【公开课】交变电流的描述 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.pptx

交交变变电电流流的描述的描述人教版 选择性必修第二册第三章 交变电流本节课我们来学习交变电流的描述。交变电流具有周期性。与任何周期性过程一样，可以用周期或频率表示交变电流变化的快慢。交变电流的大小随时间周期性变化，电流的大小、电压的高低又该如何描述呢？1、周期T：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫作交变电流的周期，单位是秒。2、频率f：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫做它的频率。单位是赫兹。或一、周期和频率数值上等于单位时间内完成周期性变化的次数。思考与讨论：一交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？T=0.02s3、正弦式交流电的周期和频率：周期：频率：是线圈转动的角速度一个周期内，电流的方向改变两次。正弦式交流电的变化规律:从中性面开始计时：()()瞬时值想一想：交流电的电流大小、电压高低随时间不断变化，有没有更方便的方法来描述交流电的电流强弱和电压高低呢？二、正弦式交流电的峰值Em NBSUm Im R外1、峰值：交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大值。2、想一想：怎样计算交流电通过电阻R 时，R 消耗的电功和电功率呢？（1）解：根据焦耳定律得：=2=2.8J（2）解：根据焦耳定律得：=2=1.67A计算可得：计算可得：如图所示的电流通过1 的电阻时，在1 s内产生的热量为2.8 J，相当于一个电流为1.67 A的恒定电流通过这个电阻时，在1 s内产生的热量。思考：交流电的效果能否用直流电来等效？用甲、乙图中电炉烧水，设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同。若直流电源用10分钟把水烧开，交流电源也用10分钟把水烧开。通电相同的时间，产生相同的热量，意味着消耗了相同的电能，电流做了相同的功。对于用电器来讲，该段时间内交流电和直流电的效果是一样的，所以交流电在这段时间内的电功、电热、电功率、热功率可以用直流电的等效值来计算。可见：可见：这个交流电热效应的直流等效值有非常重要的意义。1、有效值：让交流电与直流电分别通过大小相同的电阻，如果在交流电的一个周期内它们产生的热量相等，我们就把这个直流电的电流、电压（I、U）叫作这个交流电的有效值。RR 三、有效值（I、U）2、正弦交流电的有效值与最大值的关系：（和 为有效值）3、有效值的应用:计算电功、功率或电热时必须用交流电的有效值；交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；保险丝的熔断电流是有效值；交流电压表、电流表测量的数值是有效值。无特别说明时提到的交变电流的数值是指有效值保险丝保险丝的熔断电流是指的熔断电流是指有效值有效值课堂练习：通过某交流电流表的电流i 随时间t 变化的关系如图所示，该电流表的示数是多少？四、正弦式交变电流的公式和图像1、2、四、正弦式交变电流的公式和图像3、我国市电（生活用电）的表达式：峰值：有效值：周期：频率：每秒电流方向改变：100次拓展学习：电感器和电容器对交变电流的作用观察：电感器对直流电和交流电的影响观察发现：电感器对直流电的阻碍作用不明显；观察发现：电感器对直流电的阻碍作用不明显；对交流电则有对交流电则有明显的明显的阻碍作用。阻碍作用。1、电感器对交变电流的作用线圈的自感越大、交流的频率越高，线圈的感抗就越大。感抗：由于线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作用，这叫感抗。电感器的作用：通直流，阻交流；通低频，阻高频。观察：电容器对直流电和交流电的影响观察发现：电容器对直流电有隔断作用；观察发现：电容器对直流电有隔断作用；对交流电则有对交流电则有导通导通作用。作用。2、电容器对交变电流的作用容抗：电容器的电容越大，交流的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，即容抗越小。在交流电路中，电容器持续进行充放电，电路中持续存在充放电电流，所以电容器对交流电有导通作用。电容器的作用：隔直流，通交流；通高频，阻低频。扼流圈是电工技术和电子技术常用的元件，它利用了电感器对交流的阻碍作用，分为高频扼流圈和低频扼流圈。扼流圈高频扼流圈：通低频，阻高频低频扼流圈：通直流，阻交流（阻低频、阻高频）CDBC课堂练习3.如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的交变电动势的图象，当调整线圈转速后，所产生的交变电动势的图象如图线b所示，转动轴垂直于磁场方向。则下列说法中错误的是（）A在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为最大B线圈先后两次转动的角速度之比为3:2C图线b所对应的电动势的有效值为 VD图线a所对应的电动势的瞬时值表达式为 （V）