第2章 第2节 描述交流电的物理量（课件）-2018年物理同步优化指导（教科版选修3-2）

第二章　交变电流 第二节　描述交流电的物理量 探究·课堂互动 物理 选修3-2(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 小结·知识归纳 1．了解交变电流的周期和频率的含义，知道两者之间的关系． 2．知道交变电流的峰值、瞬时值和平均值及有效值． 3．理解交变电流有效值的含义，并会计算交变电流的有效值．(重点＋难点) 4．知道相位及相位差的概念． 探究·课堂互动 物理 选修3-2(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 小结·知识归纳 探究·课堂互动 物理 选修3-2(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 小结·知识归纳 一、周期和频率 1．周期：交变电流完成一次__________变化所需的时间，用T表示，单位是_______. 2．频率：交变电流在1 s内完成周期性变化的________，用f表示，单位是__________，符号__________. 3．二者关系：T＝__________或f＝__________. 周期性 s 次数 赫兹 Hz eq \f(1,f) eq \f(1,T) 探究·课堂互动 物理 选修3-2(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 小结·知识归纳 4．一个面积为S的单匝矩形线圈，在匀强磁场中以一条边为转轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直．线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，感应电动势的变化具有周期性． (1)从交变电流电动势的瞬时值表达式e＝Emsin ωt中可以得出交变电流的周期、频率各是多少吗？ 探究·课堂互动 物理 选修3-2(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 小结·知识归纳 提示：线圈转动一周的时间为交变电流的一个周期，从瞬时值表达式e＝Emsin ωt可知线圈转动的角速度为ω，则周期T＝eq \f(2π,ω)；由周期与频率的关系得f＝eq \f(1,T)＝eq \f(ω,2π). (2)交流发电机线圈的转速n与周期T、频率f以及角速度之间有何关系？ 提示：转速n是指单位时间内转过的“圈”数，因此n＝f，每转过一圈，转过的角度就是2π，因此，角速度ω＝2πn，所以T＝eq \f(1,n). 探究·课堂互动 物理 选修3-2(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 小结·知识归纳 二、峰值有效值 1．峰值 (1)定义：交变电流的电压、电流所能达到的__________. (2)意义：用来表示电流的_________或电压的_________. (3)应用：电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值． 2．有效值 (1)定义：让交变电流和恒定电流通过大小相同的电阻，在交流的__________内它们产生的热量__________，这个恒定电流的电流、电压，叫做这个交流的有效值． 最大数值 强弱 高低 一个周期 相等 探究·课堂互动 物理 选修3-2(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 小结·知识归纳 3．正弦交变电流的有效值与最大值之间的关系 I＝________Im，U＝________Um，E＝________Em. 409.psd 408.psd eq \f(\r(2),2) eq \f(\r(2),2) eq \f(\r(2),2) 探究·课堂互动 物理 选修3-2(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 小结·知识归纳 4．(1)对于按正(余)弦规律变化的电流，应如何求解有效值？ 提示：可先根据Em＝NBSω求出其最大值，然后根据E＝eq \f(Em,\r(2))求出其有效值． 探究·课堂互动 物理 选修3-2(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 小结·知识归纳 (2)当电流按照非正(余)弦规律变化时，应如何求解有效值？如图表示一交流电的电流随时间而变化的图像，此交流电的有效值是多少？ 探究·课堂互动 物理 选修3-2(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 小结·知识归纳 提示：必须根据电流的热效应求解，且时间一般至少取一个周期．具体做法为： 分段计算交变电流在一个周期内产生的热量Q，然后在一个周期的时间内，让恒定电流通过相同的电阻，产生相同的热量Q.根据Q＝I2Rt或Q＝eq \f(U2,R)t求出I、U即为交变电流的电流、电压的有效值． 探究·课堂互动 物理 选修3-2(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 小结·知识归纳 交流电的有效值是根据其热效应而定义的，它是从电流产生焦耳热相等的角度出发，使交流电与恒定电流等效．设交流电的有效值为I，令该交流电通过一个纯电阻用电器R，在一个周期内有 I2RT＝Ieq \o\al(2,1)Req \f(T,2)＋Ieq \o\al(