高二物理選修3-2第五章 交變電流 第二節(jié) 描述交變電流的物理量 學(xué)案學(xué)生版

1、.第五章 交變電流第二節(jié) 描繪交變電流的物理量 學(xué)案班別 姓名 學(xué)號(hào) 一、自主預(yù)習(xí)1.周期和頻率1周期T：交變電流完成一次周期性變化線圈轉(zhuǎn)一周所需的時(shí)間，單位是秒s，公式_；2頻率f：交變電流在1 s內(nèi)完成_變化的次數(shù)，單位是赫茲Hz；3周期和頻率的關(guān)系：_。2.交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值、平均值1瞬時(shí)值：交變電流某一時(shí)刻的值，是時(shí)間的函數(shù)。在求解某一時(shí)刻線圈受到的磁力矩時(shí)，用的是瞬時(shí)值；2峰值：交變電流的電流或電壓所能到達(dá)的_，也叫最大值；電容器的擊穿電壓為最大值。3有效值：跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值叫做交變電流的有效值。對(duì)正弦交流電，其有效值和峰值的關(guān)系為：_、_、_。用電器

2、的銘牌上標(biāo)的是有效值，“電流表和“電壓表測量的值是“有效值，在研究交變電流的功率和產(chǎn)生的熱量時(shí)，只能用有效值。4平均值：是交變電流圖象中波形與橫軸所圍面積跟時(shí)間的_。在求交變電流流過導(dǎo)體的過程通過導(dǎo)體橫截面積的電量時(shí)，用的是平均值。二、課堂打破一交變電流的“四值的比較與理解1交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的比較物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說明瞬時(shí)值交變電流某一時(shí)刻的值e=Emsin t，i=Imsin t計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況峰值最大的瞬時(shí)值Em=nBS，討論電容器的擊穿電壓有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值，適用于正余弦式交變電流1計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量如電功、電功

3、率、電熱等2電氣設(shè)備“銘牌上所標(biāo)的一般是有效值3保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值平均值交變電流圖象中圖線與時(shí)間軸所夾的面積與時(shí)間的比值；計(jì)算通過電路截面的電荷量【例題1】多項(xiàng)選擇一線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如下圖。由圖可知 A該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u=100sin50tVB0.01 s末線圈處于中性面的位置C該交流電電壓的有效值為100VD假設(shè)將該交流電壓加在阻值為R=100 的電阻兩端，那么電阻消耗的功率為50 W二求交變電流有效值的方法1公式法利用、計(jì)算，只適用于正余弦式交流電。2利用有效值的定義計(jì)算非正弦式交流電在計(jì)算有效值時(shí)“一樣時(shí)間至少取一個(gè)周期或周期的整

4、數(shù)倍。3利用能量關(guān)系當(dāng)有電能和其他形式的能轉(zhuǎn)化時(shí)，可利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來求有效值?！纠}2】圖甲、圖乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化，圖乙所示的電壓是正弦函數(shù)的一部分。以下說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 A圖甲、圖乙均表示交流電B圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=20sin 100tVC圖乙所示電壓的有效值為20 VD圖乙所示電壓的有效值為10 V三、穩(wěn)固訓(xùn)練1以下所列數(shù)據(jù)不屬于交流電有效值的是 A交流電表的示數(shù) B燈泡的額定電壓C電容器的耐壓值 D保險(xiǎn)絲的額定電流2多項(xiàng)選擇一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢e隨時(shí)間t的變化規(guī)律如下圖，以下說法正確的

5、有 At1時(shí)刻線圈位于中性面Bt2時(shí)刻通過線圈的磁通量最大C電動(dòng)勢的有效值為D一個(gè)周期內(nèi)交變電流的方向改變一次3多項(xiàng)選擇如下圖，一面積為S，電阻為R的N匝矩形線圈處于一個(gè)交變的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律為B=B0sin t。以下說法正確的選項(xiàng)是 A線框中會(huì)產(chǎn)生交變電流B在t=時(shí)刻，線框中感應(yīng)電流到達(dá)最大值C從t=0到t=這一過程中通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量為D假設(shè)只增大變化磁場的頻率，那么線框中感應(yīng)電流的頻率也將增加，但電流的有效值不變4電阻R1、R2與交流電源按照圖a方式連接，R1=10 ，R2=20 。合上開關(guān)S后，通過電阻R2的正弦交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖b所示。那么 A通過R1

6、的電流有效值是1.2 ABR1兩端的電壓有效值是6 VC通過R2的電流最大值是1.2 ADR2兩端的電壓最大值是6 V5圖甲、圖乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化，圖乙所示的電壓是正弦函數(shù)的一部分。以下說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 A圖甲、圖乙均表示交流電B圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=20sin 100t VC圖乙所示電壓的有效值為20 VD圖乙所示電壓的有效值為10 V6如下圖是一交變電流的it圖象，那么該交變電流的有效值為 A4 A B2 ACA D A7多項(xiàng)選擇小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如下圖。此線圈與一個(gè)R

7、=9 的電阻構(gòu)成閉合電路，線圈自身的電阻r=1 ，以下說法正確的選項(xiàng)是 A交變電流的周期為0.2 sB交變電流的頻率為2.5 HzC發(fā)電機(jī)輸出的電壓有效值為D發(fā)電機(jī)輸出的電功率為18 W8如下圖，一面積為S、匝數(shù)為N、電阻為r的矩形線圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞OO軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R電表均為理想電表，求：1以圖示位置開場計(jì)時(shí)，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢e隨時(shí)間t變化的表達(dá)式；2電壓表的讀數(shù)U和電流表讀數(shù)I；3線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，外力對(duì)線框做的功W。9以下關(guān)于交流的幾種說法中，正確的選項(xiàng)是 A交流電器設(shè)備上所標(biāo)的電壓、電流值是峰值B交流電流表和交流電壓表的

8、值是瞬時(shí)值C交流電流表和交流電壓表的值是峰值D跟交流有一樣熱效應(yīng)的直流的值是交流的有效值10多項(xiàng)選擇圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為程度方向的勻強(qiáng)磁場，A為交流電流表，線圈繞垂直于磁場的程度軸OO沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開場計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，以下判斷正確的選項(xiàng)是 A電流表的示數(shù)為10 AB線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50 rad/sC0.01 s時(shí)線圈平面與磁場方向平行D0.02 s時(shí)電阻R中電流的方向自右向左11多項(xiàng)選擇如圖甲所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形金屬線圈abcd的匝數(shù)n=100，線圈的總電阻r=5.0 ，線圈位于勻強(qiáng)磁場中，且線圈平面與磁場方向平行。線圈的兩端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)E、F集流環(huán)焊接在一起，并通過電刷與阻值R=95 的定值電阻連接。現(xiàn)使線圈繞過bc和ad邊中點(diǎn)、且垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸OO以一定的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。穿過線圈的磁通量隨時(shí)間t變化