2017教科版高中物理選修（3-2）第2章 第2節(jié)《描述交流電的物理量》word學(xué)案

1、學(xué)案 學(xué)案 2 描述交流電的物理量 描述交流電的物理量[目標(biāo)定位] 1.掌握交變電流的周期、頻率、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度三者之間的關(guān)系.2.能理解電流的有效值是與熱效應(yīng)有關(guān)的量，而平均值只是簡(jiǎn)單意義的平均.3.掌握交變電流有效值與峰值的關(guān)系，會(huì)進(jìn)行有效值的計(jì)算．一、周期和頻率[問題設(shè)計(jì)]如圖 1 所示，這個(gè)交變電流的周期是多少？頻率是多少？圖 1答案 周期 T＝0.02 s；頻率 f＝50 Hz.[要點(diǎn)提煉]1．周期(T)：交變電流完成一次周期

2、性變化所需的時(shí)間，用 T 表示，單位是秒．2．頻率(f)：交變電流在 1 s 內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，用 f 表示，單位是赫茲，符號(hào)是 Hz.3．轉(zhuǎn)速(n)：線圈單位時(shí)間(1 s 或 1 min)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，單位是 r/s 或 r/min.4．各物理量之間的關(guān)系：f＝ ω＝ ＝2πf ω＝2πn(n 的單位為 r/s)1T2πT5．我國(guó)電網(wǎng)中交變電流的周期是 0.02 s，頻率是 50 Hz.二、峰值 有效值[問題設(shè)計(jì)]1．圖 2 是

3、通過一個(gè) R＝1 Ω 的電阻的電流 i 隨時(shí)間變化的曲線．這個(gè)電流不是恒定電流．(1)怎樣計(jì)算 1 s 內(nèi)電阻 R 中產(chǎn)生的熱量？(2)如果有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過這個(gè)電阻 R，也能在 1 s 內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱量，這個(gè)電流是多大？例 1 一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖 3 所示，由圖可知( )圖 3A．該交流電的電壓的有效值為 100 VB．該交流電的頻率為 25 HzC．該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為 u＝100

4、sin (25t) VD．并聯(lián)在該電壓兩端的電壓表指針不停擺動(dòng)解析 根據(jù)題圖可知該交流電的電壓的最大值為 100 V，周期為 4×10－2 s，所以頻率為 25 Hz，A 錯(cuò)，B 對(duì)；而 ω＝2πf＝50π rad/s，所以 u＝100sin (50πt) V，C 錯(cuò)；交流電壓表的示數(shù)為交流電的有效值而不是瞬時(shí)值，不隨時(shí)間變化，D 錯(cuò)．答案 B二、正弦交變電流有效值的計(jì)算例 2 一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變

5、化的正弦規(guī)律圖像如圖 4 甲所示．已知發(fā)電機(jī)線圈的內(nèi)阻為 5.0 Ω，外接一只電阻為 95.0 Ω 的燈泡，如圖乙所示，則 ( )圖 4A．電壓表 的示數(shù)為 220 VB．電路中的電流方向每秒鐘改變 50 次C．燈泡實(shí)際消耗的功率為 484 WD．發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為 24.2 J解析 電壓表示數(shù)為燈泡兩端電壓的有效值，由題圖知電動(dòng)勢(shì)的最大值 Em＝220V，有效值 E 2＝220 V，燈泡兩端電壓 U＝ ＝209