物理描述交变电流的物理量人教选修精讲.pptx

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1、复习回顾复习回顾(一一)交变电流：交变电流：大小和方向随时间作周期性变化的电流叫大小和方向随时间作周期性变化的电流叫交变交变电流电流;简称简称交流电交流电。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式交流电正弦式交流电。（二）正弦式交流电的产生及变化规律（二）正弦式交流电的产生及变化规律 a.a.匀强磁场匀强磁场,b.b.绕垂直于磁场方向的轴绕垂直于磁场方向的轴,c.c.匀速转动匀速转动.跟磁感线垂直的平面叫做跟磁感线垂直的平面叫做中性面中性面。1 1、产生条件：、产生条件：2 2、中性面：、中性面：a.a.磁通量最大磁通量最大，b.b.磁通量变化率为零磁通量变化率为零，c.

2、c.无感应电动势无感应电动势。第1页/共21页复习回顾复习回顾3 3、正弦交流电的变化规律：、正弦交流电的变化规律：（1）公式法：从中性面开始计时 瞬时电动势 e=Emsint Em=NBS 瞬时电流 i=Imsint 瞬时电压 u=Umsint（2）图象法：如图所示第2页/共21页测一测：测一测：（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）你知道我国使用的交变电流的周期）你知道我国使用的交变电流的周期和频率各是多大吗？和频率各是多大吗？第3页/共21页（1 1）周期：）周期：交

3、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（4 4）角速度：一秒内线圈在匀强磁场中转动的）角速度：一秒内线圈在匀强磁场中转动的角度。（弧度）角度。（弧度）（2 2）频率：）频率：交变电流一秒内完成周期性变化的次数交变电流一秒内完成周期性变化的次数（3 3）关系：）关系：一、周期和频率一、周期和频率第4页/共21页 我国生产和生活所用交流电的周期我国生产和生活所用交流电的周期 T T=_s s，频率，频率f=f=_HzHz，角速度，角速度=_=_ _rad/s_rad/s，在，在1s1s内电流的方向内电流的方向变化变化_次。次。0.0250100100生活常识：生活常

4、识：第5页/共21页二、峰值和有效值二、峰值和有效值（1）电容器上的标称电压值（耐压值）是电容器两极间所允许电压的最大值1、峰值（最大值）：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值Em Um Im（2）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：第6页/共21页交流与探讨：交流与探讨：问题1 1：如图所示电流I=2AI=2A通过一个R=2R=2的电阻。它是恒定电流。怎样计算通电1 S1 S内电阻R R中产生的热量?01232i/At/S4解：根据焦耳定律得：第7页/共21页交流与探讨：交流与探讨：问题2 2：如图所示电流I I通过一个R=1R=1的电阻。它不是恒定电流。1.1.怎

5、样计算通电1 S1 S内电阻R R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R R也能在S S内产生同样的热量，这个电流是多大？-212i/At/s-100.51第8页/共21页交流与探讨：交流与探讨：解：根据焦耳定律得：第9页/共21页（1 1）定义：）定义：让交流电和恒定电流通过同样的电阻，如果它们在相同时间内，产生热量相等，把恒定电流的值叫交流电的有效值。（抓三同）（3 3）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：2 2、有效值、有效值（2）物理意义：物理意义：描述交流电做功或热效应的物理量第10页/共21页重点说明：重点说明：A

6、A、任何电流都有有效值，但上述关系只限于、任何电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不，对其他形式的交变电流并不适用需按适用需按定义定义计算。计算。B B、交流用电器的、交流用电器的额定电压额定电压和和额定电流额定电流指的是指的是有效值；有效值；C C、交流电流表和交流电压表交流电流表和交流电压表的读数是有效值，的读数是有效值，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。D D、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时必须用交流电的有效值。流电的有效值。2 2、有效值、有效值第11页/共21页 典

7、题探究：典题探究：【例1】交变电流电压表达式为u u=20sin314tV20sin314tV，求这个交变电压的最大值U U、有效值U U、周期T T、频率f f。画出交变电流的u-tu-t图像。m解：Um=20V200-200.010.02u/Vt/s第12页/共21页 典题探究：典题探究：【例2】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。第13页/共21页 典题探究：典题探究：解析：从图中可看出:交变电流的周期T0.02s,交变电流的角速度2T314rad/s 在t0.0025sT8时，电流为14.14A，而tT8时线圈从中性面转过的角度为45 由

8、电流表达式iImsint得：14.14Imsin45Im14.14sin4520A而2T314rad/s.故此电流的瞬时表达式为i20sin314t(A)第14页/共21页 典题探究：典题探究：解析：交流电的有效值等于热效应与此交流电等效的恒定电流的值，为分析方便，可选交流电的一个周期进行研究。设此交变电流的有效值为I，根据交流有效值的定义，有：所以：第15页/共21页 课堂小结：课堂小结：交变电流的周期和频率 1.周期T（s）2.频率f（HZ）3.相互关系：交变电流的峰值和有效值 1.峰值（EmUmIm）2.有效值（E U I）3.相互关系：第16页/共21页【例3】如图表示一交流电的电流随

9、时间变 化的图像，此交变电流的有效值是多大？典题探究：典题探究：第17页/共21页 反馈练习：反馈练习：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（）2.交变电流电源的电压是6 V，它跟电阻R1、R2及电容C、电压表一起连成如图电路.忽略电源内阻，U1表示电压表示数，为保证电容器不击穿，电容器耐压值U2，电路如图所示则（）A.U1=6V B.B.U U2 2=6V=6VC.U1=6 V D.U26V A.400V,0.02s B.200V,0.02sA.400V,0.02s B.200V,0.02sC.400

10、V,0.08s D.200V,0.08sC.400V,0.08s D.200V,0.08sBCD 第18页/共21页 反馈练习：反馈练习：3如下图所示，一矩形线圈在匀强磁场中以角速度 匀速转动，产生的交变电动势的图象如图，则（）A.交变电流的频率是 HzB.当t=0时，线圈平面与磁感线垂直C.当t=0.5s时，e有最大值D.交流电的周期是0.5s0.5BD第19页/共21页4.如图所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数N=100，线圈电阻为r=3,ab=cd=0.5 m，bc=ad=0.4 m，磁感应强度B=0.5 T，电阻R=311，当线圈以n=300 rmin的转速匀速转动时。求：(1)感应电动势的最大值；(2)t=0时线圈在图示位置，写出此交变电流电动势瞬时值表达式；(3)此电压表的示数是多少?第20页/共21页感谢您的观看！第21页/共21页