第五章 交变电流第二课时.doc

第五章交变电流
第二课时描述交变电流的物理量
课堂立标

1．知识与技能
知道交变电流的周期和频率以及它们之间的关系．
知道交变电流和电压的最大值、瞬时值及其关系．
理解交变电流的有效值．
会正确应用峰值、有效值和平均值解决具体的问题．
2．过程与方法
通过对交变电流有效值的学习，领会等效替代的思维方法．
在前面学习的基础上正确理解峰值、瞬时值、有效值和平均值的区别与联系．
进一步利用图像法分析解决交变电流的问题，认识数学工具的作用．
3．情感态度与价值观
通过描述交变电流物理量的学习，领略交变电流的奇妙与和谐：各物理量从不同角度反映交变电流的性质特点，其变化规律呈现美妙的图线．
通过峰值、有效值和平均值的各自应用范围的学习，培养将物理知识应用生活生产实践的意识．
探究导问

1.我们日常照明用电是交变电流，为什么电灯并不闪烁，好像通过的是恒定电流？
简答：因为电流大小方向变化得太快，也就是说照明用电的频率大，因此人眼感觉不到变化．
2．可以利用电流的热效应加热，产生的热量是用最大值还是用平均值计算，或者两者都不能用，而用另外一个物理量？
简答：用最大值明显不行，因每个周期只有两个时刻具有最大值；平均值似乎有道理，但正弦式交变电流不是成线性变化，也不行；因此应该用另外的物理量，就是我们这节课要学的有效值．
3．如果把交变电流的每个周期的后半个周期想办法去掉，再用来烧水，则所用时间与原来比有什么关系？
简答：所用时间应该为原来的2倍．
探究学堂

★自主学习（学思练）
一、交变电流的周期和频率：
1．周期：交变电流完成一次所需要的时间叫做周期，用表示，单位为．
2．频率：1秒内交变电流完成的次数叫做频率，用表示，单位为．
3．周期和频率的关系：．
4．物理意义：表征交变电流变化的．
5．角频率：线圈转动角速度．与周期、频率的关系：．
6．我国民用交变电流的周期s,频率Hz,角频率rad/s．
二、交变电流的峰值、有效直和平均值
1．峰值：①定义：交变电流在一个周期内所能达到的最大值．②物理意义：峰值可以表示交变电流的或电压的．③与瞬时值关系：磁场中匀速转动的线圈与中性面垂直时对应的瞬时值就是峰值．④大小：对N匝线圈，电动势的峰值；电流的峰值（回路总电阻阻值为R）．⑤应用：电容器所能承受的电压要于（填“高”、“低”或“等”）交流电压的峰值．
2．有效值：①定义：让交流和恒定电流通过的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量，就把这个恒定电流的和叫做这个交流的有效值．②依据：恒定电流和该交流的热效应相当．这是的思维方法．③正弦式交变电流有效值与峰值的关系：；

O

图5.2-1
．④说明：各种使用交流的电器设备上所标的额定电压和额定电流都是指；一般交流电压表测量的数值也是指；一般所指的交变电流的数值，如无特别说明，都是指有效值．⑤非正弦式交变电流的有效值：峰值与有效值的关系一般不再是倍的关系，必须依据有效值的定义来确定．
3．平均值：①定义：交变电流的图像中，图线与横轴所围的面积跟
时间的比值．其数值需根据法拉第电磁感应定律确定．
②应用：类比图像中图线与横轴所围面积表示位移，在图像
中图线与横轴所围面积表示，因此．
4．峰值、有效直和平均值的选用：
①电器元件的击穿电压为交变电压的．②求解交变电流产生的热量、功和功率问题时必须用．③计算通过导体的电量时，只能用．④保险丝的熔断电流是．
★★双边活动（析拨辨）
-10
/A
10
O
/s
图5.2-2
0.01
0.02
例1．如图5.2-2所示，为一正弦式交变电流的图像，则该交变电流的频率为Hz；其有效值为A．
【思路剖析】据所给图像可知，此交变电流的周期为0.02s,故其频率
；其峰值为10A，又是正弦式交变电流，因此
有效值A．
【标准答案】50Hz；A
【方法规律】解决此类问题，一是要从图像获得正确信息，特别注意纵横坐标表示的物理量和单位；二是弄清周期和频率的关系以及峰值与有效值的关系．
训练：某一交变电流瞬时电压表达式为V，那么交变电流电压的有效值是多少？它的周期和频率又是多少？
【解答】根据得有效值V，周期ss．频率=50Hz．
例2.如图5.2-3所示的两交变电流通过相同的电阻R,计算它们在电阻上产生的功率之比．
【思路剖析】因计算电流通过电阻产生的电功率，所以应该用有效值进行计算．对甲图表示的交变电流，；对乙图表示的交变电流，因电流的大小不变，热效应与电流的方向无关，所以其功率．
图5.2-3
即．
【标准答案】
【方法规律】当要求计算交变电流的电功、电功率或产生的热量时一定要用有效值．若是求热量或电功，要取一个周期利用有效值定义建立等值关系．
训练：1．如图5.2-4所示，为一交流的电流变化规律图像，它的有效值为________V．
图5.2-4
i/A
t/s