高中二年级物理选修2课件.ppt

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1、复习回顾复习回顾(一一)交变电流：交变电流： 大小和方向随时间做大小和方向随时间做周期性周期性变化变化的电流的电流; ;简称简称交流交流。 其中按其中按正弦规律正弦规律变化的交流电叫变化的交流电叫正弦交流电正弦交流电。 线圈在线圈在匀强匀强磁场中磁场中绕垂直于磁场绕垂直于磁场方向的轴方向的轴匀速匀速转动时，产生转动时，产生正弦交流正弦交流电电。 跟磁场方向垂直的平面叫做跟磁场方向垂直的平面叫做中性面中性面。这一位置穿过线圈的这一位置穿过线圈的磁通量最大磁通量最大，磁通量磁通量变化率为零变化率为零，线圈中，线圈中无感应电动势无感应电动势。1、产生：、产生：2、中性面：、中性面：(二二)正弦交流电

2、的产生及变化规律正弦交流电的产生及变化规律 3 3、规律：、规律： 瞬时值表达式：瞬时值表达式：从中性面开始计时从中性面开始计时tIimsin电压电压: :tUumsintEemsin电动势电动势: :SNBEm在在纯电阻电路纯电阻电路中中: :电流电流: :abcdKLABabcdK LABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB:一、交流电的周期和频率一、交流电的周期和频率1 1、周期、周期T T：交变电流完成交变电流完成一次周期性变化一次周期性变化所需的时间。所需的时间。 角频率：角频率：线圈在磁场中转动的线圈在磁场中转动的角速度角速度 2 2、频率、频率f f：交变电流一秒内完

3、成交变电流一秒内完成周期性变化周期性变化的次数。的次数。物理意义：表示交流电物理意义：表示交流电变化的快慢变化的快慢3 3、关系：、关系：Tf1fT22 例题例题1、我国生产和生活用交流、我国生产和生活用交流电的周期电的周期T=_s，频率，频率f= _Hz，角速度，角速度=_rad/s，在在1s内电流的方向变化内电流的方向变化_次。次。0.0250100100一个周期内电流方向改变两次。一个周期内电流方向改变两次。例题例题2、某交流发电机产生的感应电动、某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的件不变，仅使线圈的转速加倍

4、转速加倍，则交流电，则交流电动势的最大值和周期分别变为动势的最大值和周期分别变为 ( )A400V, 0.02s B200V, 0.02sC400V, 0.08s D200V, 0.08s 二、交流电的二、交流电的“四值四值”. .1、峰值：、峰值：电流或电压所能达到的最大值。电流或电压所能达到的最大值。NBSEm 电容电容 耐压值耐压值（最大值）（最大值）2、瞬时值：、瞬时值： e 、i 、utEemsin： 最大值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值所有使用交流的用电器，其最大耐压值应大于其使用的交流电压的最大值，否则会被烧坏。电容器上所标称的电压值是电容器两极间所允许电压的最大值。最

5、大值不适合用来表示交流电产生的效果，一般我们用有效值有效值来表示。 由于交变电流的大小和方向随时间变由于交变电流的大小和方向随时间变化，它产生的效果也随时间变化，在实化，它产生的效果也随时间变化，在实际中我们常常不研究它的瞬时效果，而际中我们常常不研究它的瞬时效果，而是只要知道交变电流是只要知道交变电流在某段时间内的平在某段时间内的平均效果均效果就可以了。就可以了。 那么我们怎样来衡量交变电流的平那么我们怎样来衡量交变电流的平均效果呢？均效果呢？ 请看下面的思考与讨论请看下面的思考与讨论 甲、乙图中电炉烧水甲、乙图中电炉烧水, ,设壶材料相同、水设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同若直流电源

6、用质量相等、水的初温相同若直流电源用1010分钟把水烧开，而第二次用交流电时也用分钟把水烧开，而第二次用交流电时也用1010分钟把水烧开分钟把水烧开我 的 电我 的 电流 是 恒流 是 恒定的定的3A3A我我 1 01 0 分分钟 把 水钟 把 水烧开烧开我我1010分钟分钟也把水烧也把水烧开！开！我 的 电我 的 电流 是 变流 是 变化的化的我的电流我的电流的有效值的有效值是是3A22212122) 1 (RtIRtIQJ8 . 2RtIQ2)2(AI8 . 2IuRQ1Q2假如假如Q1 = Q2 ，那么那么i的有效值为的有效值为 I iuR （1 1）定义：定义：让交流与直流分别通过相同

7、让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内（或相的电阻，如果在交流的一个周期内（或相等的时间内）它们产生的热量相等，就把等的时间内）它们产生的热量相等，就把这个直流电的数值叫做这个交流电的有效这个直流电的数值叫做这个交流电的有效值。值。3.3.有效值有效值 ：E、U、I（2 2）说明：）说明：交变电流的有效植根据电流的交变电流的有效植根据电流的热效应热效应来规定的，来规定的，与电流的与电流的方向方向无关，无关，计算电功和热量必须用有效计算电功和热量必须用有效值值有效值一般与所取时间的长短有关，在无特别说有效值一般与所取时间的长短有关，在无特别说明时是以一个周期的时间来确定有效值的明

8、时是以一个周期的时间来确定有效值的交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由电表内部元件把交流电变成了等效的直流，所由电表内部元件把交流电变成了等效的直流，所以读出的就是交流的有效值，并且电表的指针不以读出的就是交流的有效值，并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。会忽左忽右地摆动。(4)(4)一般用电器上标注的额定值是一般用电器上标注的额定值是有效值有效值，而电容器，而电容器上标注的是上标注的是最大值最大值(3)(3)正弦（或余弦）正弦（或余弦）交变电流有效值与最大值之间交变电流有效值与最大值之间的关系的关系mmIII707. 02mmUUU707. 0

9、24.平均值：平均值： 交流用电设备上所标的额定电压和额定电流、交流用电设备上所标的额定电压和额定电流、交流电压表和交流电流表的示数都是有效值交流电压表和交流电流表的示数都是有效值. .交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值；交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值；在计算电流通过导体时产生的焦耳热，做功的在计算电流通过导体时产生的焦耳热，做功的电功率以及保险丝的熔断电流时，只能用有效电功率以及保险丝的熔断电流时，只能用有效值。值。 在计算通过导体某一截面的电量时，只能用交流电在计算通过导体某一截面的电量时，只能用交流电的平均值的平均值ENt平均值：平均值：ENt2 2、求通过某导体截面的、

10、求通过某导体截面的电量电量一定要用一定要用平均值。平均值。注意：注意：峰值峰值（最大值）、（最大值）、有效值有效值、 平均值平均值在应用上的区别。在应用上的区别。 1 1、在求交流电的、在求交流电的功、功率或电热功、功率或电热时时必须用交流电的有效值。必须用交流电的有效值。 例题例题3 3、某交流电压随时间的变化规律如图、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所示，则此交流电的频率是_Hz_Hz。若将该电。若将该电压加在压加在10uF10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应的电容器上，则电容器的耐压值不应小于小于_V_V；若将该电压加在一阻值为；若将该电压加在一阻值为1K1K的

11、的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免纯电阻用电器上，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意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于能低于_A_A。20020020.2520021 . 0u/vt/s例题例题4、如图示为某正弦交流电流、如图示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，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。并写出该电流的瞬时值表达式。 Im20A100rad/s.电流的瞬时表达式为电流的瞬时表达式为i20sin100t (A)T0.02s例题例题5.5.如图表示一交流电的电流随时间如图表示一交流电的电流随时间

12、而变化的图象，求此交流电流的有效值。而变化的图象，求此交流电流的有效值。23例题例题6.6.如图所示为一正弦交流电通过一电子元如图所示为一正弦交流电通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是：件后的波形图，则下列说法正确的是： A A 这也是一种交流电这也是一种交流电 B B 电流的变化周期是电流的变化周期是0.02s0.02s C C 电流的变化周期是电流的变化周期是0.01s0.01s D D 电流通过电流通过100100的电阻时，的电阻时，1s1s内产生热内产生热量为量为200J200J 例题例题7.7.图中两交变电流通过相同的电阻图中两交变电流通过相同的电阻R R。求：。求：（1 1

13、）分别写出它们的有效值、周期和频率。）分别写出它们的有效值、周期和频率。（2 2）计算它们在）计算它们在R R上产生的功率之比。上产生的功率之比。 例题例题8 8、如图所示，矩形线圈的匝数为、如图所示，矩形线圈的匝数为n n，线圈，线圈面积为面积为S S，线圈内阻为，线圈内阻为r r，在磁感应强度为，在磁感应强度为B B的匀的匀强磁场中绕强磁场中绕OOOO轴以角速度轴以角速度匀速转动，外电匀速转动，外电路电阻为路电阻为R R。在线圈由图示位置转过。在线圈由图示位置转过9090的过程的过程中，求：中，求：(1)(1)通过电阻通过电阻R R的电量的电量q q；nBSqRr(2)(2)电阻电阻R R上产生的焦耳热上产生的焦耳热Q Q22()()R nBSQRr