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课件网) 2 交变电流的描述 「定位·学习目标」 1.通过对周期和频率、峰值和有效值的概念的学习,学会解决峰值和有效值的相关问题,培养物理观念核心素养。 2.通过对正弦式交变电流的公式和图像的分析,掌握求解正弦式交变电流的公式和图像的方法,培养科学思维核心素养。 探究·必备知识 1.周期(T) 交变电流完成一次 变化所需的时间。 2.频率(f) 交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作它的频率,数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的 。 「探究新知」 知识点一 周期和频率 周期性 次数 3.周期和频率的关系:T= 或f= 。 4.角速度与周期、频率的关系:ω= = 。 2πf 依据下面情境,判断下列说法的对错。 「新知检测」 (1)打点计时器所接交变电流频率f=50 Hz时,打点周期为T=0.02 s。 ( ) (2)我国电网中交变电流的频率是100 Hz。( ) (3)交变电流在1 s内电流方向变化的次数就是它的频率。( ) √ × × 1.峰值:交变电流的最大值。峰值Im或Um可以用来表示电流的强弱或电压的高低。 2.有效值:让交变电流与恒定电流分别通过大小 的电阻,如果在交变电流的一个周期内它们产生的 相等,则这个恒定电流的电流与电压的数值就叫作这一交变电流的有效值。 知识点二 峰值和有效值 「探究新知」 相同 热量 3.正弦式交变电流的有效值与峰值的关系 理论计算表明,正弦式交变电流的有效值I、U与峰值Im、Um之间的关系为I= =0.707Im,U= =0.707Um。 依据下面情境,判断下列说法的对错。 「新知检测」 (1)正弦式交变电流的正负两部分是对称的,所以有效值为零。( ) (2)交变电流的有效值就是一个周期内的平均值。( ) (3)一个正弦式交变电流的峰值同周期、频率一样是不变的,但有效值是随时间不断变化的。( ) × × × 1.正弦式交变电流的公式和图像可以详细描述交变电流的情况。若线圈通过中性面时开始计时,交变电流的图像是 曲线。 2.若已知电压、电流最大值分别是Um、Im,周期为T,则正弦式交变电流电压、电流表达式分别为u= ,i= 。 「探究新知」 知识点三 正弦式交变电流的公式和图像 正弦 依据下面情境,判断下列说法的对错。 一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生的交变电动势的图像如图所示。 「新知检测」 (1)交变电流的频率是4π Hz。( ) (2)当t=0时,线圈平面与磁感线垂直,磁通量最大。( ) (3)当t=π s时,e有最大值。( ) × √ × 突破·关键能力 要点一 周期和频率 峰值和有效值 「情境探究」 某交流电压的瞬时值表达式为u=6 sin 100πt V,把标有“6 V 2 W”字样的小灯泡接在此电源上会不会被烧坏 把耐压值为6 V的电容器接在此电源上会不会被击穿 答案:交流电压的瞬时值表达式u=6 sin 100πt V中6 V是最大值,其有效值为 6 V,而标有“6 V 2 W”字样的小灯泡中的6 V是有效值,小灯泡不会被烧坏;电容器会被击穿。 「要点归纳」 1.周期和频率 (1)理解:交变电流的周期T是指交变电流完成一次周期性变化所需的时间;交变电流的频率f是指交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。周期和频率都是表征交变电流变化快慢的物理量,且f= 。 (2)线圈在匀强磁场中的转速与交变电流的周期和频率的关系。 ①交变电流的周期就是线圈在磁场中转动一周所用的时间,频率就是线圈在磁场中1 s内转动的圈数。 ②交变电流的周期和频率跟线圈转动的角速度ω或转速n有关,其关系为T= ,ω=2πf=2πn。 2.峰值 (1)理解:交变电流的峰值Im或Um是指电流或电压所能达到的最大 值,线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动时产生的感应电动势的峰值Em=NBSω。 (2)应用。 ①电容器耐压值要高于交流电压的峰值,否则电容器就可能被击穿。 ②电气元件或设备上所标的耐压值指该元件或 ... ...
