描述交变电流的物理量讲稿.ppt

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1、关于描述交变电流的物理量第一页，讲稿共三十四页哦电动势按正弦规律变化tEemsintIimsintUumsin交变电流的变化规律交变电流的变化规律 (从中性面开始计时)(从垂直于中性面位置开始计时从垂直于中性面位置开始计时)cosmeEt第二页，讲稿共三十四页哦et0Em-Emt0Im-ImiT/4T/42T/42T/43T/43T/4T Tm交流电的图像交流电的图像 第三页，讲稿共三十四页哦例例2.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间（线圈平面经过中性面瞬间（）A.线圈平面与磁感线平行线圈平面与磁感线平行 B.通过线圈的磁通量最大通过线圈的磁

2、通量最大C.线圈中的感应电动势最大线圈中的感应电动势最大 D.线圈中感应电动势的方向突变线圈中感应电动势的方向突变BD第四页，讲稿共三十四页哦例例3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势动势e-t图像如图，则在时刻图像如图，则在时刻（）A.t1，t3线圈通过中性面线圈通过中性面B.t2，t4线圈中磁通量最大线圈中磁通量最大C.t1，t3线圈中磁通量变化率最大线圈中磁通量变化率最大D.t2，t4线圈平面与中性面垂直线圈平面与中性面垂直AD第五页，讲稿共三十四页哦例例4.如图所示如图所示,匀强磁场的磁感应强度匀强磁场的磁感应强度B=2T,匝数匝数n=20的矩

3、形线圈的矩形线圈ABCD绕中心轴绕中心轴OO匀速转动匀速转动,角速度角速度=200 rad/s。已知。已知AB=0.2m,BC=0.1 m,线圈的总电阻线圈的总电阻R=40,试求：试求：感应电动势的最大值，感应电流的最大值；感应电动势的最大值，感应电流的最大值；设时间设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；的瞬时值表达式；当当t=30时，线圈中的电流的瞬时值是多大？时，线圈中的电流的瞬时值是多大？线圈从图示位置转过线圈从图示位置转过 的过程中，感应电动势的平均值是多的过程中，感应电动势的平均值是多大？大？OO第六页，讲

4、稿共三十四页哦第七页，讲稿共三十四页哦5.一个矩形线框共有一个矩形线框共有10匝，它在磁感应强度匝，它在磁感应强度B=0.5 T的匀强的匀强磁场中，从中性面开始绕中心轴以磁场中，从中性面开始绕中心轴以1200 r/min的转速匀速转的转速匀速转动已知线框的转动半径为动已知线框的转动半径为10cm，切割磁感线的边长为，切割磁感线的边长为50 cm，则该线框产生的感应电动势的最大值为，则该线框产生的感应电动势的最大值为_V，当线，当线框平面和中性面的夹角为框平面和中性面的夹角为_时，交变电动势的瞬时值时，交变电动势的瞬时值是是31.4 V第八页，讲稿共三十四页哦第九页，讲稿共三十四页哦交流电知识点

5、复习交流电知识点复习1.交流电的特征：交流电的特征：方向随时间周期性变化方向随时间周期性变化2.交流电的产生：交流电的产生：d(c)a(b)vv甲甲a(b)vd(c)v乙乙d(c)vv丙丙a(b)d(c)va(b)v丁丁a(b)vv戊戊d(c)第十页，讲稿共三十四页哦结论结论（1）：线圈处在）：线圈处在中性面中性面时，磁通量时，磁通量 ，磁通量变化率为，磁通量变化率为 ，感应电动势为，感应电动势为 。线圈处在线圈处在垂直中性面垂直中性面时，磁通量时，磁通量 ，磁通量变化率为，磁通量变化率为 ，感应电动势为，感应电动势为 。d(c)a(b)vv甲甲a(b)vd(c)v乙乙d(c)vv丙丙a(b)

6、d(c)va(b)v丁丁a(b)vv戊戊d(c)最大最大零零零零为零为零最大最大最大最大结论（结论（2）：线圈每经过）：线圈每经过 时，电流方向改变一次，转动时，电流方向改变一次，转动一周，方向改变一周，方向改变 次。次。中性面中性面两两第十一页，讲稿共三十四页哦3.交流电的变化规律：交流电的变化规律：电动势按正弦规律变化tEemsintIimsintUumsin(从中性面开始计时)(从垂直于中性面位置开始计时从垂直于中性面位置开始计时)cosmeEt第十二页，讲稿共三十四页哦1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过垂直中矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过垂直中性面瞬间（性面

7、瞬间（）A.线圈平面与磁感线平行线圈平面与磁感线平行 B.线圈平面与磁感线垂直线圈平面与磁感线垂直 C.通过线圈的磁通量最大通过线圈的磁通量最大D.线圈中的感应电动势最大线圈中的感应电动势最大 作业讲评作业讲评课堂检测课堂检测AD第十三页，讲稿共三十四页哦2.交流发电机在工作时的电动势为交流发电机在工作时的电动势为eEmsinw t，若将其线框，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为（）A.Emsin w t/2 B.2Emsin w t/2C.Emsin2w t D.2Emsin2w t双基训练双基训练D第十四页，讲

8、稿共三十四页哦3.如图所示如图所示,一矩形线圈，面积为一矩形线圈，面积为100cm2，匝数为，匝数为100，在场强，在场强为为B=0.2的匀强磁场中绕着轴匀速转动，角速度为的匀强磁场中绕着轴匀速转动，角速度为100rad/s，试求解，试求解:当线圈平面与磁场平行时当线圈平面与磁场平行时,线圈中的感应电动势的大小线圈中的感应电动势的大小;当线圈从中性面开始当线圈从中性面开始,经过经过1/200s时间转到图示位置时间转到图示位置,线圈中线圈中的感应电动势的大小的感应电动势的大小.第十五页，讲稿共三十四页哦4.如图所示，矩形线圈如图所示，矩形线圈100匝，匝，ab=30cm，ad=20cm，匀强磁场

9、磁感，匀强磁场磁感应强度应强度B=0.8T，绕轴，绕轴OO从图示位置开始匀速转动，角速度从图示位置开始匀速转动，角速度=100rad/s，试求：，试求：穿过线圈的磁通量最大值穿过线圈的磁通量最大值m=?线圈转到什么位置时取得此值？线圈转到什么位置时取得此值？线圈产生的感应电动势最大值线圈产生的感应电动势最大值Em=?线圈转到什么位置时取得此值线圈转到什么位置时取得此值？写出感应电动势写出感应电动势e随时间变化的表达式。随时间变化的表达式。第十六页，讲稿共三十四页哦5.2 描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量教学目标：教学目标：1.1.理解交变电流的周期和频率；理解交变电流的周期和频率；2.

10、2.掌握交变电流的有效值的物理意义和应用；掌握交变电流的有效值的物理意义和应用；3.3.了解交变电流的相位和相位差。了解交变电流的相位和相位差。第十七页，讲稿共三十四页哦一、周期和频率一、周期和频率-表征交流电变化的快慢。表征交流电变化的快慢。1.周期：周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。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。频率：一秒内完成周期性变化的次数。3.关系：关系：,1Tf fT22第十八页，讲稿共三十四页哦2.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，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

11、圈的如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍转速加倍，则电动势的最大，则电动势的最大值和周期分别变为（值和周期分别变为（）A400V，0.02s B200V，0.02sC400V，0.08s D200V，0.08s1.我国生产和生活用交流电的周期我国生产和生活用交流电的周期T=_s，频率，频率f=_Hz，角速度，角速度=_rad/s，在，在1s内电流的方向变内电流的方向变化化_次。次。课堂练习课堂练习0.0250100100B第十九页，讲稿共三十四页哦预习自测预习自测1.一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬时值的表达式为势按

12、正弦规律变化，其瞬时值的表达式为 sin100t(V)，下列说法中正确的是：，下列说法中正确的是：()A.频率是频率是50Hz B.当当t=0时，线圈平面与中性面重合时，线圈平面与中性面重合C.当当 s时，时，e的值最大，为的值最大，为220 V D.线圈转动的角速度为线圈转动的角速度为314rad/s2220e1001t2ABD第二十页，讲稿共三十四页哦二、峰值和瞬时值二、峰值和瞬时值-表征交变电流的大小表征交变电流的大小1.1.最大值（峰值）：最大值（峰值）：Em,Um,Em,Um,m mSnBEm电容器电容器接在交流电路中，就需要知道交接在交流电路中，就需要知道交变电压的最大值。变电压的

13、最大值。2.2.瞬时值：瞬时值：e,u,itEemsin第二十一页，讲稿共三十四页哦思考与讨论：思考与讨论：如图的电流通过一个如图的电流通过一个R=1R=1的电阻。它不是恒定电流。的电阻。它不是恒定电流。1.1.怎样计算通电怎样计算通电1s1s内电阻内电阻R R中产生的热量？中产生的热量？2.2.如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R R，也能在，也能在1s1s内产内产生同样的热，这个电流是多大？生同样的热，这个电流是多大？222(1 1 0.2 21 0.3)22.8Q I RtJJ 22.81.6 711QIR tQIAAR t第

14、二十二页，讲稿共三十四页哦（2 2）正弦交流电正弦交流电的有效值的有效值与最大值的关系与最大值的关系：2mII 2mUU 2mEE 3.3.有效值：有效值：E，U，I（1）定义：根据）定义：根据电流的热效应电流的热效应来规定，让交流电和直流通来规定，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。，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。第二十三页，讲稿共三十四页哦(3)说明：说明：.以上关系式只适用于以上关系式只适用于正弦正弦交流电；交流电；.交流用电器的交流用电器的额定

15、电压额定电压和和额定电流额定电流指的是有效值；指的是有效值；.交流电流表和电压交流电流表和电压表的读数表的读数是有效值；是有效值；.计算电流做计算电流做功功或或热功率热功率、热量热量均用有效值；均用有效值；.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值；对于交流电若没有特殊说明的均指有效值；.求通过某导体截面的求通过某导体截面的电量电量一定要用电流的平均值；一定要用电流的平均值；.计算电容器的计算电容器的击穿电压击穿电压用交变电流的峰值。用交变电流的峰值。4.4.平均值：平均值：Ent第二十四页，讲稿共三十四页哦例例1.表示交变电流随时间变化图象表示交变电流随时间变化图象.如图所示，则交如图所示，则交

16、变电流有效值为变电流有效值为()A.5 A B.5 AC.3.5 A D.3.5 A0 00.020.020.040.04t/St/Si/Ai/A242322222121122I RTI RTI RT22121()2III221(4 2)(3 2)52AB第二十五页，讲稿共三十四页哦 4.有一交变电源有一交变电源u=200sin10t（v），该交变电源的周期是），该交变电源的周期是 ，接在该交变电源上的电压表读数是，接在该交变电源上的电压表读数是 ；如果将某电容器；如果将某电容器接在该交变电源上，为使电容器不被击穿，该电容器的最接在该交变电源上，为使电容器不被击穿，该电容器的最小耐压值为小耐压

17、值为 。预习自测：预习自测：0.2s141v200V第二十六页，讲稿共三十四页哦例例2.交流发电机矩形线圈边长交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4 m，bc=ad=0.2 m，共，共50匝，线圈电阻匝，线圈电阻r=1，线圈在，线圈在B=0.2T的匀强磁场中，的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴绕垂直磁场方向的轴OO以以 r/s转速匀速转动，外接电阻转速匀速转动，外接电阻9，如图所示。求：，如图所示。求：电压表读数；电压表读数；电阻电阻R上电功率。上电功率。100（3）线框匀速转动一周，外力做）线框匀速转动一周，外力做功多少？功多少？（4）从此位置旋转）从此位置旋转60时，感应电时，感应电动势瞬

18、时值为多大？动势瞬时值为多大？（5）从此位置旋转）从此位置旋转30过程中，流过电阻过程中，流过电阻R上的电荷量为多少？上的电荷量为多少？第二十七页，讲稿共三十四页哦例例3.如图所示，在匀强磁场中有一个如图所示，在匀强磁场中有一个“冂冂”形导线框可绕形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感强度轴转动，已知匀强磁场的磁感强度B=T，线框的，线框的CD边长边长为为20cm.CE、DF长均为长均为10cm，转速为，转速为50r/s，若从图示，若从图示位置开始计时，位置开始计时，写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；若线框电阻若线框电阻r=3,再将再将AB两端接两端接

19、“6V，12W”灯泡，小灯泡，小灯泡能否正常发光？若不能灯泡能否正常发光？若不能,小灯泡实际功率多大？小灯泡实际功率多大？第二十八页，讲稿共三十四页哦3.3.相位相位（1 1）相位：）相位：（2 2）相位差：）相位差：第二十九页，讲稿共三十四页哦小结小结3、最大值（、最大值（峰值）：峰值）：Em Um m 4、瞬时值：、瞬时值：u i e1、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。、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。、频率：一秒内完成周期性变化的次数。Tf1fT225、有效值有效值：E U I （1 1）定义）定义：根据根据电流的热效应电流的

20、热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻来规定，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。直流电的数值叫做这一交流电的有效值。（2 2）正弦交流电正弦交流电的有效值与最大值的关系：的有效值与最大值的关系：2mEE 注意：注意：A.A.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值对于交流电若没有特殊说明的均指有效值 C.C.求通过某导体截面的求通过某导体截面的电量电量一定要用平均值。一定要用平均值。B.B.在求交流电的在求交流电的功、功率或电热功、功率或电热时必须用交流电的有效值。

21、时必须用交流电的有效值。第三十页，讲稿共三十四页哦第三十一页，讲稿共三十四页哦例例3.交流发电机模型的矩形线圈交流发电机模型的矩形线圈abcd在匀强磁场中绕与磁场垂直的在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。线圈共有轴匀速转动。线圈共有n匝，边长匝，边长ab=L1，bc=L2，线圈的内电阻为，线圈的内电阻为r，外电阻为，外电阻为R，磁感应强度是，磁感应强度是B，线圈转动的角速度是，线圈转动的角速度是，如图所，如图所示。求：示。求：(1)转动过程中电流表的读数；转动过程中电流表的读数；(2)电阻电阻R上电功率；上电功率；(3)线圈转动一周，外力做了多少功？线圈转动一周，外力做了多少功？(4)线圈转过线圈转过600角的过程中，通过角的过程中，通过R的电荷量的电荷量是多少？是多少？(5)由图示位置由图示位置(线圈平面与磁感线平行线圈平面与磁感线平行)转过转过600角时的瞬时感应电动势；角时的瞬时感应电动势；电压表的读数电压表的读数第三十二页，讲稿共三十四页哦第三十三页，讲稿共三十四页哦感谢大家观看感谢大家观看第三十四页，讲稿共三十四页哦