資源簡介

(共48張PPT)
第三章　交流電
2.正弦交變電流的描述
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核心素養：1.理解交變電流的瞬時值和最大值的含義；了解交變電流的相位和初相位 及其物理意義. 2.通過交變電流的有效值進行理論推導，培養學生應用數學工具解決 物理問題的能力. 3.了解家庭電路的電壓.
第*頁
研習任務一　周期和頻率
合作　討論
如圖所示的交變電流完成一次周期性變化需要多長時間？在1 s內完成多少次周 期性變化？
提示：由圖可知完成一次周期性變化需要0.02 s，1 s內完成50次周期性變化.
教材　認知
1. 周期
2. 頻率
（2）國際單位：赫茲（Hz），簡稱赫.
周期性變化　
T　
秒（s）　
越慢　
比　
f　
越快　
單位時間　
ω　
越快　
單位時間　
n　
越快　
研習　經典
BD
A. 此交變電流的頻率為0.2 Hz
B. 1 s內電流方向變化10次
C. t＝0.1 s時，線圈平面與磁場方向平行
D. 1 s內線圈轉5圈
解析：由題圖可知T＝0.2 s，故f＝5 Hz，即1 s內完成5個周期，線圈轉5圈，每轉1圈 電流方向改變2次，則1 s內電流方向變化10次，故A錯誤，B、D正確；在t＝0.1 s 時，e＝0，所以線圈平面與磁場方向垂直，故C錯誤.
名師點評
　　此類問題主要考查基本概念的掌握，解決這類問題要注意以下兩個方面：一是培 養從圖像獲得信息的能力，二是掌握物理量基本概念，及物理量之間的關系.
對應　訓練
A. t＝0時刻，線圈平面與中性面垂直
B. t＝0.5T時刻，磁通量最大
C. 該交變電流的頻率為100 Hz
D. 該線圈轉動角速度為100π rad/s
BD
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研習任務二　峰值　有效值
合作　討論
如圖所示是通過一個R＝1 Ω的電阻的電流i隨時間t變化的圖像.這個電流不是恒 定電流.
（1）試計算1 s內電阻R中產生的熱量；
（2）如果有一個大小、方向都不變的恒定電流通過這個電阻R，也能在1 s內產生同 樣的熱量，這個電流是多大？
教材　認知
1. 峰值
（2）關于峰值的說明
②電容器、二極管等元件在交流電路中使用時，要注意交流電壓的峰值不能超過它們 所能承受的電壓，否則就有被擊穿而損壞的危險.
最大值　
2. 有效值
（1）如圖是通過一個R＝1 Ω的電阻的電流i隨時間t變化的圖像.
10 J　
同一電阻　
一個周期
內　
熱量相等　
3. 關于有效值的說明
（2）在非正弦交變電流中，必須根據電流的熱效應求解有效值.
（3）以下情況均指有效值.
①交流用電器上標出的額定電壓和額定電流；
②一般交流電流表和交流電壓表的讀數；
③保險絲的熔斷電流及一切與熱有關的交變電流的功、功率、熱量等；
注意：以后提到的交變電流的數值，若沒有特殊說明，均指有效值.
0.707Em　
0.707Um　
0.707Im　
研習　經典
A. 10 A B. 5 A C. 15 A D. 8.7 A
D
對應　訓練
A. 12 V
C. 15 V
B
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研習任務三　正弦交變電流的公式和圖像
合作　討論
教材　認知
3. u－t圖像
正弦　
研習　經典
D
A. 兩次t＝0時刻線圈平面與中性面垂直
B. 曲線a、b對應的線圈轉速之比為2∶3
C. 曲線a表示的交變電動勢頻率為50 Hz
對應　訓練
C
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課時作業（十）
[基礎訓練]
A. 在一個周期內正弦式交變電流的方向只改變一次
B. 電風扇銘牌上標出的電壓值和電流值都是指有效值
C. 某正弦式交流電壓的最大值為311 V，則該交流電壓最小值為－311 V
D. 用交流電流表或交流電壓表測交流電流或電壓時，測量的是交流電流或電壓的最 大值
解析：在一個周期內正弦式交變電流的方向改變兩次，故A錯誤；電風扇銘牌上標出 的電壓值和電流值都是指有效值，故B正確；正弦式交流電壓的最大值為311 V，最小 值為零，故C錯誤；交流電流表和交流電壓表測量的是有效值，故D錯誤.
B
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A. 交變電流能通過電容器
B. 電容器具有通直流、阻交流的作用
C. 電容器電容較小，它具有通高頻、阻低頻的作用
D. 電容器的電容越大、交變電流的頻率越高，電容器對交變電流的阻礙作用就越小
解析：電容器“通交流、隔直流”，但對交流電有阻礙作用，電容越大，頻率越高， 容抗越小，故A、C、D正確，不符合題意，B錯誤，符合題意.
B
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甲 乙
A. 3∶1 B. 1∶2
C. 2∶1 D. 4∶3
B
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A. A1示數變大、A2示數變大、A3示數變大
B. A1示數不變、A2示數變大、A3示數變小
C. A1示數不變、A2示數變小、A3示數變大
D. A1示數不變、A2示數變小、A3示數變小
C
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B. 將該電壓加在110 Ω的電阻兩端，則該電阻消耗的電功率為110 W
C. 交流電的頻率為60 Hz，電流方向每秒改變60次
D. 當t＝0.1 s時電壓表瞬間示數為0
B
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A
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A. 線圈消耗的電功率為4 W
B. 線圈中感應電流的有效值為2 A
AD
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[能力提升]
A. 通過該電阻的電荷量為90 C
C. 電流流過電阻產生的焦耳熱為150 J
D. 通過電阻電流的有效值為1.5 A
C
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A. 兩線圈產生的電動勢的有效值相等
B. 兩線圈產生的交變電流頻率相等
C. 兩線圈產生的電動勢同時達到最大值
D. 兩電阻消耗的電功率相等
B
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甲 乙
B. 電燈恰好正常發光
C. 電容器有可能被擊穿
BC
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答案：（1）50 V　
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（2）若從線圈處于中性面開始計時，寫出線圈中感應電動勢的瞬時值表達式；
答案：（2）e＝50sin 10πt（V）　
解析：（2）感應電動勢的瞬時值表達式為
e＝Emsin ωt＝50sin 10πt（V）.
（3）電路中理想電壓表和理想電流表的示數各是多少？
答案：（3）31.82 V　3.54 A
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12. 如圖所示，一個面積為S、匝數為N的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉動，角速 度為ω，ab的左側有垂直于紙面向里（與ab垂直）的勻強磁場，磁感應強度為B，M和 N是兩個集流環，負載電阻為R，線圈、電流表和連接導線的電阻不計.求從圖示位置 開始計時：
（1）電流表的示數；
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解析：（1）線圈繞軸勻速轉動時，在電路中產生如圖所示的交變電流.
此交變電動勢的最大值為Em＝NBSω，
設此交變電動勢在一個周期內的有效值為E，
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