物理描述交变电流的物理量人教选修精讲学习教案.pptx

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1、会计学1物理物理(wl)描述交变电流的物理描述交变电流的物理(wl)量量人教选修精讲人教选修精讲第一页，共21页。复习复习(fx)(fx)回顾回顾3 3、正弦、正弦(zhngxin)(zhngxin)交流电的变交流电的变化规律：化规律：（1）公式法：从中性）公式法：从中性(zhngxng)面开面开始计时始计时 瞬时电动势瞬时电动势 e=Emsint Em=NBS 瞬时电流瞬时电流 i=Imsint 瞬时电压瞬时电压 u=Umsint（2）图象法：如图所示图象法：如图所示第2页/共21页第二页，共21页。测一测：测一测：（1）什么什么(shn me)叫交变电流的周期？叫交变电流的周期？（2）什么

2、）什么(shn me)叫交变电流的频率？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(shn me)？（4）你知道我国使用的交变电流的周期和）你知道我国使用的交变电流的周期和频率各是多大吗？频率各是多大吗？第3页/共21页第三页，共21页。（1 1）周期）周期(zhuq)(zhuq)：交变电流完成交变电流完成(wn chng)(wn chng)一次周期性变化所需的时间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）角速度：一秒内线圈在匀强磁场中转动(zhun(zhun dng)dng)的的角度。（弧度）角度。（弧度）（2 2）频率：）频率：交变电流一

3、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页第四页，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=_sT=_s，频率，频率(pnl)f=_Hz(pnl)f=_Hz，角，角速度速度=_ _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生活生活(shnghu)常识：常识：第5页/共21页第五页，共21页。二、峰值二、峰值(fn zh)和有效值和有效值（1）电容器上的标称电压值（耐压值）是电容器两极(lingj)间所允许电压的

4、最大值1、峰值（最大值）：交变电流在一个周期内、峰值（最大值）：交变电流在一个周期内所能达到所能达到(d do)的最大数值的最大数值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页第六页，共21页。交流交流(jioli)与探讨：与探讨：问题问题1 1：如图所示电流：如图所示电流I=2AI=2A通过一个通过一个R=2R=2的电阻。的电阻。它是恒定电流。怎样计算通电它是恒定电流。怎样计算通电1 S1 S内电阻内电阻R R中产生中产生的热量的热量?01232i/At/S4解：根据焦耳定律得：第7页/共21页第七页，共21页。交流交流(jioli)与探

5、讨：与探讨：问题问题2 2：如图所示电流：如图所示电流I I通过一个通过一个R=1R=1的电阻。它不是的电阻。它不是(b(b shi)shi)恒定电流。恒定电流。1.1.怎样计算通电怎样计算通电1 S1 S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S S内产生同样的热量，这个电流是多大？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页第八页，共21页。交流交流(jioli)与探讨：与探讨：解：根据(gnj)焦耳定律得：第9页/共21页第

6、九页，共21页。（1 1）定义：让交流电和恒定电流通过同样的电阻，）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，产生如果它们在相同时间内，产生(chnshng)(chnshng)热量相热量相等，把恒定电流的值叫交流电的有效值等，把恒定电流的值叫交流电的有效值 。（抓三。（抓三同同 ）（3 3）正弦）正弦(zhngxin)(zhngxin)交流电的有效值与最大值交流电的有效值与最大值的关系：的关系：2 2、有效值、有效值（2）物理意义）物理意义(yy)：描述交流电做功或热效应的物理量：描述交流电做功或热效应的物理量第10页/共21页第十页，共21页。重点重点(zhngdin)(

7、zhngdin)说说明：明：A 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

8、值、有效值第11页/共21页第十一页，共21页。典题探究典题探究(tnji)(tnji)：【例【例1】交变电流电压表达式为】交变电流电压表达式为u=20sin314tV，求这个交变电压的最大值，求这个交变电压的最大值U、有效值、有效值U、周期、周期T、频率、频率(pnl)f。画出交变电流的。画出交变电流的u-t图像。图像。m解：Um=20V200-200.010.02u/Vt/s第12页/共21页第十二页，共21页。典题探究典题探究(tnji)：【例【例2】如图所示为某正弦交流电流如图所示为某正弦交流电流(dinli)的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该的图像，求其峰值、周期和角速度，并写

9、出该电流电流(dinli)的瞬时值表达式。的瞬时值表达式。第13页/共21页第十三页，共21页。典题探究典题探究(tnji)：解析：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 由电流表达式iImsint得：14.14Imsin45Im14.14sin4520A而2T314rad/s.故此电流的瞬时表达式为故此电流的瞬时表达式为i20sin314t(A)第14页/共21页第十四页，共21页。典题探究典题探究(tnji)：解析：交流电的有效值等于热效应与此交流电等效的恒定

10、电流的值，为分析方便，可选交流电的一个周期(zhuq)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：所以所以(suy)：第15页/共21页第十五页，共21页。课堂课堂(ktng)小结：小结：交变电流的周期和频率交变电流的周期和频率(pnl)1.周期周期T（s）2.频率频率(pnl)f（HZ）3.相互关系：相互关系：交变电流的峰值和有效值交变电流的峰值和有效值 1.峰值（峰值（EmUmIm）2.有效值（有效值（E U I）3.相互关系：相互关系：第16页/共21页第十六页，共21页。【例【例3】如图表示一交流电的电流随时间变】如图表示一交流电的电流随时间变 化的图像化的图像(t

11、xin)，此交变电流的有效值，此交变电流的有效值是多大？是多大？典题探究典题探究(tnji)：第17页/共21页第十七页，共21页。反馈反馈(fnku)练习：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(zhuq)分别变为（分别变为（）2.交变电流电源的电压是交变电流电源的电压是6 V，它跟电阻，它跟电阻R1、R2及电容及电容C、电压表一起连成如图电路、电压表一起连成如图电路.忽略电源内阻，忽略电源

12、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（，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.400V,0.08s D.200V,0.08sC.400V,0.08s D.200V,0.08sBCD 第18页/共21页第十八页，共21页。反馈反馈(fnku)练习：练习：3如下图所示，一矩形如下图所示，一矩形(jxng)线圈在匀强磁场中以角速度线圈在匀强磁场中以角

13、速度 匀速转动，产生的交变电动势的图象如图，则（匀速转动，产生的交变电动势的图象如图，则（）A.交变电流的频率是交变电流的频率是 HzB.当当t=0时，线圈平面与磁感线垂直时，线圈平面与磁感线垂直C.当当t=0.5s时，时，e有最大值有最大值D.交流电的周期是交流电的周期是0.5s0.5BD第19页/共21页第十九页，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，线圈电阻圈电阻(dinz)为为r=3,ab=cd=0.5 m，bc=ad=0.4 m，磁感应强度，磁感应强度B=0.5 T，电，电阻阻(dinz)R=311，当线圈以，当线圈以n=300 rmin的转速匀速转动时。求：的转速匀速转动时。求：(1)感应电动势的最大值；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时线圈在图示位置，写出此交变电流电动势瞬时值表达式；瞬时值表达式；(3)此电压表的示数是多少此电压表的示数是多少?第20页/共21页第二十页，共21页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第21页/共21页第二十一页，共21页。