2011高二物理：5.2描述交变电流的物理量课件(人教版选修3-2).ppt

第二节 描述交变电流的物理量 课标课标 定位 学习习目标标：1.知道交变电变电 流的周期和频频率，以及 它们们之间间的关系 2知道交变电变电 流和电压电压 的最大值值、瞬时值时值 、有 效值值等及其关系 3知道我国供电线电线 路交变电变电 流的周期与频频率 重点难难点：1.对对交变电变电 流的理解和应应用 2计计算一些非正弦式交变电变电 流的有效值值 课前自主学案 一、周期和频频率 1周期：交变电变电 流完成_所需的 时间时间 ，用_表示，单单位是_ 2频频率：交变电变电 流在1 s内完成_的次 数，用_表示，单单位：_ 一次周期性变变化 T秒 周期性变变化 f 赫兹兹 二、峰值值和有效值值 1峰值值：交变电变电 流在一个周期内所能达到的 _，峰值值可以用来表示交变电变电 流的_ 或电压电压 的_，但不能用来表示交变电变电 流产产 生的_ 峰值值在实际实际 中有一定的指导导意义义，所有使用交 变电变电 流的用电电器，其最大耐压值应压值应 _其 使用的交流电压电压 的峰值值，电电容器上的标标称电压电压 值值是电电容器两极间间所允许许施加电压电压 的_ 最大值值 强弱 高低 热热效应应 不小于 最大值值 2有效值值：让让交流与恒定电电流分别别通过过大小相同 的电电阻，如果在交流的一个周期内它们产们产 生的热热 量相等，而这这个恒定电电流是I、电压电压 是U,我们们就把 I、U叫做这这个交流的有效值值 在没有特别说别说 明时时，通常所说说的交变电变电 流、电压电压 、电动势电动势 都是指有效值值，交流电电流表测测量的值值也 是有效值值，交流用电设备铭电设备铭 牌标标出的电压电压 、电电流 值值也是指有效值值 正弦式交变电变电 流的有效值值与最大值值之间间的关系： I_Im，U_Um，E_Em. 三、相位 如图图521所示，甲、乙两交流电电的表达式分 别为别为 ：u甲Emsint；u乙Emsin(t)，其中 “_”叫做交变电变电 流的_，是t0 时时的相位，叫做交变电变电 流的_ 图图521 t 相位 初相位 两支交流的_叫做它们们的相位差例如 两支交流电电，u1Emsin(t1)，u2Emsin(t 2)，它们们的_，但初相位不同，它们们 的相位差(t2)(t1) _，是一 个常量，等于两个初相之差，不随时间变时间变 化，可 以说说，这这两支交变电变电 流的变变化规规律是相同的，只 是_不同 相位之差 频频率相同 21 变变化步调调 核心要点突破 一、对对有效值值的理解、计计算方法 1有效值值的理解 交变电变电 流的有效值值是根据电电流的热热效应应定义义的， 理解有效值值重点在“等效”，“效果”相同在定义义 中体现为现为 相同电电阻、相同时间时间 ，产产生相同热热量， 交变电变电 流与多大的直流电电“效果”相同，有效值值就 是多大 3几种典型的有效值值 特别别提醒：铭铭牌上表示的和电电表测测量的都是有 效值值，电电容器所能承受的电压电压 要高于交流电压电压 的峰值值，否则电则电 容器就可能被击击穿 即时应时应 用 (即时时突破，小试试牛刀) 1关于交流电电的有效值值，正确的说说法是( ) A对对于各种交变电变电 流，最大值值的平方都等于有 效值值平方的2倍 B有效值值就是交流电电在一个周期内的平均值值 C交流电电的有效值值是根据电电流的热热效应应来定义义 的 D在交流电电路中，交流电电流表及交流电压电压 表的 读读数表示的均为为有效值值 二、交变电流的四值对比 特别别提醒：(1)交变电变电 流的平均值值不等于有效值值， 不是初、末状态态瞬时值时值 的平均值值 (2)交变电变电 流的平均值值与交变电变电 流的方向及所取时时 间间的长长短均有关 (3)计计算通过导过导 体某一截面的电电荷量时时，只能用交 变电变电 流的平均值值 一正弦交变电变电 流的电压电压 随时间变时间变 化的规规律 如图图522所示由图图可知( ) 图图522 课堂互动讲练 表征交变电流的物理量及其应用 例例1 1 【思路点拨拨】 本题题首先可以从图图中得到交变电变电 流 的频频率和峰值值，然后可由正弦式交变电变电 流峰值值与有 效值值的关系确定其有效值值，最后由有效值计值计 算电电阻 消耗的电电功率 【答案】 BD 【规规律总结总结 】 根据函数表达式和图图象确定表征 交变电变电 流的物理量时时，首先要确定交变电变电 流的周 期和峰值值，在此基础础上正确运用相关关系式进进行 分析求解 变变式训练训练 1 将阻值为值为 5 的电电阻接到内阻不计计的 交流电电源上，电电源电动势电动势 随时间变时间变 化的规规律如 图图523所示下列说说法正确的是( ) 图图523 某一交流电电的电压电压 波形如 图图524所示，求这这一交流电电的 电压电压 的有效值值U. 根据图象计算有效值 例例2 2 图图524 【思路点拨拨】 首先根据ut图图象得出交变电变电 流 的周期，然后根据有效值值的定义计义计 算出有效值值 ，时间时间 可取一个周期 变变式训练训练 2 如图图525甲为电为电 热热毯的电电路图图，电热丝电热丝 接在u 311sin100t V的电电源上，电热电热 毯 被加热热到一定温度后，通过过装置 P使输输出电压变为图电压变为图 乙所示波形, 从而进进入保温状态态若电电阻丝电丝电 阻保持不变变，此时时交流电压电压 表的 读读数是( ) 图图525 A110 V B156 V C220 V D311 V 交变电流“四值”的应用 例例3 3 图图526 (1)转动转动 中感应电动势应电动势 的最大值值和有效值值 (2)电电路中交流电压电压 表和电电流表的示数 (3)线线圈从图图示位置转过转过 90的过过程中通过电过电 阻R 的电电量 【思路点拨拨】 解答本题时应题时应 把握以下三点： (1)由交流电电的瞬时值时值 表达式确定最大值值 (2)电电表示数对应对应 交流电电的有效值值 (3)计计算电电量用交流电电的平均值值 【答案】 (1)50 V 35.4 V (2)31.86 V 3.54 A (3)0.16 C 【规规律总结总结 】 在研究交变电变电 流做功、电电功率及 产产生的热热量时时只能用有效值值；在研究交变电变电 流通 过导过导 体横截面的电电荷量时时只能用平均值值 变变式训练训练 3 (2009年高考福建理综综卷)一台小型发发 电电机产产生的电动势电动势 随时间变时间变 化的正弦规规律图图象 如图图527甲所示已知发电发电 机线线圈内阻为