教科版高中物理选择性必修第二册第三章交流电2正弦交变电流的描述课件（48页ppt）

(共48张PPT)
第三章　交流电
2.正弦交变电流的描述
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核心素养：1.理解交变电流的瞬时值和最大值的含义；了解交变电流的相位和初相位 及其物理意义. 2.通过交变电流的有效值进行理论推导，培养学生应用数学工具解决 物理问题的能力. 3.了解家庭电路的电压.
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研习任务一　周期和频率
合作　讨论
如图所示的交变电流完成一次周期性变化需要多长时间？在1 s内完成多少次周 期性变化？
提示：由图可知完成一次周期性变化需要0.02 s，1 s内完成50次周期性变化.
教材　认知
1. 周期
2. 频率
（2）国际单位：赫兹（Hz），简称赫.
周期性变化　
T　
秒（s）　
越慢　
比　
f　
越快　
单位时间　
ω　
越快　
单位时间　
n　
越快　
研习　经典
BD
A. 此交变电流的频率为0.2 Hz
B. 1 s内电流方向变化10次
C. t＝0.1 s时，线圈平面与磁场方向平行
D. 1 s内线圈转5圈
解析：由题图可知T＝0.2 s，故f＝5 Hz，即1 s内完成5个周期，线圈转5圈，每转1圈 电流方向改变2次，则1 s内电流方向变化10次，故A错误，B、D正确；在t＝0.1 s 时，e＝0，所以线圈平面与磁场方向垂直，故C错误.
名师点评
　　此类问题主要考查基本概念的掌握，解决这类问题要注意以下两个方面：一是培 养从图像获得信息的能力，二是掌握物理量基本概念，及物理量之间的关系.
对应　训练
A. t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直
B. t＝0.5T时刻，磁通量最大
C. 该交变电流的频率为100 Hz
D. 该线圈转动角速度为100π rad/s
BD
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研习任务二　峰值　有效值
合作　讨论
如图所示是通过一个R＝1 Ω的电阻的电流i随时间t变化的图像.这个电流不是恒 定电流.
（1）试计算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 样的热量，这个电流是多大？
教材　认知
1. 峰值
（2）关于峰值的说明
②电容器、二极管等元件在交流电路中使用时，要注意交流电压的峰值不能超过它们 所能承受的电压，否则就有被击穿而损坏的危险.
最大值　
2. 有效值
（1）如图是通过一个R＝1 Ω的电阻的电流i随时间t变化的图像.
10 J　
同一电阻　
一个周期
内　
热量相等　
3. 关于有效值的说明
（2）在非正弦交变电流中，必须根据电流的热效应求解有效值.
（3）以下情况均指有效值.
①交流用电器上标出的额定电压和额定电流；
②一般交流电流表和交流电压表的读数；
③保险丝的熔断电流及一切与热有关的交变电流的功、功率、热量等；
注意：以后提到的交变电流的数值，若没有特殊说明，均指有效值.
0.707Em　
0.707Um　
0.707Im　
研习　经典
A. 10 A B. 5 A C. 15 A D. 8.7 A
D
对应　训练
A. 12 V
C. 15 V
B
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研习任务三　正弦交变电流的公式和图像
合作　讨论
教材　认知
3. u－t图像
正弦　
研习　经典
D
A. 两次t＝0时刻线圈平面与中性面垂直
B. 曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3
C. 曲线a表示的交变电动势频率为50 Hz
对应　训练
C
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课时作业（十）
[基础训练]
A. 在一个周期内正弦式交变电流的方向只改变一次
B. 电风扇铭牌上标出的电压值和电流值都是指有效值
C. 某正弦式交流电压的最大值为311 V，则该交流电压最小值为－311 V
D. 用交流电流表或交流电压表测交流电流或电压时，测量的是交流电流或电压的最 大值
解析：在一个周期内正弦式交变电流的方向改变两次，故A错误；电风扇铭牌上标出 的电压值和电流值都是指有效值，故B正确；正弦式交流电压的最大值为311 V，最小 值为零，故C错误；交流电流表和交流电压表测量的是有效值，故D错误.
B
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A. 交变电流能通过电容器
B. 电容器具有通直流、阻交流的作用
C. 电容器电容较小，它具有通高频、阻低频的作用
D. 电容器的电容越大、交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小
解析：电容器“通交流、隔直流”，但对交流电有阻碍作用，电容越大，频率越高， 容抗越小，故A、C、D正确，不符合题意，B错误，符合题意.
B
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甲 乙
A. 3∶1 B. 1∶2
C. 2∶1 D. 4∶3
B
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A. A1示数变大、A2示数变大、A3示数变大
B. A1示数不变、A2示数变大、A3示数变小
C. A1示数不变、A2示数变小、A3示数变大
D. A1示数不变、A2示数变小、A3示数变小
C
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B. 将该电压加在110 Ω的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为110 W
C. 交流电的频率为60 Hz，电流方向每秒改变60次
D. 当t＝0.1 s时电压表瞬间示数为0
B
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A
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A. 线圈消耗的电功率为4 W
B. 线圈中感应电流的有效值为2 A
AD
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[能力提升]
A. 通过该电阻的电荷量为90 C
C. 电流流过电阻产生的焦耳热为150 J
D. 通过电阻电流的有效值为1.5 A
C
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A. 两线圈产生的电动势的有效值相等
B. 两线圈产生的交变电流频率相等
C. 两线圈产生的电动势同时达到最大值
D. 两电阻消耗的电功率相等
B
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甲 乙
B. 电灯恰好正常发光
C. 电容器有可能被击穿
BC
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答案：（1）50 V　
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（2）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
答案：（2）e＝50sin 10πt（V）　
解析：（2）感应电动势的瞬时值表达式为
e＝Emsin ωt＝50sin 10πt（V）.
（3）电路中理想电压表和理想电流表的示数各是多少？
答案：（3）31.82 V　3.54 A
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12. 如图所示，一个面积为S、匝数为N的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，角速 度为ω，ab的左侧有垂直于纸面向里（与ab垂直）的匀强磁场，磁感应强度为B，M和 N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计.求从图示位置 开始计时：
（1）电流表的示数；
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解析：（1）线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流.
此交变电动势的最大值为Em＝NBSω，
设此交变电动势在一个周期内的有效值为E，
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