教科版高中物理选修3-2：《描述交流电的物理量》课件1-新版.ppt

1、课课 标标 解解 读读重重 点点 难难 点点1.了解描述交变电流的物了解描述交变电流的物理量，周期、频率、有效理量，周期、频率、有效值和相位等物理概念值和相位等物理概念2.了解有效值的定义方了解有效值的定义方法，能从物理意义上区分法，能从物理意义上区分有效值和平均值有效值和平均值3.掌握正弦式交变电流的掌握正弦式交变电流的有效值和最大值之间的关有效值和最大值之间的关系，会求解特殊形式电流系，会求解特殊形式电流的有效值的有效值.1.描述交变电流的物理量，周描述交变电流的物理量，周期、频率、有效值和相期、频率、有效值和相位位(重点重点)2.正弦式交变电流的最大值和正弦式交变电流的最大值和有效值间的

2、关系求解交变电有效值间的关系求解交变电流的有效值流的有效值(重点重点)3.求解交变电流的有效值求解交变电流的有效值(难难点点)4.理解交变电流的有效值、相理解交变电流的有效值、相位、初相位和相位差位、初相位和相位差(难点难点)1.基本知识基本知识(1)周期：交变电流完成周期：交变电流完成 所需的时间，所需的时间，用符号用符号T表示，单位是表示，单位是(2)频率：交变电流在频率：交变电流在1 s内完成周期性变化的内完成周期性变化的 ；用；用f表示，单位是表示，单位是 周期和频率周期和频率 一次周期性变化一次周期性变化秒秒(s)次数次数赫兹赫兹(Hz)2f变化快慢变化快慢2思考判断思考判断(1)我

3、国生活用交流电的周期是我国生活用交流电的周期是0.02 s，频率是，频率是50 Hz.()(2)我国所使用的交流电在我国所使用的交流电在1 s内，电流的方向改变内，电流的方向改变50次次()3探究交流探究交流我们日常照明用电是交变电流，为什么电灯并不闪烁，我们日常照明用电是交变电流，为什么电灯并不闪烁，好像通过的是恒定电流？好像通过的是恒定电流？【提示提示】因为电流大小方向变化得太快，也就是说因为电流大小方向变化得太快，也就是说照明用电的频率大，因此人眼感觉不到变化照明用电的频率大，因此人眼感觉不到变化.1.基本知识基本知识(1)峰值峰值概念：交变电流的电压和电流在一个周期内所能达到概念：交变

4、电流的电压和电流在一个周期内所能达到的的 ，分别称为电压和电流的峰值，用符号，分别称为电压和电流的峰值，用符号 和和 表示表示应用：电容器、二极管在使用时要注意让它们所能承应用：电容器、二极管在使用时要注意让它们所能承受的电压高于交流电压的受的电压高于交流电压的 峰值和有效值峰值和有效值 最大值最大值UmIm峰值峰值(2)有效值有效值概念：如果交流电与某一直流电通过同一概念：如果交流电与某一直流电通过同一，在，在相同的时间内所产生的相同的时间内所产生的 相等，那么这个相等，那么这个 电的电流电的电流和电压值就分别称为相应和电压值就分别称为相应交流交流电的电流和电压的有效值电的电流和电压的有效值

5、应用应用a交流用电器铭牌上所标的交流用电器铭牌上所标的 电压电压(电流电流)均是指有均是指有效值效值b交流电压表交流电压表(电流表电流表)测出的数值是测出的数值是值值c无特别说明时提到的交变电流的数值无特别说明时提到的交变电流的数值(通常值通常值)也是指也是指值值电阻电阻热量热量直流直流额定额定有效有效有效有效IU3探究交流探究交流在用有效值的定义计算时，在用有效值的定义计算时，“相同时间相同时间”应取多长时应取多长时间？间？【提示提示】在计算有效值时，在计算有效值时，“相同时间相同时间”至少应为至少应为一个周期，或一个周期的整数倍一个周期，或一个周期的整数倍.交变电流有效值的理解和计算交变电

6、流有效值的理解和计算 1对交变电流有效值的理解对交变电流有效值的理解(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的(2)等效是指恒定电流和交变电流，在相同的时间内，在等效是指恒定电流和交变电流，在相同的时间内，在相同的电阻上产生的热量相同相同的电阻上产生的热量相同(3)通常所说的交变电流的电压、电流，用电表测量的交通常所说的交变电流的电压、电流，用电表测量的交变电流的电压、电流，以及用电器的额定电压、额定电流，变电流的电压、电流，以及用电器的额定电压、额定电流，还有保险丝的熔断电流，都是指其有效值还有保险丝的熔断电流，都是指其有效值3几种常见交变电流的有

7、效值几种常见交变电流的有效值(2013重庆一中高二检测重庆一中高二检测)如图如图221所示为所示为一交变电流的图像，则该交变电流的有效值为一交变电流的图像，则该交变电流的有效值为()图图221【审题指导审题指导】电流在前半个周期内按正弦式电流变电流在前半个周期内按正弦式电流变化，后半个周期内为恒定电流，从而按电流的热效应分段计化，后半个周期内为恒定电流，从而按电流的热效应分段计算求电流的有效值算求电流的有效值【答案答案】B 1如图如图222所示一交流电的电流随时间而变化的图所示一交流电的电流随时间而变化的图像，此交流电的有效值是像，此交流电的有效值是()图图222【答案答案】D 【问题导思问题

8、导思】1这四个值的物理含义是什么？这四个值的物理含义是什么？2这四个值各有什么重要关系？这四个值各有什么重要关系？3这四个值各自适用于什么情况？这四个值各自适用于什么情况？交变电流交变电流“四值四值”的理解的理解 交变电流交变电流“四值四值”辨析辨析图图223 (1)转动中感应电动势的最大值和有效值；转动中感应电动势的最大值和有效值；(2)电路中交流电压表和电流表的示数；电路中交流电压表和电流表的示数；(3)线圈从图示位置转过线圈从图示位置转过90的过程中通过电阻的过程中通过电阻R的电的电量量【审题指导审题指导】审题时应注意以下问题：审题时应注意以下问题：(1)线圈电阻线圈电阻r1，相当于电源

9、内阻，相当于电源内阻(2)电流表、电压表的示数为有效值电流表、电压表的示数为有效值(3)求通过求通过R的电量用电流的平均值计算的电量用电流的平均值计算【答案答案】(1)50 V 35.4 V(2)31.86 V 3.54 A(3)0.16 C2在匀强磁场中，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转在匀强磁场中，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图轴匀速转动，如图224甲所示，产生的交变电动势的图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则像如图乙所示，则()甲甲 乙乙图图224At0.005 s时线框的磁通量变化率为零时线框的磁通量变化率为零Bt0.01 s时线框平面与中性面重合时线框平面与中

10、性面重合C线框产生的交变电动势有效值为线框产生的交变电动势有效值为311 VD线框产生的交变电动势频率为线框产生的交变电动势频率为100 Hz【答案答案】B实验室里的交流发电机可实验室里的交流发电机可简化为如图简化为如图225所示的模型，正方形所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的线的OO轴匀速转动今在发电机的输出轴匀速转动今在发电机的输出端接一个电阻端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈和理想电压表，并让线圈每秒转每秒转25圈，读出电压表的示数为圈，读出电压表的示数为10 V已知已知R10，线圈电阻忽略不计，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是

11、下列说法正确的是()易错案例警示易错案例警示基本关系不基本关系不清导致错误清导致错误图图225 【答案答案】C 【易错分析易错分析】对易错选项及错误原因具体分析如下：对易错选项及错误原因具体分析如下：易错选项易错选项错误原因错误原因A项项线圈在匀强磁场中转动时，磁通量和磁通量线圈在匀强磁场中转动时，磁通量和磁通量的变化率混淆，错误的认为磁通量为零时，的变化率混淆，错误的认为磁通量为零时，磁通量的变化率也为零，因此得出感应电动磁通量的变化率也为零，因此得出感应电动势为零，感应电流为零势为零，感应电流为零D项项在计算电功、电功率时错用交变电流的最大在计算电功、电功率时错用交变电流的最大值值.1下列

12、提到的哪一个不是指交流电的有效值下列提到的哪一个不是指交流电的有效值()A交流电路中交流电压表的读数交流电路中交流电压表的读数B电工工具上标明的耐压数值电工工具上标明的耐压数值C保险丝的熔断电流保险丝的熔断电流D家用电器家用电器(如灯泡如灯泡)上标明的额定电压值上标明的额定电压值【解析解析】电工工具上标明的耐压数值为最大值，交电工工具上标明的耐压数值为最大值，交流电压表读数、保险丝熔断电流、平时常说的电压和电流、流电压表读数、保险丝熔断电流、平时常说的电压和电流、电器上标注的电压和电流都为有效值，故选电器上标注的电压和电流都为有效值，故选B.【答案答案】B【答案答案】B3如图如图226是一个正

13、弦式交变电流的图像，下列说是一个正弦式交变电流的图像，下列说法正确的是法正确的是()图图226A周期是周期是0.2 s，电流的峰值是，电流的峰值是10 AB周期是周期是0.15 s，电流的峰值是，电流的峰值是10 AC频率是频率是5 Hz，电流的有效值是，电流的有效值是10 AD频率是频率是5 Hz，电流的有效值是，电流的有效值是7.07 A【答案答案】AD4一只一只“220 V 100 W”的灯泡接在的灯泡接在u311sin 314t V的交变电源上，则下列判断正确的是的交变电源上，则下列判断正确的是()A灯泡能正常发光灯泡能正常发光B与灯泡串联的电流表的示数为与灯泡串联的电流表的示数为0.5 AC与灯泡并联的电压表的示数为与灯泡并联的电压表的示数为220 VD通过灯泡的电流的表达式为通过灯泡的电流的表达式为i0.64sin 314t A【答案答案】ACD图图227(1)若从线圈通过如图示位置开始计时，写出电动势的瞬若从线圈通过如图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；时表达式；(2)电压表的示数；电压表的示数；(3)在在1分钟内外力驱动线圈转动所做的功分钟内外力驱动线圈转动所做的功