人教版選修3-2第四5.2描述交變電流的物理量
教材分析
與恒定電流不同,由于交變電流的電壓、電流等大小和方向都隨時間做周期性變化,需要用一些特殊的物理量描述它在變化中不同方面的特性,本節(jié)主要介紹這樣一些物理量。
一、學習要求
1. 知道交變電流的周期和頻率,知道我國供電線路交變電流的周期頻率.
2. 知道交變電流和電壓的峰值,有效值及其關系.
3、 會用圖象和函數(shù)表達式描述正弦交變電流。
二、教材重點
交變電流的有效值
三、教材難點
一般電流有效值的求解
四、資
通過思考討論,使學生明白,從電流熱效應上看,交流電產生的效果可以與某地恒定電流相等,由此引入有效值的概念.
1.定義:讓交流與恒定電流通過相同的電阻,如果它們在一周期內產生的熱量相等,就把這個恒定電流的值(I或U)叫做這個交流的有效值.
本第一次明確地用一個周期T定義有效值,使得有效值的概念更加準確.
2. 正弦交變電流的有效值與峰值的關系
,
這一關系只對正弦式電流成立,對其它波形的交變電流一般不成立. 其它波形的交變電流的有效值就根據有效值的定義去求解。
3. 幾點說明:①各種使用交變電流的電器設備上所標的額定電壓、額定電流均指有效值;② 交流電壓表和交流電流表所測量的數(shù)值也都是有效值;③將電容器接入交流電路中,其耐壓值應不小于交變電流的最大值,但熔絲的選擇應據有效值確定其熔斷電流;④一般情況下所說的交變電流的數(shù)值,若無特別說明,均指有效值。
4.有效值與平均值的區(qū)別:交變電流的有效值是按照電流的熱效應規(guī)定的,對一個確定的交變電流,其有效值是一定的,而平均值是由 確定的,其數(shù)值大小與時間間隔有關。在計算交變電流通過導體產生的熱量、熱功率時,只能用有效值,而不能用平均值;在計算通過導體截面的電量時,只能用交變電流的平均值,即q = t 。
典型例題
例:如圖邊長為L的單匝正方形線框,處在磁感應強度為B的勻強磁場中,線框電阻為R,當線框繞ab邊從圖示位置以角速度ω勻速轉過 的過程中,求(1)外力所做的功;(2)流過線框導線截面的電量
[析] 外力所做的功,即線框中產生的熱量。應據線圈產生電動勢的有效值求熱量。一般是先求最大值,再求有效值。
線框轉過 的過程中,線圈內產生的電動勢最大值為:
電動勢的有效值為 線圈轉過 所用的時間為 .
線圈內產生的熱量 .
[典型錯解] E=
(2)流過導線截面的電量: , , ∴
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