人教版物理選修32第5章第2節(jié)描述交變電流的物理量

1、高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件第5章 第二節(jié)描述交變電流的物理量 高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件第二節(jié)描述交變電流的物理量第二節(jié)描述交變電流的物理量高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道交變電流的周期和頻率，以及它知道交變電流的周期和頻率，以及它們之間的關(guān)系們之間的關(guān)系2知道交變電流和電壓的最大值、瞬時(shí)值、有效知道交變電流和電壓的最大值、瞬時(shí)值、有效值等及其關(guān)系值等及其關(guān)系3知道我國(guó)供電線路交變電流的周期與頻率知道我國(guó)供電線路交變電流的周期與頻率重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)：1.對(duì)交變電流的理解和應(yīng)用對(duì)交變電流的理解和應(yīng)用2計(jì)

2、算一些非正弦式交變電流的有效值計(jì)算一些非正弦式交變電流的有效值高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第第二二節(jié)節(jié)描描述述交交變變電電流流的的物物理理量量課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、周期和頻率一、周期和頻率1周期：交變電流完成周期：交變電流完成_所需的所需的時(shí)間，用時(shí)間，用_表示，單位是表示，單位是_2頻率：交變電流在頻率：交變電流在1 s內(nèi)完成內(nèi)完成_的次的次數(shù)，用數(shù)，用_表示，單位：表示，單位：_一次周期性變化一次周期性變化T秒秒周期性變化周期性變

3、化f赫茲赫茲高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件二、峰值和有效值二、峰值和有效值1峰值：交變電流在一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的峰值：交變電流在一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的_，峰值可以用來表示交變電流的，峰值可以用來表示交變電流的_或或電壓的電壓的_，但不能用來表示交變電流產(chǎn)生的，但不能用來表示交變電流產(chǎn)生的_峰值在實(shí)際中有一定的指導(dǎo)意義，所有使用交峰值在實(shí)際中有一定的指導(dǎo)意義，所有使用交變電流的用電器，其最大耐壓值應(yīng)變電流的用電器，其最大耐壓值應(yīng)_其使其使用的交流電壓的峰值，電容器上的標(biāo)稱電壓值用的交流電壓的峰值，電容器上的標(biāo)稱電壓值是電容器兩極間所允許施加電壓的是電容器兩極間所允許施加電壓的_最大值

4、最大值強(qiáng)弱強(qiáng)弱高低高低熱效應(yīng)熱效應(yīng)不小于不小于最大值最大值高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件2有效值：讓交流與恒定電流分別通過大小相同有效值：讓交流與恒定電流分別通過大小相同的電阻，如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量的電阻，如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，而這個(gè)恒定電流是相等，而這個(gè)恒定電流是I、電壓是、電壓是U,我們就把我們就把I、U叫做這個(gè)交流的有效值叫做這個(gè)交流的有效值在沒有特別說明時(shí)，通常所說的交變電流、電壓、在沒有特別說明時(shí)，通常所說的交變電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)都是指有效值，交流電流表測(cè)量的值也是有電動(dòng)勢(shì)都是指有效值，交流電流表測(cè)量的值也是有效值，交流用電設(shè)備銘牌標(biāo)

5、出的電壓、電流值也是效值，交流用電設(shè)備銘牌標(biāo)出的電壓、電流值也是指有效值指有效值正弦式交變電流的有效值與最大值之間的關(guān)系：正弦式交變電流的有效值與最大值之間的關(guān)系：I_Im，U_Um，E_Em.高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件三、相位三、相位如圖如圖521所示，甲、乙兩交流電的表達(dá)式分所示，甲、乙兩交流電的表達(dá)式分別為：別為：u甲甲Emsint；u乙乙Emsin(t)，其中，其中“_”叫做交變電流的叫做交變電流的_，是是t0時(shí)的相位，叫做交變電流的時(shí)的相位，叫做交變電流的_圖圖521t相位相位初相位初相位高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件兩支交流的兩支交流的_叫做它們的相

6、位差例如叫做它們的相位差例如兩支交流電，兩支交流電，u1Emsin(t1)，u2Emsin(t2)，它們的，它們的_，但初相位不同，它們，但初相位不同，它們的相位差的相位差(t2)(t1) _，是一，是一個(gè)常量，等于兩個(gè)初相之差，不隨時(shí)間變化，可個(gè)常量，等于兩個(gè)初相之差，不隨時(shí)間變化，可以說，這兩支交變電流的變化規(guī)律是相同的，只以說，這兩支交變電流的變化規(guī)律是相同的，只是是_不同不同相位之差相位之差頻率相同頻率相同21變化步調(diào)變化步調(diào)高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破一、對(duì)有效值的理解、計(jì)算方法一、對(duì)有效值的理解、計(jì)算方法1有效值的理解有效值的理解交變電流的有

7、效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義的，理交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義的，理解有效值重點(diǎn)在解有效值重點(diǎn)在“等效等效”，“效果效果”相同在定義中相同在定義中體現(xiàn)為相同電阻、相同時(shí)間，產(chǎn)生相同熱量，交變體現(xiàn)為相同電阻、相同時(shí)間，產(chǎn)生相同熱量，交變電流與多大的直流電電流與多大的直流電“效果效果”相同，有效值就是多相同，有效值就是多大大高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件3幾種典型的有效值幾種典型的有效值高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件特別提醒：特別提醒：銘牌上表示的和電表測(cè)量的都是有效銘牌上表

8、示的和電表測(cè)量的都是有效值，電容器所能承受的電壓要高于交流電壓的峰值，電容器所能承受的電壓要高于交流電壓的峰值，否則電容器就可能被擊穿值，否則電容器就可能被擊穿高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)1關(guān)于交流電的有效值，正確的說法是關(guān)于交流電的有效值，正確的說法是()A對(duì)于各種交變電流，最大值的平方都等于有效對(duì)于各種交變電流，最大值的平方都等于有效值平方的值平方的2倍倍B有效值就是交流電在一個(gè)周期內(nèi)的平均值有效值就是交流電在一個(gè)周期內(nèi)的平均值C交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來定義的交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來定義的D在交流

9、電路中，交流電流表及交流電壓表的讀在交流電路中，交流電流表及交流電壓表的讀數(shù)表示的均為有效值數(shù)表示的均為有效值高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件二、交變電流的四值對(duì)比二、交變電流的四值對(duì)比高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件特別提醒：特別提醒：(1)交變電流的平均值不等于有效值，交變電流的平均值不等于有效值，不是初、末狀態(tài)瞬時(shí)值的平均值不是初、末狀態(tài)瞬時(shí)值的平均值(2)交變電流的平均值與交變電流的方向及所取時(shí)交變電流的平均值與交變電流的方向及所取

10、時(shí)間的長(zhǎng)短均有關(guān)間的長(zhǎng)短均有關(guān)(3)計(jì)算通過導(dǎo)體某一截面的電荷量時(shí)，只能用交計(jì)算通過導(dǎo)體某一截面的電荷量時(shí)，只能用交變電流的平均值變電流的平均值高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件 一正弦交變電流的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律一正弦交變電流的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖如圖522所示由圖可知所示由圖可知()圖圖522課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練表征交變電流的物理量及其應(yīng)用表征交變電流的物理量及其應(yīng)用高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件【思路點(diǎn)撥】【思路點(diǎn)撥】本題首

11、先可以從圖中得到交變電流本題首先可以從圖中得到交變電流的頻率和峰值，然后可由正弦式交變電流峰值與有的頻率和峰值，然后可由正弦式交變電流峰值與有效值的關(guān)系確定其有效值，最后由有效值計(jì)算電阻效值的關(guān)系確定其有效值，最后由有效值計(jì)算電阻消耗的電功率消耗的電功率高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件【答案】【答案】BD【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】根據(jù)函數(shù)表達(dá)式和圖象確定表征根據(jù)函數(shù)表達(dá)式和圖象確定表征交變電流的物理量時(shí)，首先要確定交變電流的周交變電流的物理量時(shí)，首先要確定交變電流的周期和峰值，在此基礎(chǔ)上正確運(yùn)用相關(guān)關(guān)系式進(jìn)行期和峰值，在此基礎(chǔ)上正確運(yùn)用相關(guān)

12、關(guān)系式進(jìn)行分析求解分析求解高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1將阻值為將阻值為5 的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的交流電源上，電源電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖交流電源上，電源電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖523所示下列說法正確的是所示下列說法正確的是()圖圖523高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件 某一交流電的電壓波形如圖某一交流電的電壓波形如圖524所示，求這一交流電的電所示，求這一交流電的電壓的有效值壓的有效值U.根據(jù)圖象計(jì)算有效值根據(jù)圖象計(jì)算有效值圖圖524【思路

13、點(diǎn)撥】【思路點(diǎn)撥】首先根據(jù)首先根據(jù)ut圖象得出交變電流圖象得出交變電流的周期，然后根據(jù)有效值的定義計(jì)算出有效值，的周期，然后根據(jù)有效值的定義計(jì)算出有效值，時(shí)間可取一個(gè)周期時(shí)間可取一個(gè)周期高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2如圖如圖525甲為電甲為電熱毯的電路圖，電熱絲接在熱毯的電路圖，電熱絲接在u311sin100t V的電源上，電熱毯的電源上，電熱毯被加熱到一定溫度后，通過裝置被加熱到一定溫度后，通過裝置P使輸出電壓變?yōu)閳D乙所示波形使輸出電壓變?yōu)閳D乙所示波形,從而進(jìn)入保溫狀態(tài)若電

14、阻絲電從而進(jìn)入保溫狀態(tài)若電阻絲電阻保持不變，此時(shí)交流電壓表的阻保持不變，此時(shí)交流電壓表的讀數(shù)是讀數(shù)是()圖圖525高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件A110 VB156 VC220 V D311 V高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件交變電流交變電流“四值四值”的應(yīng)用的應(yīng)用圖圖526高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件(1)轉(zhuǎn)動(dòng)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值和有效值轉(zhuǎn)動(dòng)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值和有效值(2)電路中交流電壓表和電流表的示數(shù)電路中交流電壓表和電流表的示數(shù)(3)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中通過電阻的過程中通過電阻R的電量的電量【思路點(diǎn)撥】【思路點(diǎn)撥】解

15、答本題時(shí)應(yīng)把握以下三點(diǎn)：解答本題時(shí)應(yīng)把握以下三點(diǎn)：(1)由交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式確定最大值由交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式確定最大值(2)電表示數(shù)對(duì)應(yīng)交流電的有效值電表示數(shù)對(duì)應(yīng)交流電的有效值(3)計(jì)算電量用交流電的平均值計(jì)算電量用交流電的平均值高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件【答案】【答案】(1)50 V35.4 V(2)31.86 V3.54 A(3)0.16 C高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】在研究交變電流做功、電功率及產(chǎn)在研究交變電流做功、電功率及產(chǎn)生的熱量時(shí)只能用有效值；在研究交變電流通過導(dǎo)生的熱量時(shí)只能用有效值；在研究交變電流通過導(dǎo)體橫截面的電荷量時(shí)只能用平均值體橫截面的電荷量時(shí)只能用平均值高中物理選修高中物理選修3-23-2課件課件變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3(2009年高考福建理綜卷年高考福建理綜卷)一臺(tái)小型發(fā)一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖圖527