高中物理新课标人教选修描述交变电流的物理量PPT学习教案

1、会计学1高中物理新课标人教选修描述交变电流高中物理新课标人教选修描述交变电流的物理量的物理量第1页/共26页第2页/共26页复习回顾复习回顾(一一)交变电流：交变电流： 大小和方向随时间做周期性变化大小和方向随时间做周期性变化的电流的电流; ;简称简称交流交流。 其中按其中按正弦规律正弦规律变化的交流电叫变化的交流电叫正弦交流电正弦交流电。 第3页/共26页 线圈在线圈在匀强匀强磁场中磁场中绕垂直于磁场绕垂直于磁场方向的轴方向的轴匀速匀速转动时，产生转动时，产生正弦交流正弦交流电电。 跟磁场方向垂直的平面叫做跟磁场方向垂直的平面叫做中性面中性面。这一位置穿过线圈的。这一位置穿过线圈的磁通量最大

2、磁通量最大，磁磁通量变化率为零通量变化率为零，线圈中，线圈中无感应电动势无感应电动势。1、产生：、产生：2、中性面：、中性面：(二二)正弦交流电的产生及变化规律正弦交流电的产生及变化规律 第4页/共26页3 3、规律：、规律： 瞬时值表达式：瞬时值表达式：从中性面开始计时从中性面开始计时tIimsin电压电压: :tUumsintEemsin电动势电动势: :SNBEm在在纯电阻电路纯电阻电路中中: :电流电流: :第5页/共26页最大值（峰值）：最大值（峰值）： Em 、m 、 UmSNBEm瞬时值：瞬时值： e 、i 、utEemsin第6页/共26页abcdKLABabcdK LABab

3、cdkLABabcdkLABabcdkLAB:第7页/共26页第8页/共26页一、周期和频率一、周期和频率1 1、周期：、周期：交变电流完成交变电流完成一次周期性变化一次周期性变化所需的时间。所需的时间。 角频率：角频率：线圈在磁场中转动的线圈在磁场中转动的角速度角速度 2 2、频率：、频率：交变电流一秒内完成交变电流一秒内完成周期性变化周期性变化的次数。的次数。物理意义：表示交流电物理意义：表示交流电变化的快慢变化的快慢3 3、关系：、关系：Tf1fT22一个周期内电流方向改变两次。一个周期内电流方向改变两次。第9页/共26页 1、我国生产和生活用交流电的、我国生产和生活用交流电的周期周期T

4、=_s，频率，频率f= _Hz，角速度角速度=_rad/s，在，在1s内电流内电流的方向变化的方向变化_次。次。0.0250100100课堂练习课堂练习第10页/共26页2、某交流发电机产生的感应电动势与时、某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的使线圈的转速加倍转速加倍，则交流电动势的最大值和，则交流电动势的最大值和周期分别变为周期分别变为 ( )A400V, 0.02s B200V, 0.02sC400V, 0.08s D200V, 0.08s第11页/共26页3、如图示为某正弦交流电流的图、如图示为某正弦交流

5、电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。出该电流的瞬时值表达式。 Im20A100rad/s.电流的瞬时表达式为电流的瞬时表达式为i20sin100t (A)T0.02s第12页/共26页 二、峰值和有效值二、峰值和有效值1、峰值：、峰值：电流或电压所能达到的最大值。电流或电压所能达到的最大值。SNBEm第13页/共26页 电容电容 耐压值（耐压值（最大值）最大值）第14页/共26页2、瞬时值：、瞬时值： e 、i 、utEemsin第15页/共26页由于交变电流的大小和方向随时间变化由于交变电流的大小和方向随时间变化，它产生的效果也随时

6、间变化，在实际，它产生的效果也随时间变化，在实际中我们常常不研究它的瞬时效果，而是中我们常常不研究它的瞬时效果，而是只要知道交变电流只要知道交变电流在某段时间内的平均在某段时间内的平均效果效果就可以了。就可以了。那么我们怎样来衡量交变电流的平那么我们怎样来衡量交变电流的平均效果呢？均效果呢？ 请看下面的思考与讨论请看下面的思考与讨论第16页/共26页22212122)1 (RtIRtIQJ8 .2RtIQ2)2(AI8 . 2第17页/共26页3.3.有效值有效值 定义：定义： 根据根据电流的热效应电流的热效应来规定，让交流与直流分来规定，让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内

7、它别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。个交流的有效值。4.4.正弦交流电正弦交流电的有效值与最大值的关系：的有效值与最大值的关系：2mEE 2mII E、U、I二、峰值和有效值二、峰值和有效值第18页/共26页说明：说明：A、以上关系式只适用于、以上关系式只适用于正弦正弦或或余弦余弦交交流电；流电；B、交流用电器的、交流用电器的额定电压额定电压和和额定电流额定电流 指的是有效值；指的是有效值； C、交流电流表和交流电压表交流电流表和交流电压表的读数是的读数是 有效值有效值D、对于交流电若没

8、有特殊说明的均指、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值有效值第19页/共26页平均值平均值：ENt2 2、求通过某导体截面的、求通过某导体截面的电量电量一定要用一定要用平均值。平均值。注意：注意：峰值峰值（最大值）、（最大值）、有效值有效值、 平均值平均值在应用上的区别。在应用上的区别。 1 1、在求交流电的、在求交流电的功、功率或电热功、功率或电热时时必须用交流电的有效值。必须用交流电的有效值。 第20页/共26页4 4、某交流电压随时间的变化规律如图所、某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频率是示，则此交流电的频率是_Hz_Hz。若将该电压。若将该电压加在加在10uF10uF

9、的电容器上，则电容器的耐压值不应的电容器上，则电容器的耐压值不应小于小于_V_V；若将该电压加在一阻值为；若将该电压加在一阻值为1K1K的的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于流不能低于_A_A。20020020.2520021 . 0u/vt/s课堂练习课堂练习第21页/共26页5、图中两交变电流通过相同的电阻、图中两交变电流通过相同的电阻R。求：。求：（1）分别写出它们的有效值、周期和频率。（）分别写出它们的有效值、周期和频率。（2）计算它们在）计算它们在R

10、上产生的功率之比。上产生的功率之比。（2）P甲甲:P乙乙I12R:I22R（I1I2）21:2 AI225) 1 (1sT4 . 01Hzf5 . 21AI52sT3 . 02Hzf3 . 32第22页/共26页 6.如图表示一交流的电流随时间变如图表示一交流的电流随时间变化的图像化的图像,求该电流的有效值。求该电流的有效值。4 23 2222121122I RTI RTI RT22121()2III221(4 2)(3 2)52A第23页/共26页3、最大值（峰值）：、最大值（峰值）： Em Um m 4、瞬时值：、瞬时值： u i e1、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。2、频率：一秒内完成周期性变化的次数。、频率：一秒内完成周期性变化的次数。Tf1fT225、有效值有效值： E U I （1 1）定义）定义： 根据根据电流的热效应电流的热效应来规定，让交流电和直流通过来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。（2 2）正弦交流电正弦交流电的有效值与最大值的关系：的有效值与最大值的关