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1、5.2 描述交变电流的物理量班级 姓名 ， 1课时 使用时间 一 学习目标 1理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系，知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小2理解什么是交变电流的最大值和有效值，知道它们之间的关系重点：交变电流的有效值难点：对交变电流有效值的理解和相关的计算二、自学检测（一）周期和频率（1）周期：交变电流完成 所需的时间，通常用 表示，单位是 。 （2）频率：交变电流在 内完成周期性变化的次数，通常用 表示，单位是 。角速度与频率的关系为 。（3）周期和频率的关系： 。（ 注：转速n的单位是转每秒（ r/s） ）（4）我国工农业及生活用电的周期为002s，频率为50Hz
2、，电流方向每秒改变 次（二）峰值（最大值）和有效值（1）峰值：交变电流在一个周期内电流或电压所能达到的 。最大值在实际中有一定的指导意义，所有使用交流的用电器，其最大耐值应大于其使用的交流电压的最大值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值Em= （2）有效值：根据电流的 来规定。让交变电流和恒定电流通过相同的 ，如果它们在一个周期内产生 ，则这个恒定电流I、电压U叫做这个交流电流的有效值。 人们常说的家庭电路的电压是220V指的是它的 （3）正弦交变电流的有效值和峰值之间的关系：I= ，U= 。注意：任何交变电流都有有效
3、值，但上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式交变电流并不适用（三）相位如图所示，甲、乙两交流电的表达式分别为：u甲 ；u乙 ，其中“t”叫做交变电流的 是t0时的相位，叫做交变电流的 三、合作探究任务一周期和频率请同学们阅读教材，回答下列问题：（1）什么叫交变电流的周期？（2）什么叫交变电流的频率？（3）它们之间的关系是什么？（4）我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？归纳小结1.交变电流完成一次周期性的变化所用的时间，叫做交变电流的周期，用T表示。2交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率，用f表示。T=1/f我国使用的交变电流频率f=50 Hz，周期T=0。02 s。例
4、1、 如图所示，这个交流电的周期是多少？频率是多少？ 任务二1、交变电流的峰值（Em，Im，Um）交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流或电压变化幅度。演示电容器的耐压值将电容器（8 V，500F）接在学生电源上充电，接8 V电压时电容器正常工作，接16 V电压时，几分钟后闻到烧臭味，后听到爆炸声。电容器的耐压值是指能够加在它两端的最大电压，若电源电压的最大值超过耐压值，电容器可能被击穿。但是交变电流的最大值不适于表示交变电流产生的效果，在实际中通常用有效值表示交变电流的大小。2有效值（E、I、U）让交变电流和直流电通过同样的电阻，如果它们在相同时间
5、内产生热量相等，把直流电的值叫做交变电流的有效值。通常用大写字母U、I、E表示有效值。正弦交变电流的最大值与有效值有以下关系：I=0.707Im U=0.707Um强调（1）各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值。（2）交变电流表（电压表或电流表）所测值为有效值。（3）计算交变电流的功、功率、热量等用有效值。【例2】 交变电流电压表达式为u=20 sin314t V，求这个交变电压的最大值Um、有效值U、周期T、频率f画出交变电流的u-t图象【例3】 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=2 T，匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO匀速转动，角速度=200 rad/s。已知ab=0.1 m
6、，bc=0.2 m，线圈的总电阻R=40，试求：（1）感应电动势的最大值，感应电流的最大值；（2）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；（3）当t=30时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？（4）线圈从图示位置转过的过程中，感应电动势的平均值是多大？【当堂训练】1由交变电动势的瞬时表达式V可知（ ）A此交流的频率是 B此交流的周期是sC此交流电动势的有效值V Ds时，该交流电动势达最大值2有一交变电流如下图所示，则由此图象可知（ ）A它的周期是08 s B它的峰值是4 AC它的有效值是2 A D它的频率是08 Hz3在图所示电路中，A是熔断电流I
7、02 A的保险丝，R是可变电阻，S是交流电源交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e220 sin 314t V为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于（ ）A110 B110 C220 D220 4标有“250 V05 F”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用（ ）A220sin 100t V B220 V照明电路中 C380sin 100t V D380 V动力电路中5正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R10 ，交流电压表的示数是10 V图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象则（ ）A通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR cos 100t AB通过
8、R的电流iR随时间t变化的规律是iR cos 50t ACR两端的电压uR随时间t变化的规律是uR5 cos 100t VDR两端的电压uR随时间t变化的规律是uR5 cos 50t V6由交流电动势瞬时值表达式e=10sin4t（ V），可知（ ）A此交流电的频率是4（ Hz） B此交流电的周期是05sC当t=05s时，此交流电动势有最大值 D当t=0时，产生此交流电的线圈平面与中性面重合7如图所示为照明用交流电压e与时间t的关系图象电压的最大值为 _V有效值为_V电压变化周期为 s频率为 Hz 角速度为 rad/s 瞬时值表达式为_ V t=时刻电压瞬时值为 V此时穿过线圈平面磁通量的变化
9、率为_V 此时线圈平面与中性面的夹角为_ 8电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频率是_Hz。若将该电压加在10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_V；若将该电压加在一阻值为1K的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于_A。9如图所示，匀强磁场B=01 T，所用矩形线圈的匝数N=100，边长ab=02 m，bc=05 m，以角速度=100 rad/s绕OO轴匀速转动，当线圈平面通过中性面时开始计时，试求：（1）线圈中感应电动势的大小；（2）由t=0至t=过程中的平均电动势值四检测清盘t/S0mt1-mt4t2t3t5乙cbadB甲
10、1、如图甲中所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量随时间t变化的规律如图乙所示，下列论述正确的是（ ）A、t1时刻线圈中感应电动势最大；B、t2时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直；C、t3时刻线圈平面与中性面重合；D、t4 、t5时刻线圈中感应电流方向相同2、已知交变电流i=Imsint,线圈从中性面开始转动，转动了多长时间，其瞬时值等于有效值（ ） A、 2 / B、/ 2 C、/ 4 D、/ 2UVAL3、在如图所示电路图中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压u=sin100t V，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下列说法正确的是（ ） A、电流表示数增大 B、电压表示数增大C、灯泡变暗 D、灯泡变亮4abcdOORBV如图所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数N=100，线圈电阻r=3，ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感应强度B=0.5T，电阻R=311，当线圈以n=300r/min的转速匀速转动时，求：、感应电动势的最大值；、t=0时刻，线圈在图示位置，写出此交变电流电动势的瞬时值表达式；、此电压表的示数是多少？五、学有所得
