高中物理 第五章 2 描述交变电流的物理量课件 粤教选修32

1、2021/8/11 星期三12 描述交变电流的物理量2021/8/11 星期三2知识点 1交变电流的周期和频率1周期 T：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，单位是秒，符号为 s.2频率 f：交变电流在 1 s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号为 Hz.2021/8/11 星期三34角速度和频率的关系：2f.5常识：我国通用交变电流的周期是 0.02 s，频率为 50 Hz.知识点 2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 EmNBS.2有效值：让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交

2、流的一个周期内它们产生的热量相等，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2021/8/11 星期三4知识点 3相位1相位：对于两支交流电 e甲Emsin t 和 e乙Emsin (t)，称t 或t分别为它们的相位2相位差：两支交流电的相位之差叫做它们的相位差知识点 4 对交变电流有效值的理解1正(余)弦式交变电流的有效值与峰值的关系2021/8/11 星期三52注意事项(1)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(2)各种交流电流表和交流电压表的测量值也都是有效值2021/8/11 星期三6(3)凡涉及能量问题，如电能与其他

3、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(4)家庭电路电压 220 V 和动力电压 380 V 是指有效值(5)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3几种典型交流电的有效值交变电流的有效值是根据电流的热效应，利用等效的观点来定义的一般取一定时间(一个周期)根据恒定电流与交流电产生的热量一样来求解，比如下面几种典型的有效值：2021/8/11 星期三7交变电流名称交变电流图样有效值正弦式交变电流正弦半波交变电流2021/8/11 星期三8正弦单向脉冲电流矩形脉冲电流非对称性脉冲电流2021/8/11 星期三9【例 1】图

4、 521 表示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()B图 521解析：由图象可知，该电流是交流电，而并非正弦交流电，不能用正弦交流电有效值的公式来求有效值只能根据非对称性脉冲电流的热效应来求2021/8/11 星期三101电阻 R1、R2 和交流电源按照图 522 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(图 5222021/8/11 星期三11解析：先求出电流的有效值，则可以求出电压的有效值答案：B2021/8/11 星期三12种类区别有效值峰值瞬时值平均值物理意义根据电流的热效应来定义

5、的交变电流的最大值某一时刻电压、电流的大小一段时间电压、电流的平均值计算方法根据热效应求解有效值的大小知识点 5 有效值、峰值、瞬时值、平均值的区别2021/8/11 星期三13BCA交变电流的频率为 100 HzB电动势的有效值为 220 VC电动势的峰值约为 311 VDt0 时，线圈平面与中性面垂直2021/8/11 星期三142(双选，2011 年肇庆检测)一矩形金属线圈，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动线圈中产生的电动势 e 随)时间 t 变化的情况如图 523 所示下列说法正确的是(图 5232021/8/11 星期三15A此交流电的频率为 0.5 HzB此交流电的电动势有

6、效值为 2 VCt0.01 s 时，线圈平面与磁场方向垂直Dt0.02 s 时，线圈磁通量变化率为零答案：CD2021/8/11 星期三16题型 1交变电流图象中的有效值和频率【例 3】(双选)如图 524 表示一交变电流随时间而变化的图象，则此交变电流的()图 5242021/8/11 星期三17答案：BC2021/8/11 星期三183(双选，2010 年潮州模拟)一正弦交流电的电压随时间变)化的规律如图 525 所示由图可知(图 5252021/8/11 星期三19A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 1

7、41.4 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答案：BD2021/8/11 星期三20题型 2交变电流热量的求解【例 4】阻值为 1 的电阻上通以交变电流，其 it 关系如)图 526 所示，则在 01 s 内电阻上产生的热量为(图 526A1 JB1.5 JC2 JD2.8 J解析：对于此题我们可以分段求解，前 0.2 s 和后 0.2 s 产生的热量分别为0.2 J，中间0.6 s 产生的热量为2.4 J，所以在01 s 内电阻上产生的热量为 2.8 J，D 选项正确D2021/8/11 星期三214图 527 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 528 所示波形，从而进入保温状态则此时交流电压表()图 527图 528