【教案】粤教版高中物理选修（3-2）2.3《表征交变电流的物理量》学案.docVIP

2.3 表征交变电流的物理量 学案（粤教版选修3-2） 1．交变电流完成一次周期性变化的__________称为交变电流的周期．交变电流在1 s内完成周期性变化的________叫做它的频率，周期和频率互为________即____________或____________． 2．让交变电流与恒定电流分别通过________阻值的电阻，如果它们在____________内产生的________相等，这个恒定电流I、电压U的数值就叫做相应交变电流的电流、电压的有效值． 3．正弦式交变电流的峰值和有效值的关系为________________，________________. 4．(双选)某交变电流的方向在1 s内改变100次，则其周期T和频率f分别为(　　) A．T＝0.01 s B．T＝0.02 s C．f＝100 Hz D．f＝50 Hz 5．(双选)一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生交变电流的电动势的图象如图1所示，则(　　) 图1 A．交变电流的频率是4π Hz B．当t＝0时，线圈平面与磁感线垂直 C．当t＝π s时，e有最大值 D．交流电的周期是2π s 6．如图2是一个正弦式交变电流的图象，下列说法正确的是(　　) 图2 A．周期是0.2 s，电流的峰值是10 A B．周期是0.15 s，电流的峰值是10 A C．频率是5 Hz，电流的有效值是10 A D．频率是0.2 Hz，电流的有效值是7.07 A 【概念规律练】 知识点一　交变电流的周期和频率 1．某交变电压随时间的变化规律如图3所示，则此交变电流的频率为________ Hz.线圈转动的角速度是________ rad/s.若将此电压加在10 μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于________ V. 图3 2．我国照明电压的瞬时值表达式为e＝220·sin 100πt V，它的周期是________，频率是________，在1 s内电流的方向改变________次，电压最大值为________． 知识点二　交变电流的峰值和有效值 3．关于交变电流的感应电动势的有效值U和最大值Um，下列说法中正确的是(　　) A．任何形式的交变电流都具有U＝Um/的关系 B．只有正(余)弦式交变电流才具有U＝的关系 C．照明电压220 V、动力电压380 V指的都是最大值 D．交流电压表和交流电流表测的都是最大值 4．电阻R1、R2与交流电源按照图4(a)方式连接，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω.合上开关S后，通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图(b)所示．则(　　) 图4 A．通过R1的电流有效值是1.2 A B．R1两端的电压有效值是6 V C．通过R2的电流最大值是1.2 A D．R2两端的电压最大值是6 V 【方法技巧练】 一、有效值的计算方法 5．如图5所示为一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为多大？ 图5 6．某一交流电的电压波形如图6所示，求这一交流电的电压有效值U. 图6 二、瞬时值、最大值、有效值与平均值的应用技巧 7．如图7所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，在线圈由图示位置转过90°的过程中，求： 图7 (1)通过电阻R的电荷量q； (2)电阻R上产生的焦耳热Q. 8．在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线圈绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动，已知线圈的匝数为n＝100匝，边长为20 cm，电阻为10 Ω，转动频率f＝50 Hz，磁场的磁感应强度为0.5 T．求： (1)外力驱动线圈转动的功率． (2)转至线圈平面与中性面的夹角为30°时，线圈产生的感应电动势及感应电流的大小． (3)线圈由中性面转至与中性面成30°夹角的过程中，通过线圈横截面的电荷量． 参考答案 课前预习练 1．时间　次数　倒数　T＝　f＝ 2．相同　相同时间　热量 3．I＝　U＝ 4．BD　[由于正弦式交变电流每周期内方向改变两次，所以其频率为50 Hz，由T＝得T＝0.02 s．] 5．BD 6．A　[由图象可知T＝0.2 s，Im＝10 A，故频率f＝＝5 Hz，I＝＝5 A＝7.07 A．A正确，B、C、D错误．] 课堂探究练 1．50　100π　200 解析　由图象可知此正弦交变电压的峰值Um＝200 V，周期T＝0.02 s，频率f＝＝50 Hz；ω＝＝ rad/s＝100π rad/s.将该电压加在电容器上，电容器的耐压值不应小于200 V. 点评　交变电流完成一次周期性变化所需的时间叫周期；交变电流在1 s内完成周期性变化的次数叫频率．周期(T)和频率(f)的