高中物理 5.2 描述交变电流的物理量（问题探究式）同课异构课件 新人教选修32.ppt

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1、第五章第五章 交变电流交变电流 学案学案2 2 描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量2021/8/11 星期三1一、交变电流：一、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。变电流，简称交流。其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。二、正弦交流的产生及变化规律二、正弦交流的产生及变化规律 1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。线圈中产生的交流是随时间按正弦规律

2、变化的。即正弦交流。知识回顾知识回顾2021/8/11 星期三2知识回顾知识回顾2021/8/11 星期三32、正弦交变电流的规律、正弦交变电流的规律从中性面开始计时，得出从中性面开始计时，得出瞬时电动势：瞬时电动势：瞬时电流瞬时电流:瞬时电压瞬时电压:其中其中:知识回顾知识回顾2021/8/11 星期三4由由于于交交变变电电流流的的电电压压、电电流流等等的的大大小小和和方方向向都都随随时时间间做做周周期期性性变变化化，因因此此在在交交流流电电路路中中使使用用电电压压和和电电流流不不能能全全面面地地反反映映其其电电路路的的特特性性，对对交交变变电电流流就就需需要要多多一一些些的的物物理理量量来

3、来描描述述其其不同方面的特性不同方面的特性 知识回顾知识回顾2021/8/11 星期三5阅读教材，回答下列问题：阅读教材，回答下列问题：（1）什么叫交变电流的周期？）什么叫交变电流的周期？（2）什么叫交变电流的频率？）什么叫交变电流的频率？（3）它们之间的关系是什么？）它们之间的关系是什么？（4）我国使用的交变电流是）我国使用的交变电流是“220V，50Hz”的交变电流。则交变电流的周的交变电流。则交变电流的周期和频率各是多大？期和频率各是多大？一、周期和频率一、周期和频率2021/8/11 星期三6也是线圈转动一周的时间也是线圈转动一周的时间 3 3我国工农业及生活用电的周期为我国工农业及生

4、活用电的周期为0.02s0.02s，频率，频率为为50Hz50Hz，电流方向每秒改变电流方向每秒改变100100次次 2频率：频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数，内交变电流完成周期性变化的次数，用用f表示，单位是表示，单位是Hz1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.用用T表示，单位是表示，单位是s一、周期和频率一、周期和频率2021/8/11 星期三7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。0.02501001

5、00 1 1 1 12021/8/11 星期三83、如图示为某正弦交流电流的图像，求、如图示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。时值表达式。Im Im20A20A100rad/s.电流的瞬时表达式为电流的瞬时表达式为i i20sin10020sin100t (A)t (A)T0.02s 2 2 2 22021/8/11 星期三91、瞬时值：、瞬时值：对应某一时刻的交流的值对应某一时刻的交流的值用小写字母表示，用小写字母表示，e,i,u2、峰值：、峰值：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值交变电流在一个周期内所能达到

6、的最大数值用大写字母表示，用大写字母表示，UmImEm（1 1）最大值在实际中有一定的指导意义，）最大值在实际中有一定的指导意义，）最大值在实际中有一定的指导意义，）最大值在实际中有一定的指导意义，所所所所有使用交流的用电器，其最大耐值应大于其使有使用交流的用电器，其最大耐值应大于其使有使用交流的用电器，其最大耐值应大于其使有使用交流的用电器，其最大耐值应大于其使用的交流电压的最大值用的交流电压的最大值用的交流电压的最大值用的交流电压的最大值.二、峰值和有效值二、峰值和有效值2021/8/11 星期三10二、峰值和有效值二、峰值和有效值电容器的耐压值电容器的耐压值电容器上的标称电压值是电容器两

7、极间所允电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许许电压的最大值电压的最大值2021/8/11 星期三11 （2 2）线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴）线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值匀速旋转时，电动势的最大值（3 3 3 3）最大值可以表示交变电流的强弱或）最大值可以表示交变电流的强弱或）最大值可以表示交变电流的强弱或）最大值可以表示交变电流的强弱或电压的高低，但不适于用来表示交流产电压的高低，但不适于用来表示交流产电压的高低，但不适于用来表示交流产电压的高低，但不适于用来表示交流产生的效果生的效果生的效果生的效果二、峰值和有效值二、峰值和有效值2021/8/11 星

8、期三12甲、乙图中电炉烧水甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同若直流电源用相等、水的初温相同若直流电源用10分钟分钟把水烧开，而第二次用交流电时也用把水烧开，而第二次用交流电时也用10分钟分钟把水烧开把水烧开电炉烧水电炉烧水二、峰值和有效值二、峰值和有效值2021/8/11 星期三13交流电的热效果和直流电相同交流电的热效果和直流电相同我我的的电电流流是是恒恒定的定的3A3A我我1010分分钟钟把水烧开把水烧开我我1010分分钟钟也也把把水水烧烧开！开！我我的的电电流流是是变变化的化的我的电流我的电流有效值也有效值也是是3A2021/8/11 星期三1

9、43 3有效值有效值（1 1）定定义义：使使交交变变电电流流和和直直流流通通过过相相同同阻阻值值的的电电阻阻，如如果果它它们们在在相相等等时时间间内内产产生生的的热热量量相相等等，就就把把这这一一直直流流的的数数值值叫叫做做这这一一交交变变电电流流的有效值的有效值（2 2）特特点点：交交变变电电流流的的有有效效值值根根据据电电流流的的热热效效应应来来规规定定，与与电电流流的的方方向向无无关关，但但一一般般与与所所取取时时间间的的长长短短有有关关，在在无无特特别别说说明明时时是是以以一一个周期的时间来确定有效值的个周期的时间来确定有效值的二、峰值和有效值二、峰值和有效值2021/8/11 星期三

10、15 对正弦交流电有：对正弦交流电有：I=I=U=E=U=E=任任何何电电流流都都有有有有效效值值，但但上上述述关关系系只只限限于于正正弦弦交交变变电电流流，对对其其他他形形式式的的交交变变电流并不适用电流并不适用4 4有效值与最大值之间的关系有效值与最大值之间的关系二、峰值和有效值二、峰值和有效值2021/8/11 星期三16关于有效值的说明关于有效值的说明 1、通常所说照明电路的电压是、通常所说照明电路的电压是220v和动力电和动力电 压压380V都指的是交都指的是交流的有效值。流的有效值。2、各种使用交流的电器设备的铭牌上所标的额定电流和额定电压的、各种使用交流的电器设备的铭牌上所标的额

11、定电流和额定电压的数值都是它的有效值。数值都是它的有效值。3、交流电压表和电流表所测的数值也是有效值。、交流电压表和电流表所测的数值也是有效值。4、如果没有特别说明，一般说到交流的电动势、电压、电流或计算、如果没有特别说明，一般说到交流的电动势、电压、电流或计算电功率，电热时指的都是有效值。电功率，电热时指的都是有效值。5、通常电容器所标的耐压值指的是最大值、通常电容器所标的耐压值指的是最大值.二、峰值和有效值二、峰值和有效值2021/8/11 星期三17i/At/s+10-100.05 0.1 0.150.2如图是一个按正弦函数规律变化的交变电流如图是一个按正弦函数规律变化的交变电流.请根据

12、图请根据图象求出它的周期象求出它的周期,频率频率,最大值和有效值最大值和有效值,并写出电流的函并写出电流的函数表达式数表达式.解析解析:由图象可知由图象可知:T=0.2s根据根据f=1/T得得:f=5Hz.有效值有效值:最大值最大值:电流的函数表达式电流的函数表达式:3 32021/8/11 星期三18根据电流的热效应先计算电流的有效值根据电流的热效应先计算电流的有效值4 4 4 42021/8/11 星期三19 到网上收集有关各到网上收集有关各种波形交变电流应种波形交变电流应用实力资料用实力资料,并与同并与同学交流学交流.课外探究课外探究2021/8/11 星期三20课外探究课外探究2021

13、/8/11 星期三21220V课外探究课外探究2021/8/11 星期三22Em50 V 由由2f100rad/s得得f50Hz2021/8/11 星期三232.2.某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电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的频率是_Hz_Hz。若将该电压加在。若将该电压加在10uF10uF的电容器上，则电的电容器上，则电容器的耐压值不应小于容器的耐压值不应小于_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的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外的纯电阻用电器上，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

14、流不能低于事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于_ _ A A。20020020.25200u/vt/s 2021/8/11 星期三243如图所示的如图所示的(a)、(b)两图分别表示两两图分别表示两个交变电压，比较个交变电压，比较这两个交变电压，这两个交变电压，它们具有共同的它们具有共同的()A有效值有效值B频率频率C最大值最大值D均不一样均不一样周期一样周期一样2021/8/11 星期三254如图所示，是一交如图所示，是一交变电流随时间变化的变电流随时间变化的图象，求此交变电流图象，求此交变电流的有效值的有效值2021/8/11 星期三26谢谢观谢谢观看看!2021/8/11 星期三27