1、第二节 描述交变电流的物理量【学习目标】1能解释交变电流的周期、频率的含义。并能说出T、f、三者的关系，知道我国交流电的周期、频率。2能熟练表述交变电流有效值的含义，准确表述正弦交变电流有效值与峰值的关系。3知道电容器的耐压值低于交流的峰值电容器会被击穿，用电器铭牌上标注的电压和电流值、电表测出的交流电压和电流值、保险丝的熔断电流等均为有效值。能在具体情境应用中准确选择有效值、峰值、平均值进行计算。4会准确、熟练计算一些特殊情境下的有效值。【新知预习】一周期和频率1周期 T： ，单位 。2频率 f： ，单位 ，符号 。3周期和频率的关系： ，线圈角速度与频率f的关系： 。4我国交流电的周期和频
2、率分别为 。二峰值和有效值1峰值：当线圈平面与磁场方向平行时，产生的感应电动势、感应电流及路端电压的最大值，用 Em、Im 和 Um 表示，其中 Em 。最大值的适用实例：把电容器接在交流电路中，就需要知道电压的峰值。电容器所能承受的电压要 交流电电压的峰值，否则电容器就可能被击穿2有效值：让 与 分别通过大小相同的电阻，如果在交流的 它们产生的 相等，而这个恒定电流是 I、电压是 U，我们就把 I、U 叫做这个交流的有效值。情景问题：如图所示，是一个通过一个R=1的电阻的电流i随时间变化的曲线，这个电流不是恒定电流。怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通
3、过这个电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大？3对交变电流有效值的理解正(余)弦式交变电流的有效值与峰值的关系：I= Im，U= Um。有效值的使用范围各种使用交变电流的用电器上所标的额定电压、额定电流值都是指交变电流的有效值。各种交流电流表和交流电压表的测量值也都是有效值。凡涉及能量问题，如电能与其他形式的能的转化过程中，涉及交变电流的电功、电功率等物理量均用有效值，计算保险丝的熔断电流也用有效值。家庭电路电压220V和动力电压380V是指有效值。以后提到的交变电流的数值，凡没有特别说明的都是指有效值【导析探究】导析一：正弦交变电流相关物理量的计算例1.电阻 R1、R2 和交流电源
4、按照图甲所示方式连接，R110 ，R220 .合上开关 S 后，通过电阻 R2 的正弦交变电流 i 随时间 t 变化的情况如图乙所示则（ ）A通过R1的电流的有效值是1.2A BR1两端的电压有效值是6VC通过R2的电流的有效值是 DR2两端的电压有效值是例2.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示由图可知（ ）A该交流电的电压瞬时值的表达式为 u100sin (25t) VB该交流电的频率为25 HzC该交流电的电压的有效值为141.4 VD若将该交流电压加在阻值R100 的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W导析二：特殊交变电流有效值的计算例3.如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象
5、此交流电的有效值是是（ ）A. B.5A C. D.3.5A例4.如图为某型号电热毯的电路图，将电热丝接在 u156sin 120t V 的电源上，电热毯被加热到一定温度后，由于P 的作用使输入的正弦交流电仅有半个周期能够通过，即电压变为图所示波形，从而进入保温状态则此时交流电压表（ ）A测量的是电压的最大值，读数是 156 V B测量的是电压的有效值，读数是 110 VC测量的是电压的有效值，读数是 78 V D测量的是电压的有效值，读数是 55 V【当堂检测】1通过某电阻的周期性交变电流的图象如图所示，该交流电的有效值I为( )A. A B 4.5 A C1.5 A D3 A2如图所示为一
6、交流电压随时间变化的图象每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定根据图中数据可得，此交流电压的有效值为( )A.7.5V B.8V C. D.3如图，在电路的MN间加一如图所示正弦交流电，负载电阻为100 ，若不考虑电表内阻对电路的影响，则( ) A电流表示数为2.20 A B电压表示数为311 VC电流表示数为3.11 A D电压表示数为220 V4如图是某交流发电机产生的交变电流的图象，根据图象可以判定( ) A此交变电流的频率为5 HzB此交变电流的周期为0.1 sC将标有“12 V3 W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光D图象上对应的0.1 s时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面5在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()At0.005 s时线框的磁通量变化率为零Bt0.01 s时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为311 VD线框产生的交变电动势频率为100 Hz6如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R，在线圈由图示位置转过90的过程中，求：(1)通过电阻R的电荷量q；(2)电阻R上产生的焦耳热Q。
