2017_2018学年高中物理第五章交变电流2描述交变电流的物理量课时训练（样例5）

第一篇：2017_2018学年高中物理第五章交变电流2描述交变电流的物理量课时训练

描述交变电流的物理量

题组一 有效值

1.在我们的生活中所使用的电流一般以交变电流居多,关于交变电流下列说法正确的是()

A.交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的峰值 B.用交流电流表和电压表测定的数值是交变电流的最大值 C.给定的交变电流数值,在没有特别说明的情况下是指有效值 D.保险丝的额定电流、电容器的耐压值是交变电流的有效值

解析:各类交流用电器铭牌上所示的值、各类交流电表所测得的值均为有效值,给定交流值凡是没有说明的,所指的值以及保险丝的熔断电流等均为有效值,电容器的耐压值为最大值,故选项A、B、D错误,选项C正确。答案:C 2.一个小型电热器若接在输出电压为10 V的直流电源上,消耗电功率为P;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为。如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为()A.5 V C.10 V B.5 V D.10 V 解析:根据公式P=再结合交变电流的有效值定义,U效=知其有效值U效=5 V,根据正弦式交变电流有效值和最大值的关系知最大值为5 V=10 V,选项C正确。答案:C 3.以下说法正确的是()A.交变电流的有效值就是它的平均值 B.任何交变电流的有效值都是它最大值的

C.如果交变电流接在电阻R上一个周期T内产生的热量为Q,那么该交变电流的电流有效值为 D.以上说法均不正确

解析:交变电流的有效值不同于它的平均值,选项A错误;只有正弦式交变电流的有效值是它最大值的,选项B错误;根据有效值定义,交变电流接在电阻R上,Q=IRT,I=,选项C错误。答案:D 4.图甲为电热毯的电路示意图。电热丝接在u=311sin 100πt(V)的电源上,电热毯被加热到一定温度后,通过装置P使输入电压变为图乙所示波形,从而进入保温状态。若电热丝电阻保持不变,此时交流电压表的读数是()

2A.110 V C.220 V B.156 V D.311 V

解析:交流电压表的读数是交变电流的有效值,因此必须根据有效值的定义来计算。由有效值的定义可得 T=+0,解得U=110 V≈156 V。答案:B 5.(多选题)

如图所示,先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化,如图甲所示;第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若图甲、乙中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的,则以下说法正确的是()

A.第一次灯泡两端的电压有效值是U0 B.第二次灯泡两端的电压有效值是U0 C.第一次和第二次灯泡的电功率之比是2∶9 D.第一次和第二次灯泡的电功率之比是1∶5 解析:第一次所加正弦交流电压的有效值U1=U0,选项A正确;设第二次所加交流电压的有效值为U2,则根据有效值的含义有T=,解得U2=U0,选项B错误;根据电功率的定义式P=可知,P1∶P2=1∶5,选项C错误,选项D正确。答案:AD 题组二 描述交变电流的物理量

6.下列关于交变电流的说法正确的是()A.若交变电流的峰值为5 A,则它的最小值为-5 A B.用交流电流表测交变电流时,指针来回摆动

C.我国工农业生产和生活用的交变电流频率为50 Hz,故电流方向每秒改变100次 D.正弦交变电流i=20sin 10πt A的峰值为20 A,频率为100 Hz 解析:电流的负值表示电流方向与原来方向相反,不表示大小,A项错误;交流电流表测交变电流时,指针不会来回摆动,B项错误;我国工农业生产和生活用的交变电流,周期为0.02 s,交流电方向一个周期改变两次,所以每秒改变100次,C项正确;由ω=2πf得正弦交变电流i=20sin 10πt A的频率为 5 Hz,D项错误。答案:C 7.某交流发电机给灯泡供电,产生正弦式交变电流的图象如图所示,下列说法中正确的是()

A.交变电流的频率为0.02 Hz B.交变电流的瞬时表达式为i=5cos 50πt(A)C.在t=0.01 s时,穿过交流发电机线圈的磁通量最大 D.若发电机线圈电阻为0.4 Ω,则其产生的热功率为5 W 解析:由图象可知交变电流最大值为5 A,周期为20×10 s=0.02 s,则其频率为50 Hz,转动角速度ω=100π rad/s,且t=0时,相位为,故电流的瞬时表达式为i=5sin(100πt+)(A),所以选项A、B错误。当t=0.01 s 时,电流有最大值,线圈平面与磁感线方向平行,磁通量最小,选项C错误。故只有选项D正确。答案:D 8.将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每边长为l,它在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中匀速转动,转速为n,导线在a、b两处通过电刷与外电路连接,外电路接有额定功率为P的小灯泡并正常发光,电路中除灯泡外,其余部分的电阻不计,灯泡的电阻应为()

3A.C.B.D.解析:单匝正方形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,将产生正弦式交变电流,则电动势的最大值Em=Bl2ω=2πnBl2,其有效值E=,计算小灯泡的额定功率P要用其有效值,即P=。R=,故只有选项B正确。答案:B 9.(多选题)面积为S的两个电阻相同的线圈,分别放在如图所示的磁场中,图甲中是磁感应强度为B0的匀强磁场,线圈在磁场中以周期T绕OO'轴匀速转动,图乙中磁场变化规律为B=B0cos,从图示位置开始计时,则()A.两线圈的磁通量变化率相同

B.两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同 C.经相同的时间t(t>T),两线圈产生的热量相同 D.从此时刻起,经时间,流过两线圈横截面的电荷量相同

解析:甲:Φ甲=B0Scos ωt,乙:Φ乙=BScos ωt=B0Scos ωt,故磁通量变化率相同,又E=,所以电动势变化规律也相同,故甲、乙两种情况电动势最大值出现时刻及有效值、平均值均同,两线圈电阻相同,Q=·t也相同,经过时间,流过两线圈横截面的电荷量q=也相同,选项A、C、D正确。答案:ACD

10.如图所示,匀强磁场B=0.50 T,一个匝数n=100的矩形线圈,边长ab=0.20 m,bc=0.10 m,围绕着跟磁场方向垂直的对称轴OO'以角速度ω=100π rad/s匀速转动。从线圈平面通过中性面时开始计时,求:(1)t=0,等时刻的瞬时电动势;(2)t由0到过程中的平均电动势。解析:(1)感应电动势的瞬时值表达式为

e=nBSωsin ωt =100πsin 100πt V 则在各个时刻所对应的瞬时电动势分别为

t=0,e=0 t=,e=50π V t=,e=50π V t=,e=100π V。

(2)0~过程中感应电动势的平均值为

=nnBSω=200 V。

答案:(1)0,50π V,50π V,100π V(2)200 V

(建议用时:30分钟)1.(多选题)下列各种情况中所指的数值,哪些是交变电流的有效值()A.交流电路中交流电压表所指示的数值 B.家用电器(如电灯泡)上标明的额定电压值

C.闭合矩形导线框在匀强磁场中绕垂直于磁感线的某一边匀速转动过程中,转到线框平面与磁感线平行的位置时的感应电动势的数值 D.电工工具上标明的耐压数值

解析:如果没有特殊说明,交变电流的数值都是指交变电流的有效值,电工工具的耐压值应指交变电流的最大值,指它能承受的交变电流的最大值,选项A、B正确。答案:AB 2.4

小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示。此线圈与一个R=10 Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻。下列说法正确的是()A.交变电流的周期为0.125 s B.交变电流的频率为8 Hz C.交变电流的有效值为 A D.交变电流的最大值为4 A 解析:由题图可知交变电流的周期T=0.250 s,频率f==4 Hz,故选项A、B错误;交变电流的有效值I= A= A,故选项C正确;交变电流的最大值Im= A=2 A,故选项D错误。

答案:C 3.多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇。过去是用变压器来实现上述调节的,但是成本高、体积大、效率低,且不能任意调节灯的亮度或风扇的转速。现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。图示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压图象,即在正弦交变电流的每一个周期中前面的周期被截去,从而改变了电灯上的电压。则现在电灯上的电压为()

A.Um B.C.D.解析:由T~T时间段内电压的有效值为,在0~T内交变电流通过电阻R时做的功

WT=·T

电压的有效值U=,选项C正确。答案:C 4.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0 Ω,现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡,如图乙所示,则()

A.电压表V的示数为220 V B.电路中的电流方向每秒改变50次 C.灯泡实际消耗的功率为484 W D.发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为24.2 J 解析:电动势的有效值为E= V=220 V,所以电流的有效值I= A=2.2 A,所以电压表的示数为U=IR=2.2×95.0 V=209 V,选项A错误;交流电的频率为 f==50 Hz,每个周期内电流方向改变2次, 5

故每秒内电流方向改变100次,选项B错误;灯泡实际消耗的功率为P灯=IR=2.2×95.0 W=459.8 W,选项C错误;发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为Q=Irt=2.2×5.0×1 J=24.2 J,选项D正确。答案:D 5.(多选题)一只“220 V 100 W”的灯泡接在u=311sin 314t V的交流电源上,则下列判断正确的是()A.灯泡能正常发光

B.与灯泡串联的电流表的示数为0.45 A C.与灯泡并联的电压表的示数为220 V D.通过灯泡的电流的表达式为i=0.64sin 314t A 解析:从电压瞬时值表达式知电压有效值为220 V,故“220 V 100 W”灯泡接在此交流电源上能正常发光,故选项A正确;通过灯的电流I==0.45 A,也是与灯串联电流表的示数,故选项B正确;电压表与灯并联测得的也是灯的电压有效值,故示数为220 V,所以选项C正确;通过灯的电流的有效值为0.45 A,故其最大值Im=×0.45 A=0.64 A,故选项D正确。答案:ABCD 6.如图所示区域内存在匀强磁场,磁场的边界由x轴和y=2sin x曲线围成(x≤2 m),现把一边长为2 m的正方形单匝线框以水平速度v=10 m/s 水平匀速地拉过该磁场区,磁场区的磁感应强度为0.4 T,线框电阻R=0.5 Ω,不计一切摩擦阻力,则()

A.水平拉力F的最大值为8 N B.拉力F的最大功率为12.8 W C.拉力F要做25.6 J的功才能让线框通过此磁场区 D.拉力F要做12.8 J的功才能让线框通过此磁场区

解析:线框通过磁场区域,感应电流先增大然后减小,形成正弦交变电流,周期为T==0.4 s,感应电动势最大值为Em=Blv=8 V,有效值为4 V,感应电流最大值为16 A,有效值为8 A,则水平拉力最大值为Fm=BIml=12.8 N,选项A错误;拉力的最大功率为Pm=Fmv=128 W,选项B错误;线框匀速通过,拉力做功等于焦耳热,Q=IRt=(8 A)×0.5 Ω×0.4 s=25.6 J,选项C正确,选项D错误。答案:C 7.如图甲所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab、cd中点的轴OO'以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ=45°时(如图乙)为计时起点,并规定当电流自a流向b时,电流方向为正。则下列四幅图中正确的是()26

解析:t=0时刻,根据题图乙表示的转动方向,由右手定则知,此时ad中电流方向由a到d,线圈中电流方向为a→d→c→b→a,与规定的电流正方向相反,电流为负值。又因为此时ad、bc两边的切割速度方向与磁场方向成45°夹角,由E=2Blv⊥,可得E=2×Blv=Em,即此时电流是最大值的倍,由图乙还能观察到,线圈在接下来45°的转动过程中,ad、bc两边的切割速度v⊥越来越小,所以感应电动势应减小,感应电流应减小,故瞬时电流的表达式为i=-Imcos,则图象为D图象所描述,故D项正确。答案:D 8.如图甲所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生的交变电流如图乙所示,设沿abcda方向为电流正方向,则()

甲

乙

A.乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程 B.乙图中c时刻对应甲图中的C图

C.若乙图中d等于0.02 s,则1 s内电流的方向改变了50次 D.若乙图中b等于0.02 s,则交变电流的频率为50 Hz 解析:由交变电流的产生原理可知,甲图中的A、C两图中线圈所在的平面为中性面,线圈在中性面时电流为零,再经过个周期电流达到最大值,再由楞次定律判断出电流的方向,因此甲图中A至B图的过程电流为正,且从零逐渐增大到最大值,选项A对;甲图中的C图对应的电流为零,选项B错;每经过中性面一次线圈中的电流方向就要改变一次,所以一个周期内电流方向要改变两次,所以在乙图中对应Od段等于交变电流的一个周期,若已知d等于 0.02 s,则频率为50 Hz,1 s内电流的方向将改变100次,选项C错;若乙图中b等于0.02 s,则交变电流的频率应该为25 Hz,选项D错。答案:A

9.如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.10 m、匝数n=20的线圈,磁场的磁感线沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B= T,线圈的电阻为R1=0.50 Ω,它的引出线接有R2=9.5 Ω 的小灯泡L。外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过小灯泡。当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时(摩擦等损耗不计)。求:

(1)小灯泡中电流的最大值;(2)电压表的示数;(3)t=0.1 s时外力F的大小;(4)在不改变发电装置结构的条件下,要使小灯泡的功率提高,可采取什么办法? 解析:(1)由题意及法拉第电磁感应定律知道,由于线圈在磁场中做往复运动,产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律,线圈中的感应电动势的最大值为Em=nBlv=nB2πrvm,电路总电阻为R1+R2,那么小灯泡中电流的最大值为Im= A=0.16 A。

(2)电压表示数为有效值

U=ImR2=×0.16×9.5 V=0.76 V≈1.07 V。

(3)当t=0.1 s也就是时,外力F的大小为F=nB2πrIm=vm=0.128 N。(4)增大线圈运动速度vm。

答案:(1)0.16 A(2)1.07 V(3)0.128 N(4)提高vm

10.城市晚上或者每逢节日,同学们往往能看到许多霓虹灯发出鲜艳绚丽的灯光,将城市装扮得异彩纷呈,赏心悦目。频率为50 Hz的交变电流,其电压u=168sin ω t V,把它加在激发电压、熄灭电压均为84 V的霓虹灯的两端,求在半个周期内霓虹灯点亮的时间。

解析:交流电压的周期T=0.02 s,电压的峰值Um=168 V。为便于求解,作交流电压的u-t图象如图所示,当电压高于84 V时霓虹灯才发光,由图象易知,半个周期内霓虹灯点亮的时间为 Δt=t2-t1

因2πft1=,2πft2= 得t1= s,t2= s

则Δt=t2-t1= s。答案: s

第二篇：《描述交变电流的物理量》教案2

描述交变电流的物理量

课型: 新授课 授课人： 余焱红 教材分析

与恒定电流不同，由于交变电流的电压、电流等大小和方向都随时间做周期性变化，需要用一些特殊的物理量来描述它在变化中不同方面的特性，本节主要介绍这样一些物理量。教学目标

一、知识与技能

1、知道交变电流的周期和频率，以及它们与转子角速度ω的关系。

2、知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系。

3、知道我国供电线路交变电流的周期和频率。

二、过程与方法

1、用等效的方法得出描述交变电流的有效值。

2、学会观察实验，分析图象，由感性认识到理性认识的思维方式。

三、情感态度与价值观

1、通过对描述交变电流的物理量的学习，体会描述复杂事物的复杂性，树立科学、严谨的学习和认识事物的态度。

2、联系日常生活中的交变电流知识，培养学生将物理知识应用于生活和生产实际的意识，鼓励学生勇于探究与日常生活有关的物理学问题。教学重点难点

重点：周期、频率的概念，有效值的概念和计算

难点：有效值的概念和计算 教学方法

诱思探究教学法

教学过程

一、复习引入新课(一)交变电流

大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。(二)正弦交流的产生及变化规律。

1．产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。

2．规律：

(师生互动复习上一课所学的内容)[教师指出] 我们在前一节课已经学习了正弦交变电流的最大值和瞬时值，知道线圈转动一整圈，交变电流就完成一个周期性变化。这说明，线圈转动速度越快，交变电流周期性变化的越快。交变电流与恒定电流比较具有不同的特点，出了这两个量以外还要用哪些量来描述交变电流呢？

（复习引入时间5分钟左右）

二、讲解新课

首先考虑用什么物理量来描述交变电流变化的快慢呢？

1．交变电流的周期和频率。(1)周期：

(2)频率：(3)周期和频率的关系是：

(启发式提问:我们以前学过那种典型的周期性运动？在周期和频率的定义上有什么区别和联系。通过与匀速圆周运动的比较，让学生感受物理规律内在的和谐与同一性。)

2．交变电流的峰值和有效值(1)交变电流峰值（Im、Em、Um）：(2)交变电流有效值（I、E、U）：

(结合［思考与讨论］进行自主探究式学习，放手让学生思考与讨论，找学生说出自己的分析思路。教师再略做点评。最后由学生独立完成该题。在自主学习过程中让学生体会研究物理问题的一个重要思想——等效思想的应用。)（学生探究讨论5-10分钟）

3、交变电流的相位

（新课教学时间20分钟左右）

三、随堂练习

（通过练习加深对相关概念的理解和应用）

四、课堂小结

（由学生完成课堂小结，教师做补充）

五、作业

附板书设计

１．交变电流的周期和频率

（1）周期：（2）频率：

（3）周期和频率的关系： ２．交变电流的有效值 交变电流有效值（I、E、U）： 1）有效值：

2）正弦交流电有效值与最大值的关系 ３.课堂小结 ４．作业

第三篇：描述交变电流的物理量教案

5.2描述交变电流的物理量

一、教材分析

选自选修3-2第5.2节《描述交变电流的物理量》内容。学习了交变电流的产生原理，对交变电流的定量描述问题进一步学习，以利用这些物理量描述交变电流的变化规律，是研究交变电流变化规律的基础和前提。课程标准对本节内容的要求是“能用函数表达式和图像描述交变电流，测算其峰值和有效值”。教材是这样来处理的：首先，学生应该能从数学角度进一步认识交变电流的周期性；然后，通过有效值的分析和计算再一次体会等效代替法在物理学科的应用；最后，通过一些拓展训练加深学生的理解。

二、学情分析

在这节课之前，学生已经学习圆周运动知识时，学生对周期性变化规律已经有了初步的认识，应充分利用已有的知识基础，另外，他们对交变电流的周期、频率、角频率（线圈转动的角速度）与匀速圆周运动相关物理量的联系也有了一定的了解。但是，对交变电流的“四值”的物理意义容易混淆，“四值”的应用更容易张冠李戴。应让学生通过定义细致区分其物理意义上的差别，通过实例辨析其适用范围。

三、教学目标

1、知识与技能

①.知道交变电流的周期和频率，以及它们与转子角速度ω的关系。②.知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系。③.知道我国供电线路交变电流的周期和频率。

2、过程与方法

①.用等效的方法得出描述交变电流的有效值。

②.学会观察实验，分析图象，由感性认识到理性认识的思维方式。

3、情感态度与价值观

①.通过对描述交变电流的物理量的学习，体会描述复杂事物的复杂性，树立科学、严谨的学习和认识事物的态度。

②.联系日常生活中的交变电流知识，培养学生将物理知识应用于生活和生产实际的意识，鼓励学生勇于探究与日常生活有关的物理学问题。

四、教学重点及难点

重点：周期、频率的概念，有效值的概念和计算 难点：有效值的概念和计算

五、教具 ：多媒体教学课件、小灯泡、手摇交流发电机模型、多媒体投影仪

六、教学方法：诱思探究教学法

七、课型：新授课

第 1页 /共 5页

八、教学过程

㈠、引入

上节课我们研究了矩形线圈在匀强磁场中转动，线圈中会产生正弦交流电。

教师利用投影仪展示线圈转动的截面图其中线圈长abl1,宽adl2,角速度为

[师问] 如何描述线圈中交变电流的变化规律呢?

[生答] ⑴、公式法：从中性面开始计时，l2 e2Bl1SintEmSint ⑵、图象法： 如图所示

[师问] 试确定t0、t1、t2、t3、t4时刻，图象坐标与线圈转动位置的对应关系？ [生答] t0、t1、t2、t3、t4线圈转过的角度分别为：0、3、、、2。

22[教师指出] 线圈转动一整圈，交变电流就完成一个周期性变化。这说明，线圈转动速度越快，交变电流周期性变化的越快。交变电流与恒定电流比较具有不同的特点，用那些量来描述交变电流呢？

㈡、揭示与强化

首先考虑用什么物理量来描述交变电流变化的快慢呢？

1、交变电流的周期和频率。

交变电流跟别的周期性过程一样，是用周期或频率来表示变化快慢的。（1）周期：我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变电流的周期。周期用T表示，单位是s。

（2）频率：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率。频率用f表示，单位是Hz。

（3）周期和频率的关系是：T11或f fT[说明]① 我国工农业生产和日常生活中用的交变电流周期是0.02S，频率是50Hz，电流方向每秒钟改变100次。② 交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度有关。越大，周期越短、频率越高。

[演示实验] 把小灯泡接在手摇交流发电机模型的输出端。当转子的转速由小增大

第 2页 /共 5页

时，我们看到，小灯泡发光的闪烁频率也由小增大，当转子的转速大到一定程度，由于交变电流的大小和方向变化太快，由于人眼存在视觉暂留的缘故，所以眼睛已不能分辨灯光的闪烁。这就是为什么照明电是交变电流，而电灯亮时看不见一闪一闪的原因。

２、交变电流的峰值和有效值

（1）交变电流峰值（Im、Em、Um）：指交变电流各个参量一个周期内所能达到的最大值。表示交变电流的强弱或电压的高低。实际中需要考虑。

例如：电容器接在交流电路中，应需要知道交变电压的最大值，电容器的额定电压应高于交变电压的最大值，否则电容器有可能被击穿。

（2）交变电流有效值（I、E、U）：

[思考与讨论] 如图所示的电流通过一个R=1Ω的电阻，它不是恒定电流。

(a)、怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量? 解析：图象反映的交变电流可以分为4段。前半个周期中，0—0.2S内，可看成电流大小为1A的恒定电流，0.2S—0.5S内，可看成电流大小为2A的恒定电流.后半个周期的电流与前半个周期方向相反，但产生热量相同。

则交流电的热量： Q

（b）如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大?

恒定电流的热量：

[教师指出] 1）有效值：（抓三个相同）让交流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在一个周期内内产生的热量相等，把恒定电流的值叫做这个交变电流的有效值。

2）正弦交流电有效值与最大值之间的关系

1(I12Rt1I22Rt2)2(1210.22210.3)2J2.8JQ2Q1I2Rt2.8JI2.8A1.7A11第 3页 /共 5页

[说明] ①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。

②交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的。引入有效值的的概念便于把处理恒定电流的一些方法拓展到交流电中。

㈢、延伸

例

1、试写出我国生活用电的规律表达式？ [学生] u2202Sin(100t)V

[解析] 生活用电的有效值U=220V，频率f=50Hz，所以

Um2202V，2f100Hz。又表达式uUmSint可得。

例2、如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流的有效值? 4232

[学生板演做题步骤，教师点评] 解析：交变电流一个周期内产生的热量

Q1

恒定电流的热量： Q2IRT

由有效值定义知： Q1Q2 解得： I5A 例

3、图中两交变电流通过相同的电阻R。求：（1）分别写出它们的有效值、周期和频率。（2）计算它们在R上产生的功率之比。

第 4页 /共 5页

（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2 ㈣、回归

1.周期或频率：表示交变电流变化的快慢。2.有效值：表示交变电流的热效应。

3.正弦交变电流有效值与最大值存在着一定的关系。

㈤、检测

1.完成课后习题 第4题

九、板书设计

１、交变电流的周期和频率（1）周期：（2）频率：

（3）周期和频率的关系： ２、交变电流的峰值和有效值

（1）交变电流峰值（Im、Em、Um）：（2）交变电流有效值（I、E、U）：

①有效值：

②正弦交流电有效值与最大值的关系

３、课堂小结 ４、作业

第 5页 /共 5页

第四篇：交变电流教案

§5.1《交变电流》

灵台一中 王佛宝

教学目标 知识与技能：

（1）使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。（2）掌握交变电流的变化规律及表示方法。

（3）理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。过程与方法：

（1）掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。

（2）培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。（3）培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。情感、态度与价值观： 培养学生理论联系实际的思想

教学重点：交变电流产生的物理过程的分析 教学难点：交变电流的变化规律及应用 教学过程： 新课导入：

今天我们开始学习交变电流，交变电流是电磁感应现象的进一步延伸。新课教学：

（一）探究手摇交流发电机输出电流的特点： 实验一：用手摇交流发电机对小灯泡供电 现象：小灯泡一闪一闪地发光

结论：电流的大小是周期变化的实验二：把手摇交流发电机和示教电流表相连

现象：指针左右摆动

结论：电流的方向是周期变化的

小结：手摇交流发电机的输出电流的大小和方向都随时间 做周期性的变化。

大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流（AC）

方向不随时间变化的电流称为直流（DC）

大小、方向均不随时间变化的电流叫恒定电流。

（二）探究交变电流的产生原理： 交流发电机的构造：

哪些边切割磁感线？（ab和cd）问题讨论：

（1）在转动过程中，哪个位置线圈中没有电流，哪个位置线圈中有电流，哪个位置线圈中电流最大？

物理学中把线圈平面垂直与磁感线的位置称为中性面。

2、你能判断出线圈从中性面开始逆时针转动一周中，线框中电流方向的规律吗？

3、你能总结线圈在转动过程中，电流的方向的变化规律吗？

线圈平面每经过中性面时，感应电流的方向就改变一次，线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。

4、你能定性的分析出线圈从中性面转动半周过程中电流的大小变化规律吗？

从中性面开始转动过程中，电流从零逐渐变大到最大，再由最大减小到下一个中性面变为零。

（三）定量分析交变电流的变化规律：

设AB长为L1，BC长为L2，转动的角速度为ω，磁感应强度为B。单匝：E=2BL1v⊥=2BL1VSint=2BL1.N匝：E=N BSSint

L2 Sint=BS Sint 2Em=N BS是感应电动势的最大值，叫做峰值。

由于电动势按正弦规律变化，当负载为电灯等用电器时，负载两端的电压u、通过的电流i，也按正弦规律变化，eNBSsintEmsint

iNBSsintImsintRr

uNBSRsintUmsintRr

这种按正弦函数规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流。思考：如果从线框平面与磁感线平行的位置开始计时，那么表达式如何？

enBScostEmcost

注意：两个特殊位置的不同特点：

（1）线圈平面与中性面重合时，SB，最大，e0，i0，电流方向发生改变；（2）线圈平面与中性面垂直时，S//B，0，e最大，i最大，电流方向不变； 正弦交变电流是一种最简单又最基本的交变电流，家庭电路的交变电流就是正弦交变电流。实际中应用的交变电流，不只限于正弦交变电流，它们随时间变化的规律是各种各样的。

例

1、发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为311V，其线圈共100匝，在匀强磁场中

匀速转动的角速度为100πrad/s,从线圈经过中性面开始计时。（1）写出当时的瞬时表达式。

（2）此发电机与外电路组成闭合电路时，总电阻为100Ω，求t1s时的电流。600（3）线圈转过180°的过程中，电动势的平均值，电动势达到的最大值各是多少？（4）磁通量变化率的最大值是多少？ 例

2、一正弦交流发电机的电动势为eEmsint，若将此发电机的转速和磁场均增加一倍，试写出这时电动势的表达式。

小结：本节课主要学习了以下几个问题：

（1）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流。

（2）从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSωsinω t,感应电动势的最大值为Em=NBSω。

（3）两个特殊位置的特点； 作业：见课件1.2.3.4题

第五篇：物理《描述交变电流的物理量》教案

一、教学目标

【知识与技能】

知道交变电流和电压的峰值及用途，并知道有效值的概念及计算。

【过程与方法】

用等效的方法求出交变电流的有效值。

【情感态度与价值观】

通过学习交变电流的有效值及峰值，明白其在生活中的具体应用，体会物理的生活性，增强学习物理的兴趣。

二、教学重难点

【重点】

交变电流的峰值及有效值的概念及计算。

【难点】

明白交变电流有效值的概念及计算。

三、教学过程

环节一:新课导入

复习上节课交变电流的产生来导入新课。

问题1：交变电流的产生原理是什么?它的表达式的意义及各个物理量的含义?

学生的回答之后引导其思考，在交变电流及电压中，除了最大值和角速度，还可以有哪些物理量来描述交流电?

学生回答：知道了线圈的转速，那么线圈在其中转动一圈的时间是多少?

教师点评：不错这个我们叫做周期，大家知道我们在实验室用学生电源做实验时，用电流表或者电压表测出来的电流和电压的示数表示什么意思嘛?

学生回答：表示电流和电压的大小。

教师点评：其实呢，大家答的有一定的道理，但在我们电学中，电流表和电压表的示数有一个专门含义叫做有效值，今天就来学习它。

引出课题——交变电流的峰值及有效值(板书)。

环节二：新课探究

(一)峰值

教师引导学生利用前面交流电的产生原理及表达式来理解交流电的峰值。

教师：我们前面学习交流电的产生，是因为线圈在磁场中以一定的角速度做周期性的转动，线圈转动一圈的时间就是线圈周期及交流电的周期T，周期的倒数就是线圈的频率1/T=f。根据交流电的数值表达式，我们知道交流电的电压是在不断变化，那么它的最值是多少?

学生回答：交流电的最大值就是Im和Em，最小值是为零。因为电压虽然有正负之分，但只是表示大小。

教师点评：同学分析的非常仔细，交流电的最大值Im和Em就是峰值，可以用来表示电流的强弱和电压的高低。

教师：大家知道电容器的所能承受的最大电压是有什么要求吗?对正常的家用电器来说是其铭牌上标记的220v吗?接下来学习解决这个问题?

(二)有效值

教师出示一道例题：

说明：以上三个球有效值的公式仅适用于正弦和余弦交变电，交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的。

环节三：巩固练习

教师提问：电容的击穿电压是电压峰值还是有效值?保险丝的熔断电流是交变电的峰值还是有效值?

学生回答：电容的击穿电压和保险丝的熔断电流都是其能承受的最大值，即其需大于正常使用的交变电的电压及电流的峰值。

教师总结：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。

环节四：小结作业

总结概括本节课的主要知识点：交流电的峰值及有效值的概念和意义。

并让学生课下思考：对于半周期或四分之一的周期的正余弦的有效值有交变的计算方法吗?