2012【优化方案】精品课件：物理粤教选修3-2第二章第3节

(共37张PPT)
第三节　表征交变电流的物理量
课标定位
学习目标：
1.知道描述交变电流的物理量有峰值、有效值、瞬时值、平均值、周期、频率．理解这些物理量的意义．
2．会利用有效值的定义求交变电流的有效值．
3．会应用正弦交流电的峰值与有效值的关系进行有关计算．
重点难点：
1.交流电流有效值的定义与计算．
2．描述交变电流的物理量的意义及应用．
第三节
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
课标定位
课前自主学案
一、交变电流的周期和频率
1．周期：交变电流完成一次________变化所需的时间，用T表示，单位是____．
2．频率：交变电流在1s内完成周期性变化的_______，用f表示，单位是_______，符号____.
周期性
秒
次数
赫兹
Hz
3．二者关系：T＝ 或f＝ .
(1)我国民用交变电流：T＝_____s，f＝____Hz，ω＝100π rad/s，电流方向每秒改变_______次．
(2)打点计时器接交流电，T＝______s，所以每________ s打一次点．
0.02
50
100
0.02
0.02
二、交变电流的峰值和有效值
1．峰值
(1)定义：交变电流的电压、电流所能达到的______________．
(2)意义：用来表示电流的_______或电压的_________．
(3)应用：电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值．
最大数值
强弱
高低
2．有效值
(1)定义：让交变电流和恒定电流通过大小相同的电阻，在交流的____________内它们产生的热量_______，这个恒定电流的电流、电压，叫做这个交流的有效值．
一个周期
相等
额定电压
额定电流
3．关系：对于正弦交变电流，有效值I、U与峰值Im、Um之间的关系，I＝______＝0.707 Im、
U＝_____＝0.707 Um.
思考感悟：
交变电流的有效值是不是其在某一段时间的平均值？
提示：不是，有效值不同于平均值，有效值是根据热效应定义的，而平均值是平均效果 ＝n
，例如线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动一周时，平均值为零，而有效值不为零．
核心要点突破
一、有效值的理解与计算
1．有效值的理解
交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，理解有效值重点在“等效”，“效果”相同在定义中体现为相同电阻、相同时间，产生相同热量，交变电流与多大的直流电“效果”相同，有效值就是多大．
2．有效值的计算方法
(1)分段计算交变电流在一个周期内产生的热量Q.
(2)让直流电流(实际上是恒定电流)通过相同的电阻在交变电流的一个周期时间内产生的热量等于Q.如
：Q＝I2RT，或Q＝ T或Q＝ T，相对应的I、U、E即为交变电流、电压、电动势的有效值．
3．几种常见交变电流有效值的计算
电流名称 电流图线 有效值
正弦式交
变电流 I＝
正弦半波
电流 I＝
正弦单向
脉动电流 I＝
矩形脉动
电流 I＝ Im
非对称性
交变电流 I＝
特别提醒：计算有效值时应注意以下几点：
(1)只有正弦式电流才能用I＝ 的关系．
(2)方波式交变电流正负半周最大值不等时，分段计算电热．
(3)应取一个周期或周期的整数倍计算电热．
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
1．(单选)电阻R1、R2与交流电源按照如图2－3－1甲所示方式连接，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω.合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示，则(　　)
图2－3－1
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
二、交变电流的四值对比
特别提醒：(1)交变电流的平均值不等于有效值，不是初、末状态瞬时值的平均值．
(2)交变电流的平均值与交变电流的方向及所取时间的长短均有关．
(3)计算通过导体某一截面的电荷量时，只能用交变电流的平均值．
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
2．(双选)一只低压教学电源输出的交流电压的瞬时值为u＝10 sin 314t V，关于该电源的规格和使用，正确的说法是(　　)
A．这个电源可以使“10 V,2 W”的灯泡正常发光
B．此电源的交流电压的周期是314 s
C．此电源在t＝0.01 s时电压达到峰值
D．这个电源可能把“10 V,2 μF”的电容器击穿
课堂互动讲练
交变电流有效值的计算
有两个完全相同的电热器，分别通以如图2－3－2甲和乙所示的峰值相等的方波交变电流和正弦交变电流．求这两个电热器的电功率之比．
例1
图2－3－2
【思路点拨】　要求两电热器的电功率，应用P＝I2R，I为有效值，根据有效值的定义，先求两交变电流的有效值．
【答案】　2∶1
交流电最大值、平均值和有效值的应用
例2
图2－3－3
【思路点拨】　解答本题时应把握以下三点：
(1)由交流电的瞬时值表达式确定最大值．
(2)电表示数对应交流电的有效值．
(3)计算电量用交流电的平均值．
【答案】　(1)50 V　35.4 V　(2)31.86 V　3.54 A
(3)0.16 C
变式训练　
图2－3－4
交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R.当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：
(1)通过R的电荷量q为多少？
(2)R上产生电热QR为多少？
(3)外力做的功W为多少？
知能优化训练
本部分内容讲解结束
点此进入课件目录
按ESC键退出全屏播放
谢谢使用