2019-2020年高二物理描述交变电流的物理量教学案 新课标 人教版.doc

2019-2020年高二物理描述交变电流的物理量教学案 新课标 人教版【教学目标】1理解什么是交变电流的最大值和有效值，知道它们之间的关系2理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系，知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小【教学重点难点】重点：交变电流的有效值难点：对交变电流有效值的理解和相关的计算【教学过程】（一）描述交变电流大小的物理量1最大值 最大值在实际中有一定的指导意义，所有使用交流的用电器，其最大耐值应大于其使用的交流电压的最大值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值 2有效值 定义：使交变电流和恒定电流通过相同阻值的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相等，就把这一恒定电流的电流值I与电压值U叫做这一交变电流的电流与电压的有效值正弦交变电流的有效值与最大值之间的关系： 任何交谈电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不适用 交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；交流电压表和交流电流表的示数是有效值；交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值 有效值与平均值不同交变电流的平均值其数值可用 计算在计算交变电流通过导体产生的焦耳热，做功的电功率以及保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值在计算通过导体某一截面的电量时，只能用交变电流的平均值， （二）描述交变电流变化快慢的物理量1周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用T表示，单位是s2频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数，用f表示，单位是Hz（1）关系： （2）我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率为50Hz，电流方向每秒改变100次(三)疑难辨析交流电的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的变化率成正 比。当线圈在匀强磁场中匀速转动时，线圈磁通量也是按正弦（或余弦）规律变化的，若从中性面开始计时，t=0时，磁通量最大，应为余弦函数，此刻变化率为零（切线斜率为零），t=时，磁通量为零，此刻变化率最大（切线斜率最大），因此从中性面开始计时，感应电动势的瞬时表达式是正弦函数，如图15-2（a）（b）所示分别是=cost和e=sint。（四）例题1、如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。2、如图所示，单匝线圈在匀强磁场，中绕OO轴从图示位置开始转动。已知从图示位置转过/6时，线圈中电动势大小为10V，求：（1）交变电动势的峰值；（2）线圈从图示位置转过/2的过程中，交变电动势的平均值。3、如图15-4所示，在匀强磁场中有一个导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感强度B=T，线框的CD边长为20cm、CE、DF长均为10cm，转速为50r/s，若从图示位置开始计时（1）写出线框中感应电动势的瞬时值表达式。（2）若线框电阻r=3,再将AB两端接“6V，12W”灯泡，小灯泡能否正常发光？若不能，小灯泡实际功率多大？（五）练习1、某线圈在匀强磁场中转动所产生的电动势变化规律为e=sint，保持其它条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时所产生的电动势的瞬时表达式为（ ）A、e=2sin2t B、e=2sint C、e=4sin2t D、e=4sint2、正弦交流电压的峰值为10V，周期为0.2S，将此电压接在10的电阻上，在0.05s内电阻上产生的热量（ ） A、可能为零 B、一定为0 .25J C、不可能大于0.25J D、可能小于是0.25J3、一交流电流的图象如图所示，由图可知（ ） A该交流电流即时值表达式为i10sin628t A B该交流电流的频率为50 Hz C该交流电流通过10电阻时，电阻消耗的电功率为100W D用电流表测该电流其示数为10 A4、一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为：e = 311sin314t V，则此发电机产生的电动势的最大值为_V，有效值为_V，发电机转子的转速为_转/秒，产生的交流电的频率为_Hz5、如下图所示，一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为转轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直.线圈中感应电动势e与时间t的关系如下图所示.感应电动势最大值和周期可由图中读出.则磁感应强度B_.在tT12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角等于_.6、一只氖管的起辉电压与交流电U=50sin314t (V)的有效值相等，求1个周期内氖管的发光时间 ；1min内的发光次数为 。8、完全相同的两个电热器，分别通以图示电流，则两个电热器的电功率之比为 。7、线圈从中性面开始匀速转动，经T/12时，电动势为2V，则接在线圈两端的电压表读数为 。8、一交流电流的图象如图所示，由图可知（ ） A该交流电流即时值表达式为i10sin628t A B该交流电流的频率为50 Hz C该交流电流通过10电阻时，电阻消耗的电功率为100W D用电流表测该电流其示数为10 A9、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道（ ）: A、0.01s时刻线圈处于中性面位置B、0.01s时刻穿过线圈的磁通量为零C、该交流电流有效值为2A D、该交流电流频率为50Hz 10、如图水平放置的矩形线圈abcd绕ad轴顺时针转过q角，已知线圈面积为S匝数为N，角速度为w，求(1) 电动势的平均值及瞬时表达式； (2)通过线圈的电量； (3)整个过程中的发热量 11、一交流电的电流随时间变化而变化的图象如图，此交变电流的有效值为（）A、5A B、5A C、3.5 D、3.5A12、旋转电枢式发电机的转子在正常运转时，产生的电动势瞬时值为e=220sin314t V。如果由于某种原因，它的转速变慢，用电压表测得此时发电机两端的电压为176 V，若此时发电机正在向一盏标有“220 V、100 W”的灯泡供电，在不计发电机内电阻的情况下，试求：（1）该灯泡的实际功率为多大？（2）这台发电机的转速与原来正常运转转速的比值为多少？13、交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90到达虚线位置过程中，求：通过R的电荷量q为多少？R上产生电热QR为多少？外力做的功W为多少？