§5-2 描述交变电流的物理量。
备课组高二物理主编赵杰审核赵杰。
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、难点】
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.
自主学习】学习任务1:阅读教材p34第“周期和频率”部分,完成以下内容。
1.周期和频率。
周期:交变电流完成所需的时间,通常用表示,单位是 。
角速度与频率的关系为。
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。
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0.02s,频率为50hz,电流方向每秒改变次.
学习任务2:阅读教材p35第“峰值和有效值”部分,完成以下内容。
2.峰值(最大值)和有效值。
峰值:交变电流在一个周期内电流或电压所能达到的。
①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.
②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
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220 指的是它的。
正弦交变电流的有效值和峰值之间的关系:iu
注意:任何交变电流都有有效值,但上述关系只限于正弦交变电流,对其他形式的交变电流并不适用.
3、最大值、有效值和平均值的应用。
求电功、平均电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时,要用值计算,求一段时间内通过导体横截面的电量时要用值, =t=
在考虑电容器的耐压值时,则应根据交流电的值。
4、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“ωt+φ”叫做交变电流的。
是t=0时的相位,叫做交变电流的 .
当堂达标】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s.
c.此交流电动势的有效值v
d. s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0.8 s b.它的峰值是4 a
c.它的有效值是2 a d.它的频率是0.8 hz
3.在图所示电路中,a是熔断电流i0=2 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e=220 sin 314t v.为了不使保险丝熔断,可变电阻的阻值应该大于( )
a.110b.110 ω
c.220 ω d.220 ω
4.标有“250 v 0.5 μf”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用( )
a.220sin 100πt v b.220 v照明电路中。
c.380sin 100πt v d.380 v动力电路中。
能力检测】1.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1kω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。
2.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,r=10 ω,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 100πt a
b.通过r的电流ir随时间t变化的规律是ir=cos 50πt a
c.r两端的电压ur随时间t变化的规律是ur=5 cos 100πt v
d.r两端的电压ur随时间t变化的规律是ur=5 cos 50πt v
3.如图所示是一交流电随时间变化的图象,此交变电流的有效值是( )
a ab 5a
c 3. ad 3.5a
4.由交流电动势瞬时值表达式e=10sin4πt(v),可知( )
a.此交流电的频率是4π(hz)
b.此交流电的周期是0.5s
c.当t=0.5s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。
5.如图5-2-5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率为___v .此时线圈平面与中性面的夹角为。
课后反思。