描述交流电的物理量

关于描述交流电的物理量第1页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三F(N)v(m/s)02468101220161284F解：（1）变速运动（或变加速运动、加速度减小的加速运动，加速运动）。（2）感应电动势感应电流I=E/R（2）安培力由图线可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用，匀速时合力为零。由图线可以得到直线的斜率k=2，(3)由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f，f=2(N)

若金属杆受到的阻力仅为滑动摩擦力，由截距可求得动摩擦因数μ=0.4第2页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三5.2描述交变电流的物理量第3页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三复习回顾1.交变电流：

大小和方向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。

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。2．中性面：第4页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三3．正弦交流电的变化规律：

函数表达式：从中性面开始计时电流:

电动势:第5页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三练习一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s，试写出电动势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2000Ω，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表达式。e=EmsinWt=400sin314t解：电动势瞬时值的表达式为：电流峰值为：Im=Em/R=400÷2000=0.2A电流瞬时值的表达式为：i=ImsinWt=2sin314t第6页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三周期和频率：（1）周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。（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。描述交流电的物理量：第7页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三

例1.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，则交流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,0.08sB第8页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三

练习1：如图所示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。

Im

＝20Aω＝100πrad/s.电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt(A)T＝0.02s第9页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三第10页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三有效值：（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：第11页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三(3)说明：A．以上关系式只适用于正弦或余弦交流电；B．交流用电器的额定电压和额定电流

指的是有效值；

C．交流电流表和交流电压表的读数是有效值D．对于交流电若没有特殊说明的均指有效值第12页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三平均值：B．求通过某导体截面的电量一定要用平均值。（4）注意：峰值（最大值）、有效值、

平均值在应用上的区别。

A．在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。

第13页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三

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；若将该电压加在一阻值为1KΩ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/s第14页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三

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。第15页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三

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。第16页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三练习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第17页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三

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)

线圈每转过一周，外力所做的功。(3)电路中电压表和电流表示数

各是多少2.5J第18页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三

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，

第19页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三

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