25秋金牌学案物理选修二粤教版教师用书13　第三章　第二节　描述交变电流的物理量.docxVIP

PAGE16/NUMPAGES21

第二节描述交变电流的物理量

[学习目标]1．知道交变电流的周期、频率的含义，以及它们相互间的关系．2．知道交变电流的峰值和有效值的意义．经历根据电流的热效应推导交变电流有效值的过程，体会“等效”的科学方法．3．掌握交变电流有效值与峰值的关系，会进行有效值的计算．4．理解交变电流图像的意义，能从图像中获取相关信息．

知识点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叫作它的周期．单位是s．

2．频率：交变电流在1s内完成周期性变化的次数叫频率．单位是Hz．

3．周期T、频率f、角速度ω的关系：ω＝2πT＝2πf，T＝

知识点二交变电流的峰值和有效值

1．峰值：交变电流在一个周期内所能达到的最大值．

2．有效值

(1)定义：交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，这一恒定电流的数值就是相应交变电流的有效值．

(2)应用：

①无特别说明的交变电流的电压、电流值是有效值．

②交流电表测量的交变电流的电压、电流值是有效值．

③交流电气设备铭牌上所标注的额定电压、额定电流指有效值．

3．正弦式交变电流有效值和峰值的关系

E＝Em2≈0.707Em．

I＝Im2≈0.707Im．

U＝Um2≈0.707U

知识点三用图像描述交变电流

1．物理意义：描述交变电流(电动势e、电流i、电压u)随时间t(或角度ωt)变化的规律．

2．正弦式交变电流的图像

1．思考判断(正确的画“√”，错误的画“×”)

(1)一个正弦式电流的峰值同周期、频率一样是不变的，但有效值是随时间不断变化的． (×)

(2)正弦式交变电流的正负两部分是对称的，所以有效值为零． (×)

(3)正弦式交变电流的有效值等于峰值的22．非正弦式交变电流的有效值不一定等于峰值的22． (

(4)只要是交变电流，其峰值就是有效值的2倍． (×)

(5)家用电器铭牌上标注的电流、电压都是指有效值． (√)

2．(多选)某交变电流的方向在1s内改变100次，则其周期T和频率f分别为()

A．T＝0.01s B．T＝0.02s

C．f＝100Hz D．f＝50Hz

[答案]BD

3．(多选)如图所示是一个正弦式交变电流的图像，下列说法正确的是()

A．周期是0.2s，电流的峰值是10A

B．周期是0.25s，电流的峰值是10A

C．频率是5Hz，电流的有效值是10A

D．频率是5Hz，电流的有效值是52A

AD[由题图图像可知，交流电的周期T＝0.2s，频率f＝1T＝5Hz，交流电流的峰值为Im＝10A，有效值I＝Im2＝52A

(1)电磁打点计时器接到干电池上怎样调整也不打点，而接到学生电源的低压交流挡上就顺利打点，且每隔0.02s打一个点．打点计时器打点时间间隔为什么是0.02s？其时间间隔由什么决定？

提示：电磁打点计时器的打点频率与工作电流频率相同，我国生产、生活用电的频率为50Hz，所以打点计时器的打点时间间隔T＝1f＝0.02s

(2)如图甲、乙中电炉烧水，设其他条件都相同，水的质量相等，水的初温相同．若恒定电流用10min把水烧开，而交变电流也用10min把水烧开．两种情况下电阻热量相同吗？交流电电流的有效值是多少？

提示：热量相同；有效值是3A．

考点1交变电流的周期和频率

1．周期和频率的物理意义：交变电流的周期与频率都是描述交变电流变化快慢的物理量．

2．周期T：交变电流完成一次周期性变化的时间，单位是s．周期越大，电流变化越慢；在一个周期内，电流的方向改变2次．

3．频率f：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号为Hz，频率越大，电流变化越快．

4．周期和频率的关系：T＝1f或f＝1

【典例1】关于交变电流的周期和频率，下列说法正确的是()

A．正弦式交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期

B．1s内交变电流出现最大值的次数等于频率

C．交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍

D．50Hz的交变电流，其周期等于0.05s

C[根据周期的定义知选项A错误；因为在一个周期的时间内，交变电流会出现正向和负向最大值各一次，但相邻两个峰值的时间间隔为半个周期，选项B错误；交变电流在一个周期内方向改变两次，即方向变化的频率为交变电流频率的2倍，选项C正确；由周期和频率的关系得T＝1f＝150s＝0.02s

[跟进训练]

1．(多选)某小型发电机产生的交流电动势为e＝50sin100πt(V)．对此电动势，下列表述正确的有()

A．周期是0.02s

B．t＝0时刻线圈平面与中性面重合

C．频率是5Hz

D．最大值是50V

A