河北省石家庄二中高中物理5.2描述交变电流的物理量导学案(无答案)新人教版选修3_2

交变电流的描述1．知道描述交变电流的峰值、瞬时值、平均值、周期、频率等物理量，并理解这些物理量的意义。

知道交变电流的周期、频率、角速度三者间的关系。

2．理解交变电流有效值的含义，会根据有效值的定义求交变电流的有效值。

3．会用正弦式交变电流的公式和图像解决周期、频率、峰值、瞬时值和有效值的相关问题。

知识点一周期和频率[情境导学]右图为线框在磁场中转动产生交变电流的示意图。

图中电流表指针左、右摇摆说明了什么问题？提示：说明了线框在磁场中转动产生的交变电流具有周期性。

[知识梳理]1．周期交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫作交变电流的周期，通常用T表示，单位是秒。

2．频率交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比，叫作交变电流的频率，通常用f表示，单位是赫兹。

3．角速度ω(1)定义：产生交变电流的线圈单位时间内转过的角度。

(2)单位：弧度每秒(rad/s)。

(3)意义：角速度越大，则交变电流变化越快。

4．周期(T)、频率(f)及角速度(ω)之间的关系(1)周期和频率之间的关系为T ＝1f 或f ＝1T。

(2)角速度与周期、频率之间的关系为ω＝2πT＝2πf 。

5．转速n(1)定义：产生交变电流的线圈单位时间内转过的圈数。

(2)单位：转每秒(r/s)。

(3)意义：转速越大，交变电流变化越快。

6．我国民用交变电流的周期和频率 (1)周期：T ＝0.02 s 。

(2)频率：f ＝50 Hz 。

[初试小题] 1．判断正误。

(1)各国交变电流的周期都是0.02 s 。

(×)(2)若交变电流是线圈在匀强磁场中匀速转动形成的，则交变电流的周期也是线圈做圆周运动的周期。

(√)(3)我国提供市电的发电机转子的转速为3 000 r/min 。

(√) (4)交变电流的周期越大，交变电流变化就越快。

(×)2．[多选]一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4π rad/s 匀速转动，产生的交变电动势的图像如图所示，则( )A ．交变电流的频率是4π HzB ．当t ＝0时，线圈平面与磁感线垂直C ．当t ＝0.5 s 时，e 有最大值D ．交变电流的周期是0.5 s解析：选BD 由ω＝2πf 得交变电流的频率f ＝2 Hz ，所以周期为0.5 s ，A 错误，D 正确；当t ＝0时，电动势最小，穿过线圈的磁通量最大，线圈平面与磁感线垂直，B 正确；当t ＝0.5 s 时，线圈转动一周，e 为零，所以C 错误。

高中物理5.2描述交变电流的物理量导学案新人教版选修1、什么是交变电流?2、当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，从中性面开始计时，线圈中产生的感应电动势随时间怎样变化的,写出感应电动势函数表达式______________自主学习1、周期：交变电流完成________所需的时间；用________表示，单位是________、2、频率：1s内交变电流完成________的次数；用________表示，单位：________、3、根据电流的热效应来规定，让交流和恒定电流通过________，如果它们在________，就把这个恒定电流的数值叫做这个交流的有效值、重难点点拨1、对交变电流物理量的理解及应用例1、交变电流电压表达式为u＝20sin314tV，求这个交变电压的最大值Um、有效值U、周期T、频率f，画出交变电流的u－t 图象、变式训练1-1 电阻R1、R2与交流电源按照图甲方式连接，R1＝10Ω，R2＝20Ω，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的电流有效值为1、2AB、R1两端的电压有效值为6VC、通过R2的电流最大值是1、2AD、R2两端的电压最大值是6V2、交变电流中的能量问题例2、如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，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ω匀速转动，外电路电阻为R、当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上所产生的焦耳热Q、变式训练2-1、一只标有“220V,100W”的电炉，接在u＝156sin314tV的电路上，问：(1)通过电炉的电流变化的规律如何表达？在t＝0、1s时，与电炉串联的交流电流表、并联的交流电压表的读数各为多大？(2)电炉的实际功率多大？3、开放、探究例3、如图,OO上方有垂直直面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一单匝半线圈以角速度ω绕OO轴匀速转动，半圆面积为S。

高中物理 5.2描述交变电流物理量导学案(新人教版)选修描述交变电流的物理量【学习目标】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、【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、预习案【自主学习】1、交变电流完成一次周期性变化的______称为交变电流的周期，通常用______表示，单位是______，交变电流在1s内完成周期性变化的______叫做它的频率，通常用_____表示，单位是______，周期和频率互为倒数，即______或______2、让交流与恒定电流分别通过______的电阻，如果在交流的一个______内它们产生的______相等，这个恒定电流的I、U叫做这个交流电流，电压的有效值。

3、正弦交变电流的有效值I,U与峰值Im，Um之间有如下的关系________________, ______________________【学始于疑】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？探究案【合作探究一】周期和频率问题1：如何描述线圈中交变电流的变化规律呢（1）、公式法：从中性面开始计时，（2）、图象法：如图所示问题2：、试确定时刻，图象坐标与线圈转动位置的对应关系？答：线圈转过的角度分别为：0、、、、。

问题3：用什么物理量来描述交变电流变化的快慢呢？启发式提问我们以前学过那种典型的周期性运动？他用什么物理量描述快慢？（匀速圆周运动）归纳总结1、交变电流的周期和频率。

（1）周期：我们把，叫做交变电流的周期。

周期用T表示，单位是s。

（2）频率：，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：【合作探究二】峰值和有效值问题1：写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？问题2：峰值、有效值和平均值有什么区别？问题3、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是：，是不是对一切交变电流都是如此？问题4、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？归纳总结：交变电流的峰值（Em，Im，Um）交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流或电压变化幅度。

“学案导学，合作探究”课堂模式导学案第5.2节描述交变电流的物理量一、总体目标：学习目标1．知道交变电流的周期、频率的含义，以及它们相互关系．2．知道交变电流的峰值和有效值之间的关系．3．通过实例分析认识有效值的物理意义，体会“等效思想”的运用．4．具有运用类比、迁移的科学方法分析新问题的意识和能力．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．二．要点导学自主预习1.周期和频率(1)周期T:交变电流完成一次①周期性变化所需的时间。

通常用T表示,单位是②秒。

(2)频率f:交变电流在1 s内完成③周期性变化的次数,即f=④。

(3)角速度ω:ω==⑤2πf。

2.峰值和有效值(1)峰值:交变电流在一个周期内所能达到的⑥最大值叫作交变电流的峰值,以此可以表示交变电流的强弱或电压的高低。

(2)有效值:根据电流的⑦热效应规定,让交变电流和直流电流通过相同阻值的电阻,如果它们在相同时间内产生的⑧热量相等,就把这一直流电的数值叫作该交变电流的有效值。

交变电流的电动势、电流和电压的有效值分别用E、I和U表示。

(3)正弦交变电流有效值和峰值的关系是E=⑨,U=⑩,I=。

注意:这一关系只适用于正弦式交变电流。

3.相位两支交流电的瞬时电压与时间的关系分别为u 1=E m sin (ωt+φ1)、u 2=E m sin (ωt+φ2),则第一支交流电的相位为 ωt+φ1 ,这两支交流电的相位差为 φ2-φ1 。

三．展示交流、合作探究 点拨讲解（预习教材提出疑问） 四．经典例题透析例1：如图所示，为一交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电的有效值是 ( ) A ．52A B ．5A C ．32A D ．3.5A例2：如图5-2-11所示，交变电流发电机的矩形框ab=dc=0.40m,bc=ab=0.20 m ，共有50匝线圈，其电阻r=1.0 Ω，在磁感应强度B=0.20 T 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的对称轴OO ′以π100r/s 的转速匀速转动，向R=9.0Ω的电阻器供电，求：（1）发电机产生的电动势的最大值；（2）从线框处于中性面时开始计时，写出闭合电路中电流随时变化的函数表达式；（3）交变电流电压表和电流表的示数； （4）此发电机的功率. 五．学以致用，巩固提升1、一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬时值的表达式为2220=e sin100πt V ，下列说法中正确的是： [ ]A ．频率是50HzB ．.当t =0时，线圈平面与中性面重合C ．当1001=t s 时，e 的值最大，为2202V D ．线圈转动的角速度为314rad/s2、下列数据中不属于交变电流有效值的是（ ） A.交流电表的示数 B.灯泡的额定电压C.电容器的耐压值D.保险丝的额定电流3、一个接在直流电源上的电热器所消耗的电功率为P 1，若把它接到电压最大值与直流电压相等的正弦式交流电源上，该电热器所消耗的电功率为P 2，则P 1：P 2为：[ ] A.2：1B.1：2C.1：1D.1：24、一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T 。

描述交变电流的物理量教学目标1. 知识与技能(1)知道交变电流的周期和频率，知道频率和角速度的关系．(2)知道交变电流和电压的峰值、瞬时值、有效值及其关系，能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值．(3)会用正弦交流电的有效值进行有关计算．(4)知道我国生产和生活用电的周期(频率)大小．2. 过程与方法(1)用等效的方法得出交变电流的有效值．(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．教学重难点1．周期、频率、峰值的概念．2．有效值的概念和计算．教学准备小灯泡、手摇交流发电机模型、多媒体课件等．Ｋ教学过程设计铭牌上的220 V是什么含义？铭牌上的50 Hz是什么含义？答案点拨：当给电磁打点计时器的线圈通电后，线圈产生磁场，线圈中的振片被磁化，振片在永久磁铁磁场的作用下向上或向下运动，由于交变电流的方向每个周期要变化两次，因此振片被磁化后的磁极要发生变化，永久磁铁对它的作用力的图片中电容器的两个参数的含义是什么？内电阻R产生的热量？如果有一个恒定电流通过这个电阻R，也能在同样的热量，这个电流是多大？【课件展示】利用多媒体课件展示两支交变电流的电压与时间关系的图象.问题：(1)两支交变电流的周期、峰值相同吗？它们有什么不同？(2)图象甲的交变电流的瞬时电压与时间的关系式是什么？答案点拨：(1)两交变电流的周期和峰值都相同，它们的瞬时电压达到峰值的时间不同.板书设计2 描述交变电流的物理量一、周期和频率1.周期：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,通常用T 表示2.频率：交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数叫做交变电流的频率通常用f 表示，单位是赫兹，简称赫，符号是Hz3.周期和频率的关系：T ＝1f)或1T 二、峰值和有效值1.交变电流的峰值I max 或U max 是一个周期内所能达到的最大数值，表示交变电流的强弱或电压的高低2.有效值：让交变电流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相等，把恒定电流的电流I 、电压U 叫做这个交变电流的有效值3.有效值与峰值的关系：I ＝max √2＝0.707I max ，U ＝max √2＝0.707U max三、相位1.正弦符号“sin”后面的量“ωt ＋φ”叫做交变电流的相位，φ是t ＝0时的相位，叫做交变电流的初相位2.两支交流的相位之差叫做它们的相位差。

第2节描述交变电流的物理量1.周期和频率描述交变电流变化的快慢，我国日常生活用电的频率为50 Hz。

2．有效值是根据电流的热效应进行定义的，对于正弦交变电流来说，有效值和峰值的关系为：I＝错误!，U＝错误!。

3．不同的交流发电机在向同一个电网供电时，它们的相位差必须为零。

一、周期和频率1．物理意义描述交变电流变化快慢的物理量。

2．周期交变电流完成一次周期性变化所需的时间;用T表示,单位是秒(s)。

3．频率交变电流在1 s内完成周期性变化的次数；用f表示，单位是赫兹(Hz）。

4．ω、T、f的关系ω＝错误!＝2πf，T＝错误!或f＝错误!。

5．我国民用交变电流的周期和频率(1）周期：T＝0.02 s。

（2）频率:f＝50 Hz。

ω＝100π rad/s,电流方向每秒钟改变100次。

图5。

2­1二、峰值、有效值和相位1．峰值(1）定义:交变电流的电压、电流所能达到的最大数值。

（2）应用：电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值。

2．有效值(1)定义：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，则这个恒定电流的电流I、电压U，叫做这个交流的有效值。

（2）应用①交流用电设备上所标的额定电压和额定电流.②交流电压表测量的数值.③无特别说明时提到的交变电流的数值。

3．峰值和有效值的关系对于正弦式交变电流,有效值I、U与峰值I m、U m之间的关系：I＝错误!，U＝错误!。

4．相位(1)正弦式交变电流瞬时值表达式中正弦符号“sin”后面的量“ωt＋φ”叫做交变电流的相位，“φ”叫初相位。

(2)两支交流的相位之差叫做它们的相位差;当它们的频率相同时,相位差是个常数.1．自主思考—-判一判(1）各国交变电流的周期都是0。

02 s。

（×）(2)若交变电流是线圈在匀强磁场中匀速转动形成的,则交变电流的周期也是线圈做圆周运动的周期。

(√)(3）我国提供市电的发电机转子的转速为3 000 r/min。

高中物理 5.2表征交变电流的物理量导学案新人教版选修5、2描述交变电流的物理量【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、【自学导引】（一）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________变化所需的时间，用T 表示，单位是___、2、频率：1s内交变电流完成周期性变化的_______，用f表示，单位是____、（1）关系：___________（2）我国工农业及生活用电的周期为______s，频率为_______Hz，电流方向每秒改变_______次、（二）描述交变电流大小的物理量1、峰值（1）定义：交变电流的电压、电流所能达到的_________(2)意义：用来表示电流的_______或电压的________(3)应用：电容器所能承受的电压要_____交流电压的峰值。

2、有效值（1）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_______内产生的______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、★疑难辨析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、在计算交变电流通过导体产生的焦耳热，做功的电功率（瞬时功率除外）以及保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值、2、交变电流的平均值其数值可用计算、3、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，★典例精析、例1：一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、5AB、5AC、3、5D、3、5A例2如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈内阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO’轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。

E m 0 5.1交变流电[学习目标]1、理解交变电流的产生原理及变化规律；2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系；3、理解电感、电容器对交变电流有阻碍作用的原因？ [自主学习]一、交变电流的产生 1、什么是中性面？2、当线圈处于中性面时，穿过线圈的磁通量 ，感应电流为 ，而当线圈垂直于中性面时，穿过线圈的磁通量为 ，感应电流 。

3、线圈每转动一周，电流方向改变 次，电流方向改变时，线圈处于什么位置？我国日常生活中使用的交变电流一秒中电流方向改变 次。

二、交变电流的描述1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？2、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是： ，是不是对一切交变电流都是如此？3、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？三、电感、电容1、试分析电感电容器对交变电流有阻碍作用的原因？感抗与容抗与那些因素有关？有什么关系？2、扼流圈分为低频扼流圈和高频扼流圈：那低频扼流圈的作用是： ，高频扼流圈的作用是： 。

[典型例题]例1：一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e 随时间t 的变化如图所示，下列说法中正确的是（ ） A 、t 1时刻通过线圈的磁通量为零； B 、t 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；C 、t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；D 、每当e 改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大RE14 2-3 2例2、如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值（）A、5 2 AB、5AC、3.5 2 AD、3.5A例3：如图，矩形线圈面积为s，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO`轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。

求：⑴、写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；⑵、如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；⑶、当线圈由图示位置转过900的过程中，电阻R上所产生的热量；⑷、当线圈由图示位置转过900的过程中，通过电阻R的电荷量。

《描述交变电流的物理量》导学案一、学习目标1、理解交变电流的周期、频率、峰值、有效值等物理量的概念。

2、掌握周期和频率的关系，能够进行相关计算。

3、理解峰值和有效值的区别，并能运用有效值解决实际问题。

二、知识回顾在学习描述交变电流的物理量之前，我们先来回顾一下直流电的相关知识。

直流电的电流方向是恒定不变的，其大小也相对稳定。

三、新课导入我们生活中使用的市电，电流的大小和方向是不断变化的，这就是交变电流。

那么，如何准确地描述交变电流的特性呢？这就需要引入一些特定的物理量。

四、交变电流的周期和频率1、周期（T）定义：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。

单位：秒（s）举例：我国生活用电的周期为 002s。

2、频率（f）定义：交变电流在 1 秒钟内完成周期性变化的次数。

单位：赫兹（Hz）关系：f ＝ 1/T通过周期和频率，我们能够描述交变电流变化的快慢。

五、交变电流的峰值和有效值1、峰值（Im、Um）定义：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值。

意义：反映交变电流的变化范围。

2、有效值（I、U）定义：让交流与恒定电流分别通过相同电阻，如果在相同时间内产生的热量相等，那么这个恒定电流的值就叫做该交流的有效值。

计算：对于正弦式交变电流，有效值与峰值的关系为 I ＝Im/√2，U ＝Um/√2有效值在实际应用中具有重要意义，例如我们使用的电器铭牌上标注的电压、电流值都是有效值。

六、实例分析例 1：一个正弦式交变电流的周期为 002s，求其频率。

解：根据 f ＝ 1/T，可得 f ＝ 1/002 ＝ 50Hz例 2：某正弦式交变电流的峰值为 10A，求其有效值。

解：由 I ＝ Im/√2，可得 I ＝10/√2 ≈ 707A七、课堂练习1、一个交变电流的周期是 01s，它的频率是多少？2、某交变电流的峰值为 20V，求其有效值。

八、课后作业1、完成课本上相关的习题。

2、思考：在实际生活中，为什么我们更关注交变电流的有效值而不是峰值？通过对描述交变电流的物理量的学习，我们能够更深入地理解交变电流的特性，为后续的学习和实际应用打下坚实的基础。