教案描述交变电流的物理量

第五章交变(jiāobiàn)电流第二节描述交变(jiāobiàn)电流的物理量第一页，共43页。1．了解交变电流的周期和频率的含义，知道(zhīdào)两者之间的关系．2．知道(zhīdào)交变电流的峰值、瞬时值和平均值及有效值．3．理解交变电流有效值的含义，并会计算交变电流的有效值．(重点＋难点)4．知道(zhīdào)相位及相位差的概念．学习(xuéxí)要求第二页，共43页。复习(fùxí)回忆(一)交变(jiāobiàn)电流：大小和方向(fāngxiàng)随时间作周期性变化的电流;简称交流。其中按正弦规律变化的交流电叫正弦交流电。〔二〕正弦交流电的产生及变化规律当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的电流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流电。跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。1、产生：2、中性面：第三页，共43页。3、规律(guīlǜ)：函数(hánshù)表达式：从中性面开始计时在纯电阻(diànzǔ)电路中:

电流:电压:电动势:第四页，共43页。一、描述(miáoshù)交流电的物理量1、最大值〔峰值(fēnɡzhí)〕：EmUmＩm２、瞬时值：uie第五页，共43页。３、周期(zhōuqī)和频率：〔1〕周期(zhōuqī)：交变电流完成一次周期性变化(biànhuà)所需的时间。〔3〕角频率：线圈在匀强磁场中转动的角速度。〔2〕频率：一秒内完成周期性变化的次数。T和f的物理意义：表征交流电变化的快慢。〔4〕关系：一个周期内电流方向改变两次。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。50１００π100第六页，共43页。例1.某交流发电机产生的感应(gǎnyìng)电动势与时间的关系，如下图，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，那么交流电动势的最大值和周期分别变为〔〕B第七页，共43页。练习2：如下图为某正弦(zhèngxián)交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。

Im＝20A电流(diànliú)的瞬时表达式为i＝Imsin100πt(A)那么(nàme)14.14=ImSin100π×第八页，共43页。4、有效值定义：让交变电流和恒定电流通过大小相同(xiānɡtónɡ)的电阻，在交流的 内它们产生的热量，这个恒定电流的电流、电压，叫做这个交流的有效值．一个(yīɡè)周期相等(xiāngděng)正弦交变电流的有效值与最大值之间的关系I＝

Im，U＝

Um，E＝

Em.第九页，共43页。思考与判断：交变(jiāobiàn)电流的有效值是不是其在某一段时间内的平均值？第十页，共43页。1．概念：交变电流的表达式u＝Emsin(ωt＋φ)中的相当于角度(jiǎodù)的量，即“ 〞称为交变电流的 ．2．初相位：t＝0时交变电流的 ．3．相位差：两个交变电流的之差．对于频率相同的两个交变电流，其相位差等于其 之差，即Δφ＝ .ωt＋φ相位(xiàngwèi)相位(xiàngwèi)相位初相位φ2－φ15、相位第十一页，共43页。第二(dìèr)局部重点、难点第十二页，共43页。1．有效值的理解交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的．让交变电流与恒定电流分别通过相同的电阻，如果在交流电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(diànyā)是U，就叫做这个交变电流的有效值．一、有效值的理解(lǐjiě)与计算第十三页，共43页。(一)理解交变电流的有效值要注意“三同〞电阻相同，时间相同，产生热量相同(二)以下情况都是指有效值：1、通常所说的交变电流的电流、电压：如照明电压220伏动力电路电压380伏2、交变电流电表(diànbiǎo)的读数3、交变电流用电器铭牌上标出的额定电压、额定电流、电功率4、保险丝的熔断电流5、计算电能与其他形式能的转化6、计算电流做功、电热及电流的功率7、在没有具体说明的情况下，给出的交流电数值注意：计算通过导体(dǎotǐ)横截面的电量用平均值。计算电容器的耐压〔击穿电压〕用最大值第十四页，共43页。第十五页，共43页。3．几种常见交变(jiāobiàn)电流有效值的计算第十六页，共43页。第十七页，共43页。第十八页，共43页。二、交变(jiāobiàn)电流的“四值〞区别第十九页，共43页。第二十页，共43页。第二十一页，共43页。第三(dìsān)局部重要题型第二十二页，共43页。如下(rúxià)图为一交变电流的图象，那么该交变电流的有效值为多大？对有效值的理解(lǐjiě)和计算第二十三页，共43页。第二十四页，共43页。第二十五页，共43页。【针对训练(xùnliàn)】1.有两个完全相同的电热器，分别通以如图甲和乙所示的峰值相等的方波交变电流和正弦交变电流．求这两个电热器的电功率之比．第二十六页，共43页。答案(dáàn)：2∶1第二十七页，共43页。 如下图，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，边长L＝10cm的正方形线圈(xiànquān)abcd共100匝，线圈(xiànquān)电阻r＝1Ω，线圈(xiànquān)绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2πrad/s，外电路电阻R＝4Ω，求：交流电“四值〞的综合(zōnghé)应用第二十八页，共43页。第二十九页，共43页。第三十页，共43页。答案(dáàn)：(1)3.14V(2)1.57V(3)2.6V(4)1.78V(5)0.99J(6)0.0866C第三十一页，共43页。第三十二页，共43页。第三十三页，共43页。第三十四页，共43页。第三十五页，共43页。易错点第三十六页，共43页。误区一：对交流电的有效值的理解不正确1.如图表示(biǎoshì)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〔〕第三十七页，共43页。解析：交流电的有效值是根据其热效应而定义的，它是从电流(diànliú)产生焦耳热相等的角度出发，使交流电与恒定电流(diànliú)等效．设交流电的有效值为I，令该交流电通过一个纯电阻用电器R，在一个周期内有第三十八页，共43页。第三十九页，共43页。误区二：混淆交流电的有效值和平均值2.如下(rúxià)图，矩形线圈abcd在磁感应强度B＝2T的匀强磁场中绕轴OO′以角速度ω＝10πrad/s匀速转动，线圈共10匝，ab＝0.3m，bc＝0.6m，负载电阻R＝45Ω.求：(1)电阻R在0.05s内所发出的热量(2)0.05s内流过的电荷量(设线圈从垂直中性(zhōng