最大电压 解析：如果不做特别说明，电表示数以及铭牌上数值均为有效值，耐压值是最大值． 答案：AB 拓展一　有效值的理解及应用 1．交变电流的有效值是根据什么来定义的？ 提示：交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的． _ _ 2．交变电流的有效值是不是指该电流在某一段时间的平均值？ 提示：交流电的有效值不是某一段时间内的平均值，有效值是根据热效应定义的，而平均值是平均效果I＝eq \f(E,R)＝neq \f(ΔΦ,ΔtR)，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动一周时，平均值为零，而有效值不为零． 1．对交变电流的理解． (1)交变电流有效值是根据电流的热效应进行定义的．理解时要注意三同：相同电阻、相同时间、产生相同热量． (2)通常所说的交变电流的电压、电流，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，都是指其有效值． 2．交变电流有效值的计算方法． (1)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＝eq \f(Em,\r(2))，U＝eq \f(Um,\r(2))，I＝eq \f(Im,\r(2)). (2)当电流是非正弦式交变电流时，必须根据电流有效值的定义求解．由于交变电流的周期特点，计算有效值时，通常取一个周期．按如下方法计算： ①假设交变电流通过电阻R，计算交流电在一个周期内产生的热量Q(可分段计算)． ②将热量Q用相应的物理量的有效值表示(如Q＝I2Rt，Q＝eq \f(U2,R)t，求出相应的有效值)． 3．几种典型交变电流的有效值． 电流名称 电流图线