20170326高二物理第二章第二讲：表征交变电流的物理量(教师)

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20170326高二物理第二章第二讲：表征交变电流的物理量(教师)

　　高二物理电磁感应和交变电流复习学案

　　第二章第三节：表征交变电流的物理量（教师）

　　一、交变电流的周期和频率

　　1．周期：交变电流完成一次周期性变化的时间称为交变电流的周期，通常用T表示，单位是s.

　　2．频率：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，叫做它的频率，通常用f表示，单位是赫兹，简称赫，符号是Hz.

　　113．周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量，关系为Tf＝. fT

　　二、交变电流的峰值和有效值

　　1．峰值：交变电流的峰值是指在一个周期内所能达到的最大数值．交变电流的电动势、电流和电压的峰值分别用Em、Im和 Um表示．

　　2．有效值：交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的．让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果它们在相同时间内产生的热量相等，这一恒定电流的数值就是相应交变电流的有效值．正弦式交流电的有效值与峰值之间的关系是：

　　3.平均值 EmUI,U?m,I?m. 222

　　?Φ计算出的电动势的平均值。某段时间内的交流的平均值一般不等于这段时间始、?t用公式E?N

　　末时刻瞬时值的算术平均值。

　　注意：

　　1、我们平时所说的交变电流的大小、各种使用交变电流的电气设备所标注的额定电压和额定电流的数值，指的是有效值。

　　2、一般交流电流表和交流电压表测出的数值，指的都是有效值．

　　3、在计算交流通过导体产生的热量、热功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值，

　　4、在计算通过导体的电荷量时，只能用交流电的平均值，

　　5、在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流的峰值。

　　例题1、一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知( )

　　A．该交流电的电压的有效值为100 V

　　B．该交流电的频率为25 Hz

　　C．该交流电压瞬时值的表达式为u＝100sin 25t V

　　D．并联在该电压两端的电压表指针不停摆动

　　 20170326高二物理第二章第二讲：表征交变电流的物理量(教师)1

　　选修3-2第二章 1

　　高二物理电磁感应和交变电流复习学案

　　变式1、一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图4甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则 ( )

　　A．电压表的示数为220 V

　　B．电路中的电流方向每秒钟改变50次

　　C．灯泡实际消耗的功率为484 W

　　D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J

　　例题2．如图是通过一个R＝1 Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线．这个电流不是恒定电流．

　　(1)怎样计算1 s内电阻R中产生的热量？

　　(2)如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也能在1 s内产生同样的热，这个电流是多大？

　　答案 (1)Q＝I1Rt1＋I2Rt2＝410.5 J＋210.5 J＝10 J

　　(2)由Q＝IRt得I＝ 22222Q＝ Rt10＝10 A 11变式2、如图5所示是一交变电流随时间变化的图象，求此交变电流的有效值．

　　解析设该交变电流的有效值为I′，直流电的电流强度为I，让该交变电流和直流电分别通过同一电阻(阻值为R)，在一个周期(T＝0.2 s)内，该交变电流产生的热量：

　　2Q′＝I2

　　1Rt1＋I2Rt2

　　＝(42)R0.1＋(－32)R0.1＝5R

　　在一个周期内直流电通过该电阻产生的热量 22

　　Q＝I2RT＝0.2I2R.

　　由Q＝Q′得，0.2IR＝5R，解得I＝5 A，即此交变电流的有效值I′＝I＝5 A 2

　　课堂练习

　　1．如图6是某种正弦式交流电压的波形图，由图可确定该电压的 ( )

　　A．周期是0.01 s

　　B．最大值是220 V

　　C．有效值是220 V

　　D．表达式为u＝220sin (100πt) (V)

　　2、一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T.从

　　1中性面开始计时，当t＝时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V，则此交变电流的有效值为( ) 12

　　A．22 V B．2 V C.2 V D.2

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　　选修3-2第二章 2

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