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1、第二节描述交变电流的物理量第二节描述交变电流的物理量课标定位课标定位学学习习目目标标：1.知知道道交交变变电电流流的的周周期期和和频频率率，以以及及它它们之间的关系们之间的关系2知知道道交交变变电电流流和和电电压压的的最最大大值值、瞬瞬时时值值、有有效效值等及其关系值等及其关系3知道我国供电线路交变电流的周期与频率知道我国供电线路交变电流的周期与频率重点难点：重点难点：1.对交变电流的理解和应用对交变电流的理解和应用2计算一些非正弦式交变电流的有效值计算一些非正弦式交变电流的有效值 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第二二节节描描述述交交变变电电流流的的
2、物物理理量量课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案一、周期和频率一、周期和频率1周周期期：交交变变电电流流完完成成_所所需需的的时间，用时间，用_表示，单位是表示，单位是_2频频率率：交交变变电电流流在在1 s内内完完成成_的的次次数，用数，用_表示，单位：表示，单位：_一次周期性变化一次周期性变化T秒秒周期性变化周期性变化f赫兹赫兹二、峰值和有效值二、峰值和有效值1峰峰值值：交交变变电电流流在在一一个个周周期期内内所所能能达达到到的的_，峰峰值值可可以以用用来来表表示示交交变变电电流流的的_或或电电压压的的_，但但不不能能用用来来表表示示交交变变电电流流产产生生的的_峰峰值值在在实
3、实际际中中有有一一定定的的指指导导意意义义，所所有有使使用用交交变变电电流流的的用用电电器器，其其最最大大耐耐压压值值应应_其其使使用用的的交交流流电电压压的的峰峰值值，电电容容器器上上的的标标称称电电压压值值是是电电容器两极间所允许施加电压的容器两极间所允许施加电压的_最大值最大值强弱强弱高低高低热效应热效应不小于不小于最大值最大值2有有效效值值：让让交交流流与与恒恒定定电电流流分分别别通通过过大大小小相相同同的的电电阻阻，如如果果在在交交流流的的一一个个周周期期内内它它们们产产生生的的热热量量相相等等，而而这这个个恒恒定定电电流流是是I、电电压压是是U,我我们们就就把把I、U叫做这个交流的
4、有效值叫做这个交流的有效值在在没没有有特特别别说说明明时时，通通常常所所说说的的交交变变电电流流、电电压压、电电动动势势都都是是指指有有效效值值，交交流流电电流流表表测测量量的的值值也也是是有有效效值值，交交流流用用电电设设备备铭铭牌牌标标出出的的电电压压、电电流流值值也也是是指有效值指有效值正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系：正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系：I_Im，U_Um，E_Em.三、相位三、相位如如图图521所所示示，甲甲、乙乙两两交交流流电电的的表表达达式式分分别别为为：u甲甲Emsint；u乙乙Emsin(t)，其其中中“_”叫叫做做交交变变电电流流的的_，是是t
5、0时时的相位，叫做交变电流的的相位，叫做交变电流的_图图521t相位相位初相位初相位两两支支交交流流的的_叫叫做做它它们们的的相相位位差差例例如如两两支支交交流流电电，u1Emsin(t1)，u2Emsin(t2)，它它们们的的_，但但初初相相位位不不同同，它它们们的的相相位位差差(t2)(t1)_，是是一一个个常常量量，等等于于两两个个初初相相之之差差，不不随随时时间间变变化化，可可以以说说，这这两两支支交交变变电电流流的的变变化化规规律律是是相相同同的的，只只是是_不同不同相位之差相位之差频率相同频率相同21变化步调变化步调核心要点突破核心要点突破一、对有效值的理解、计算方法一、对有效值的
6、理解、计算方法1有效值的理解有效值的理解交交变变电电流流的的有有效效值值是是根根据据电电流流的的热热效效应应定定义义的的，理理解解有有效效值值重重点点在在“等等效效”，“效效果果”相相同同在在定定义义中中体体现现为为相相同同电电阻阻、相相同同时时间间，产产生生相相同同热热量量，交交变变电电流流与与多多大大的的直直流流电电“效效果果”相相同同，有有效效值值就就是是多多大大3几种典型的有效值几种典型的有效值特特别别提提醒醒：铭铭牌牌上上表表示示的的和和电电表表测测量量的的都都是是有有效效值值，电电容容器器所所能能承承受受的的电电压压要要高高于于交交流流电电压压的的峰峰值，否则电容器就可能被击穿值，
7、否则电容器就可能被击穿即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1关于交流关于交流电电的有效的有效值值，正确的，正确的说说法是法是()A对对于于各各种种交交变变电电流流，最最大大值值的的平平方方都都等等于于有有效效值值平方的平方的2倍倍B有效有效值值就是交流就是交流电电在一个周期内的平均在一个周期内的平均值值C交流交流电电的有效的有效值值是根据是根据电电流的流的热热效效应应来定来定义义的的D在在交交流流电电路路中中，交交流流电电流流表表及及交交流流电电压压表表的的读读数表示的均数表示的均为为有效有效值值二、交变电流的四值对比二、交变电流的四值对比特特别别提提醒醒：(1)交交变变电
8、电流流的的平平均均值值不不等等于于有有效效值值，不是初、末状态瞬时值的平均值不是初、末状态瞬时值的平均值(2)交交变变电电流流的的平平均均值值与与交交变变电电流流的的方方向向及及所所取取时时间的长短均有关间的长短均有关(3)计计算算通通过过导导体体某某一一截截面面的的电电荷荷量量时时，只只能能用用交交变电流的平均值变电流的平均值 一正弦交变电流的电压随时间变化的规律一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图如图522所示由图可知所示由图可知()图图522课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一表征交变电流的物理量及其应用表征交变电流的物理量及其应用例例例例1 1【思思路路点点拨拨】本本题题首首先先可
9、可以以从从图图中中得得到到交交变变电电流流的的频频率率和和峰峰值值，然然后后可可由由正正弦弦式式交交变变电电流流峰峰值值与与有有效效值值的的关关系系确确定定其其有有效效值值，最最后后由由有有效效值值计计算算电电阻阻消耗的电功率消耗的电功率【答案】【答案】BD【规规律律总总结结】根根据据函函数数表表达达式式和和图图象象确确定定表表征征交交变变电电流流的的物物理理量量时时，首首先先要要确确定定交交变变电电流流的的周周期期和和峰峰值值，在在此此基基础础上上正正确确运运用用相相关关关关系系式式进进行行分析求解分析求解变变式式训训练练1将将阻阻值值为为5 的的电电阻阻接接到到内内阻阻不不计计的的交交流流
10、电电源源上上，电电源源电电动动势势随随时时间间变变化化的的规规律律如如图图523所示下列说法正确的是所示下列说法正确的是()图图523 某某一一交交流流电电的的电电压压波波形形如如图图524所所示示，求求这这一一交交流流电电的的电电压的有效值压的有效值U.类型二类型二根据图象计算有效值根据图象计算有效值例例例例2 2图图524【思思路路点点拨拨】首首先先根根据据ut图图象象得得出出交交变变电电流流的的周周期期，然然后后根根据据有有效效值值的的定定义义计计算算出出有有效效值值，时间可取一个周期时间可取一个周期变变式式训训练练2如如图图525甲甲为为电电热热毯毯的的电电路路图图，电电热热丝丝接接在
11、在u311sin100t V的的电电源源上上，电电热热毯毯被被加加热热到到一一定定温温度度后后，通通过过装装置置P使使输输出出电电压压变变为为图图乙乙所所示示波波形形,从从而而进进入入保保温温状状态态若若电电阻阻丝丝电电阻阻保保持持不不变变，此此时时交交流流电电压压表表的的读读数是数是()图图525A110 VB156 VC220 V D311 V类型三类型三交变电流交变电流“四值四值”的应用的应用例例例例3 3图图526(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)线线圈圈从从图图示示位位置置转转
12、过过90的的过过程程中中通通过过电电阻阻R的的电量电量【思路点拨】【思路点拨】解答本题时应把握以下三点：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计算电量用交流电的平均值【答案】【答案】(1)50 V35.4 V(2)31.86 V3.54 A(3)0.16 C【规规律律总总结结】在在研研究究交交变变电电流流做做功功、电电功功率率及及产产生生的的热热量量时时只只能能用用有有效效值值；在在研研究究交交变变电电流流通通过过导导体横截面的电荷量时只能用平均值体
13、横截面的电荷量时只能用平均值变变式式训训练练3(2009年年高高考考福福建建理理综综卷卷)一一台台小小型型发发电电机机产产生生的的电电动动势势随随时时间间变变化化的的正正弦弦规规律律图图象象如如图图527甲甲所所示示已已知知发发电电机机线线圈圈内内阻阻为为5.0,现现外外接接一一只只电电阻阻为为95.0 的的灯灯泡泡，如如图图乙乙所所示示，则则()图图527A电压表电压表V的示数为的示数为220 VB电路中的电流方向每秒钟改变电路中的电流方向每秒钟改变50次次C灯泡实际消耗的功率为灯泡实际消耗的功率为484 WD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J知能优化训练知能优化训练