2023学年完整公开课版第2节

52描述交变电流的物理量1、交变电流定义（AC）：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。方向不随时间变化的电流为直流电（DC）。3、交变电流的变化规律：（1）方向变化规律----线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。φ最大，△φ/△t=0最小，感应电动势最小E=0（2）大小变化规律----按正弦规律变化：（能画出瞬时线速度分解图）e=EmsinωtEm=NBSω叫电动势的最大值（峰值）i=ImsinωtIm=Em/R叫电流的最大值（峰值）u=UmsinωtUm=ImR叫电压的最大值（峰值）《交变电流的产生和变化规律》复习回顾2、交变电流产生的过程：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动。匀速转动时产生正弦式交变电流。能画出四幅过程图。电流通过R时：一、交流电的图像abcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB函数表达式：从中性面开始计时在纯电阻电路中:电流:电压:电动势:二、描述交流电的物理量：1、最大值（峰值）：EmUmＩm２、瞬时值：uie３、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。（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：我国生产和生活用交流电的周期T＝_______s，频率f=_______H，角速度ω＝_______rad/s，在1s内电流的方向变化__________次。00250１００π100一个周期内电流方向改变两次。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，B．200V,C．400V,D．200V,B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＝20sin100πtAT＝４、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。电热是电流I2对时间t的积累，电量是I对t的积累。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_____H。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1Ω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。200－2002025200u/vt/s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。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。。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

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．B．

C．PD．2PB例4如图所示，线圈的面积是005㎡，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25J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，练习4：边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度