描述交变电流的物理量课件

2.2怎样描述交变电流2.2怎样描述交变电流1线圈平面与磁感线垂直的位置（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零（3）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次（2）线圈经过垂直中性面时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，线圈中的电动势为最大。中性面线圈平面与磁感线垂直的位置（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的2电动势按正弦规律变化交变电流的变化规律

(从中性面开始计时)(从垂直于中性面位置开始计时)电动势按正弦规律变化交变电流的变化规律(从中性面开始计时)3et0Em-Emt0Im-ImiT/42T/43T/4TΦmΦ交流电的图像

et0Em-Emt0Im-ImiT/42T/43T/4TΦm4例2.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间（

）A.线圈平面与磁感线平行

B.通过线圈的磁通量最大C.线圈中的感应电动势最大

D.线圈中感应电动势的方向突变BD例2.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间5例3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图，则在时刻（

）A.t1，t3线圈通过中性面B.t2，t4线圈中磁通量最大C.t1，t3线圈中磁通量变化率最大D.t2，t4线圈平面与中性面垂直AD例3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图6例4.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=2T,匝数n=20的矩形线圈ABCD绕中心轴OO′匀速转动,角速度ω=200rad/s。已知AB=0.2m,BC=0.1m,线圈的总电阻R=40Ω,试求：⑴感应电动势的最大值，感应电流的最大值；⑵设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；⑶当ωt=30°时，线圈中的电流的瞬时值是多大？⑷线圈从图示位置转过

的过程中，感应电动势的平均值是多大？OO′例4.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=2T,匝数n=20的7交流电知识点复习1.交流电的特征：方向随时间周期性变化2.交流电的产生：d(c)a(b)vv甲a(b)vd(c)v乙d(c)vv丙a(b)d(c)va(b)v丁a(b)vv戊d(c)交流电知识点复习1.交流电的特征：方向随时间周期性变化2.交8结论（1）：线圈处在中性面时，磁通量

，磁通量变化率为

，感应电动势为

。线圈处在垂直中性面时，磁通量

，磁通量变化率为

，感应电动势为

。d(c)a(b)vv甲a(b)vd(c)v乙d(c)vv丙a(b)d(c)va(b)v丁a(b)vv戊d(c)最大零零为零最大最大结论（2）：线圈每经过

时，电流方向改变一次，转动一周，方向改变

次。中性面两结论（1）：线圈处在中性面时，磁通量，磁93.交流电的变化规律：电动势按正弦规律变化(从中性面开始计时)(从垂直于中性面位置开始计时)3.交流电的变化规律：电动势按正弦规律变化(从中性面开始计时101.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过垂直中性面瞬间（）A.线圈平面与磁感线平行B.线圈平面与磁感线垂直C.通过线圈的磁通量最大D.线圈中的感应电动势最大作业讲评课堂检测AD1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过垂直中性面瞬112.交流发电机在工作时的电动势为e＝Emsinwt，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为（）A.Emsinwt/2B.2Emsinwt/2C.Emsin2wtD.2Emsin2wtD2.交流发电机在工作时的电动势为e＝Emsinwt，若将其123.如图所示,一矩形线圈，面积为100cm2，匝数为100，在场强为B=0.2的匀强磁场中绕着轴匀速转动，角速度为100πrad/s，试求解:⑴当线圈平面与磁场平行时,线圈中的感应电动势的大小;⑵当线圈从中性面开始,经过1/200s时间转到图示位置,线圈中的感应电动势的大小.3.如图所示,一矩形线圈，面积为100cm2，匝数为100，134.如图所示，矩形线圈100匝，ab=30cm，ad=20cm，匀强磁场磁感应强度B=0.8T，绕轴OO＇从图示位置开始匀速转动，角速度ω=100πrad/s，试求：⑴穿过线圈的磁通量最大值φm=?线圈转到什么位置时取得此值？⑵线圈产生的感应电动势最大值Em=?线圈转到什么位置时取得此值？⑶写出感应电动势e随时间变化的表达式。4.如图所示，矩形线圈100匝，ab=30cm，ad=20c14一、周期和频率----表征交流电变化的快慢。1.周期（T）：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。2.频率（f）：一秒内完成周期性变化的次数。3.关系：一、周期和频率----表征交流电变化的快慢。1.周期（T151.我国生产和生活用交流电的周期T=_____s，频率f=____Hz，角速度ω=_____rad/s，在1s内电流的方向变化____次。课堂练习0.0250100π1001.我国生产和生活用交流电的周期T=_____s，频率f=162.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，仅使线圈的转速加倍，则电动势的最大值和周期分别变为（）A．400V，0.02sB．200V，0.02sC．400V，0.08sD．200V，0.08s1.我国生产和生活用交流电的周期T=_____s，频率f=____Hz，角速度ω=_____rad/s，在1s内电流的方向变化____次。课堂练习0.0250100π100B2.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171.一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sin(100πt)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s时，e的值最大，为220VD.线圈转动的角速度为314rad/sABD1.一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18二、峰值和瞬时值----表征交变电流的大小1.最大值（峰值）：

Em,Um,Ｉm电容器接在交流电路中，就需要知道交变电压的最大值。2.瞬时值：e,u,i二、峰值和瞬时值----表征交变电流的大小1.最大值（峰值）19思考与讨论：如图的电流通过一个R=1Ω的电阻。它不是恒定电流。1.怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？2.如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大？

思考与讨论：如图的电流通过一个R=1Ω的电阻。它不是恒定电流20（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：3.有效值：E，U，I（1）定义：根据电流的热效应来规定，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等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：3.有效值：E，U，21(3)说明：

①.以上关系式只适用于正弦交流电；②.交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；③.交流电流表和电压表的读数是有效值；④.计算电流做功或热功率、热量均用有效值；⑤.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值；⑥.计算电容器的击穿电压用交变电流的峰值；⑦.求通过某导体截面的电量一定要用电流的平均值.4.平均值：(3)说明：4.平均值：22例1.表示交变电流随时间变化图象.如图所示，则交变电流有效值为()A.5A B.5AC.3.5A D.3.5A00.020.04t/Si/AB

例1.表示交变电流随时间变化图象.如图所示，则交变电流有效23

练习2：如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。练习2：如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。244.有一交变电源u=200sin（10πt）v，该交变电源的周期是

，接在该交变电源上的电压表读数是

；如果将某电容器接在该交变电源上，为使电容器不被击穿，该电容器的最小耐压值为

。0.2s141v200V4.有一交变电源u=200sin（10πt）v25

例2.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_____Hz。若将该电压加在10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于______V；接在该交变电源上的电压表读数是

；若将该电压加在一阻值为100Ω的纯电阻用电器上，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流不能低于______A。200－20020.25200u/vt/s141v例2.某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频26例2.交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4m，bc=ad=0.2m，共50匝，线圈电阻r=1Ω，线圈在B=0.2T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO′以r/s转速匀速转动，外接电阻9Ω，如图所示。求：⑴电压表读数；⑵电阻R上电功率。（3）线框匀速转动一周，外力做功多少？（4）从此位置旋转60°时，感应电动势瞬时值为多大？（5）从此位置旋转30°过程中，流过电阻R上的电荷量为多少？例2.交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4m，bc=a27

例3.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。例3.如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流的有28

例4.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。（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2

例4.图中两交变电流通过相同的电阻R。求：（1）分别写出29练习3:一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为u=10sinωtV的交流电源上，它的发热功率（）

A．0.25PB．0.5P

C．PD．2PB练习3:一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，当30

例4.如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝1／πT，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式；(2)线圈转过1／30s时电动势的瞬时值多大；(4）电路中电压表和电流表示数

各是多(3)

从此位置旋转60°时，感应电动势瞬时值为多大？e=例4.如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝；线31

例4.如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝1／πT，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：(5)电阻R上电功率。(6)线圈每转过一周，外力所做的功。(8）在线圈由图示位置转过90°的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q.(7)从此位置旋转30°过程中，流过电阻R上的电荷量为多少？2.5J

在此过程中电阻R上的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的1／4，

例4.如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝；线32描述交变电流的物理量课件33

例5.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。在线圈由图示位置转过90°的过程中，求：(1)通过电阻R的电量q；(2)

电阻R上产生的焦耳热Q

在此过程中电阻R上的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的1／4，

例5.如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈34

练习4：边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以OO’为轴匀速转动，角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R，求：(1)线圈从图示位置转过T／4的过程中产生的热量Q．(2)线圈从图示位置转过T／4的过程中通过线圈某截面的电量q．练习4：边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁35小结3、最大值（峰值）：

EmUm

Ｉm

4、瞬时值：

uie1、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。5、有效值：EUI

（1）定义：

根据电流的热效应来规定，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等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：注意：A.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值C.求通过某导体截面的电量一定要用平均值。B.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。

小结3、最大值（峰值）：EmUmＩm436例3.交流发电机模型的矩形线圈abcd在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。线圈共有n匝，边长ab=L1，bc=L2，线圈的内电阻为r，外电阻为R，磁感应强度是B，线圈转动的角速度是ω，如图所示。求：(1)转动过程中电流表的读数；(2)电阻R上电功率；(3)线圈转动一周，外力做了多少功？(4)线圈转过600角的过程中，通过R的电荷量是多少？(5)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过600角时的瞬时感应电动势；电压表的读数例3.交流发电机模型的矩形线圈abcd在匀强磁场中绕与磁场37描述交变电流的物理量课件382.2怎样描述交变电流2.2怎样描述交变电流39线圈平面与磁感线垂直的位置（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零（3）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次（2）线圈经过垂直中性面时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，线圈中的电动势为最大。中性面线圈平面与磁感线垂直的位置（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的40电动势按正弦规律变化交变电流的变化规律

(从中性面开始计时)(从垂直于中性面位置开始计时)电动势按正弦规律变化交变电流的变化规律(从中性面开始计时)41et0Em-Emt0Im-ImiT/42T/43T/4TΦmΦ交流电的图像

et0Em-Emt0Im-ImiT/42T/43T/4TΦm42例2.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间（

）A.线圈平面与磁感线平行

B.通过线圈的磁通量最大C.线圈中的感应电动势最大

D.线圈中感应电动势的方向突变BD例2.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间43例3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图，则在时刻（

）A.t1，t3线圈通过中性面B.t2，t4线圈中磁通量最大C.t1，t3线圈中磁通量变化率最大D.t2，t4线圈平面与中性面垂直AD例3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图44例4.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=2T,匝数n=20的矩形线圈ABCD绕中心轴OO′匀速转动,角速度ω=200rad/s。已知AB=0.2m,BC=0.1m,线圈的总电阻R=40Ω,试求：⑴感应电动势的最大值，感应电流的最大值；⑵设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；⑶当ωt=30°时，线圈中的电流的瞬时值是多大？⑷线圈从图示位置转过

的过程中，感应电动势的平均值是多大？OO′例4.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=2T,匝数n=20的45交流电知识点复习1.交流电的特征：方向随时间周期性变化2.交流电的产生：d(c)a(b)vv甲a(b)vd(c)v乙d(c)vv丙a(b)d(c)va(b)v丁a(b)vv戊d(c)交流电知识点复习1.交流电的特征：方向随时间周期性变化2.交46结论（1）：线圈处在中性面时，磁通量

，磁通量变化率为

，感应电动势为

。线圈处在垂直中性面时，磁通量

，磁通量变化率为

，感应电动势为

。d(c)a(b)vv甲a(b)vd(c)v乙d(c)vv丙a(b)d(c)va(b)v丁a(b)vv戊d(c)最大零零为零最大最大结论（2）：线圈每经过

时，电流方向改变一次，转动一周，方向改变

次。中性面两结论（1）：线圈处在中性面时，磁通量，磁473.交流电的变化规律：电动势按正弦规律变化(从中性面开始计时)(从垂直于中性面位置开始计时)3.交流电的变化规律：电动势按正弦规律变化(从中性面开始计时481.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过垂直中性面瞬间（）A.线圈平面与磁感线平行B.线圈平面与磁感线垂直C.通过线圈的磁通量最大D.线圈中的感应电动势最大作业讲评课堂检测AD1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过垂直中性面瞬492.交流发电机在工作时的电动势为e＝Emsinwt，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为（）A.Emsinwt/2B.2Emsinwt/2C.Emsin2wtD.2Emsin2wtD2.交流发电机在工作时的电动势为e＝Emsinwt，若将其503.如图所示,一矩形线圈，面积为100cm2，匝数为100，在场强为B=0.2的匀强磁场中绕着轴匀速转动，角速度为100πrad/s，试求解:⑴当线圈平面与磁场平行时,线圈中的感应电动势的大小;⑵当线圈从中性面开始,经过1/200s时间转到图示位置,线圈中的感应电动势的大小.3.如图所示,一矩形线圈，面积为100cm2，匝数为100，514.如图所示，矩形线圈100匝，ab=30cm，ad=20cm，匀强磁场磁感应强度B=0.8T，绕轴OO＇从图示位置开始匀速转动，角速度ω=100πrad/s，试求：⑴穿过线圈的磁通量最大值φm=?线圈转到什么位置时取得此值？⑵线圈产生的感应电动势最大值Em=?线圈转到什么位置时取得此值？⑶写出感应电动势e随时间变化的表达式。4.如图所示，矩形线圈100匝，ab=30cm，ad=20c52一、周期和频率----表征交流电变化的快慢。1.周期（T）：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。2.频率（f）：一秒内完成周期性变化的次数。3.关系：一、周期和频率----表征交流电变化的快慢。1.周期（T531.我国生产和生活用交流电的周期T=_____s，频率f=____Hz，角速度ω=_____rad/s，在1s内电流的方向变化____次。课堂练习0.0250100π1001.我国生产和生活用交流电的周期T=_____s，频率f=542.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，仅使线圈的转速加倍，则电动势的最大值和周期分别变为（）A．400V，0.02sB．200V，0.02sC．400V，0.08sD．200V，0.08s1.我国生产和生活用交流电的周期T=_____s，频率f=____Hz，角速度ω=_____rad/s，在1s内电流的方向变化____次。课堂练习0.0250100π100B2.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551.一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sin(100πt)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s时，e的值最大，为220VD.线圈转动的角速度为314rad/sABD1.一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56二、峰值和瞬时值----表征交变电流的大小1.最大值（峰值）：

Em,Um,Ｉm电容器接在交流电路中，就需要知道交变电压的最大值。2.瞬时值：e,u,i二、峰值和瞬时值----表征交变电流的大小1.最大值（峰值）57思考与讨论：如图的电流通过一个R=1Ω的电阻。它不是恒定电流。1.怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？2.如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大？

思考与讨论：如图的电流通过一个R=1Ω的电阻。它不是恒定电流58（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：3.有效值：E，U，I（1）定义：根据电流的热效应来规定，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等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：3.有效值：E，U，59(3)说明：

①.以上关系式只适用于正弦交流电；②.交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；③.交流电流表和电压表的读数是有效值；④.计算电流做功或热功率、热量均用有效值；⑤.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值；⑥.计算电容器的击穿电压用交变电流的峰值；⑦.求通过某导体截面的电量一定要用电流的平均值.4.平均值：(3)说明：4.平均值：60例1.表示交变电流随时间变化图象.如图所示，则交变电流有效值为()A.5A B.5AC.3.5A D.3.5A00.020.04t/Si/AB

例1.表示交变电流随时间变化图象.如图所示，则交变电流有效61

练习2：如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。练习2：如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。624.有一交变电源u=200sin（10πt）v，该交变电源的周期是

，接在该交变电源上的电压表读数是

；如果将某电容器接在该交变电源上，为使电容器不被击穿，该电容器的最小耐压值为

。0.2s141v200V4.有一交变电源u=200sin（10πt）v63

例2.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_____Hz。若将该电压加在10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于______V；接在该交变电源上的电压表读数是

；若将该电压加在一阻值为100Ω的纯电阻用电器上，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流不能低于______A。200－20020.25200u/vt/s141v例2.某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频64例2.交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4m，bc=ad=0.2m，共50匝，线圈电阻r=1Ω，线圈在B=0.2T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO′以r/s转速匀速转动，外接电阻9Ω，如图所示。求：⑴电压表读数；⑵电阻R上电功率。（3）线框匀速转动一周，外力做功多少？（4）从此位置旋转60°时，感应电动势瞬时值为多大？（5）从此位置旋转30°过程中，流过电阻R上的电荷量为多少？例2.交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4m，bc=a65

例3.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。例3.如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流的有66

例4.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。（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2

例4.图中两交变电流通过相同的电阻R。求：（1）分别写出67练习3:一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为u=10sinωtV的交流电源上，它的发热功率（）

A．0.25PB．0.5P

C．PD．2PB练习3:一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，当68

例4.如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝1／πT，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式；(2)线圈转过1／30s时电动势的瞬时值多大；(4）电路中电压表和电流表示数

各是多(3)

从此位置旋转60°时，感应电动势瞬时值为多大？e=例4.如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝；线69

例4.