2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第3章交变电流3.2交变电流的描述(2)课件

2描述交流电的物理量\n1.基本知识(1)周期：交变电流完成所需的时间,用符号T表示,单位是．(2)频率：交变电流在1s内完成周期性变化的；用f表示,单位是．周期和频率一次周期性变化秒(s)次数赫兹(Hz)\n2πf变化快慢\n2．思考判断(1)我国生活用交流电的周期是0.02s,频率是50Hz.(√)(2)我国所使用的交流电在1s内,电流的方向改变50次．(×)3．探究交流我们日常照明用电是交变电流,为什么电灯并不闪烁,好像通过的是恒定电流？【提示】因为电流大小方向变化得太快,也就是说照明用电的频率大,因此人眼感觉不到变化.\n1.基本知识(1)峰值①概念：交变电流的电压和电流在一个周期内所能达到的,分别称为电压和电流的峰值,用符号和表示．②应用：电容器、二极管在使用时要注意让它们所能承受的电压高于交流电压的．峰值和有效值最大值UmIm峰值\n(2)有效值①概念：如果交流电与某一直流电通过同一,在相同的时间内所产生的相等,那么这个电的电流和电压值就分别称为相应交流电的电流和电压的有效值．②应用a．交流用电器铭牌上所标的电压(电流)均是指有效值．b．交流电压表(电流表)测出的数值是值．c．无特别说明时提到的交变电流的数值(通常值)也是指值．电阻热量直流额定有效有效\nIU\n\n3．探究交流在用有效值的定义计算时,“相同时间”应取多长时间？【提示】在计算有效值时,“相同时间”至少应为一个周期,或一个周期的整数倍.\n交变电流有效值的理解和计算\n1．对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,都是指其有效值．\n\n3．几种常见交变电流的有效值\n\n如图2－2－1所示为一交变电流的图像,则该交变电流的有效值为()图2－2－1\n【审题指导】电流在前半个周期内按正弦式电流变化,后半个周期内为恒定电流,从而按电流的热效应分段计算求电流的有效值．\n【答案】B\n\n1．如图2－2－2所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()图2－2－2\n【答案】D\n【问题导思】1．这四个值的物理含义是什么？2．这四个值各有什么重要关系？3．这四个值各自适用于什么情况？交变电流“四值”的理解\n交变电流“四值”辨析\n\n\n图2－2－3\n(1)转动中感应电动势的最大值和有效值；(2)电路中交流电压表和电流表的示数；(3)线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电量．【审题指导】审题时应注意以下问题：(1)线圈电阻r＝1Ω,相当于电源内阻．(2)电流表、电压表的示数为有效值．(3)求通过R的电量用电流的平均值计算．\n\n【答案】(1)50V35.4V(2)31.86V3.54A(3)0.16C\n2．在匀强磁场中,矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图2－2－4甲所示,产生的交变电动势的图像如图乙所示,则()甲乙图2－2－4\nA．t＝0.005s时线框的磁通量变化率为零B．t＝0.01s时线框平面与中性面重合C．线框产生的交变电动势有效值为311VD．线框产生的交变电动势频率为100Hz\n【答案】B\n实验室里的交流发电机可简化为如图2－2－5所示的模型,正方形线圈在水平匀强磁场中,绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表,并让线圈每秒转25圈,读出电压表的示数为10V．已知R＝10Ω,线圈电阻忽略不计,下列说法正确的是()易错案例警示——基本关系不清导致错误图2－2－5\n\n【答案】C\n【易错分析】对易错选项及错误原因具体分析如下：易错选项错误原因A项线圈在匀强磁场中转动时,磁通量和磁通量的变化率混淆,错误的认为磁通量为零时,磁通量的变化率也为零,因此得出感应电动势为零,感应电流为零．D项在计算电功、电功率时错用交变电流的最大值.\n\n1．下列提到的哪一个不是指交流电的有效值()A．交流电路中交流电压表的读数B．电工工具上标明的耐压数值C．保险丝的熔断电流D．家用电器(如灯泡)上标明的额定电压值【解析】电工工具上标明的耐压数值为最大值,交流电压表读数、保险丝熔断电流、平时常说的电压和电流、电器上标注的电压和电流都为有效值,故选B.【答案】B\n【答案】B\n3．如图2－2－6是一个正弦式交变电流的图像,下列说法正确的是()图2－2－6A．周期是0.2s,电流的峰值是10AB．周期是0.15s,电流的峰值是10AC．频率是5Hz,电流的有效值是10AD．频率是5Hz,电流的有效值是7.07A\n【答案】AD\n4．一只“220V100W”的灯泡接在u＝311sin314tV的交变电源上,则下列判断正确的是()A．灯泡能正常发光B．与灯泡串联的电流表的示数为0.5AC．与灯泡并联的电压表的示数为220VD．通过灯泡的电流的表达式为i＝0.64sin314tA\n【答案】ACD\n\n图2－2－7(1)若从线圈通过如图示位置开始计时,写出电动势的瞬时表达式；(2)电压表的示数；(3)在1分钟内外力驱动线圈转动所做的功．\n