描述交流电物理量.ppt

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1、关于描述交流电的物理量第一张，PPT共二十一页，创作于2022年6月F(N)v(m/s)02 4 6 8 10 1220 161284F解：解：（1）变速运动（或变加速运动、加速度减小的加速运）变速运动（或变加速运动、加速度减小的加速运动，加速运动）。动，加速运动）。（2）感应电动势）感应电动势 感应电流感应电流 I=E/R （2）安培力安培力由由图图线线可可知知金金属属杆杆受受拉拉力力、安安培培力力和和阻阻力力作作用用，匀匀速速时时合合力力为零。为零。由图线可以得到直线的斜率由图线可以得到直线的斜率 k=2，(3)由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f，f

2、=2(N)若金属杆受到的阻力仅为滑动摩擦力，由截距可求得动若金属杆受到的阻力仅为滑动摩擦力，由截距可求得动 摩擦因数摩擦因数=0.4第二张，PPT共二十一页，创作于2022年6月5.2 5.2 描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量第三张，PPT共二十一页，创作于2022年6月复习回顾复习回顾1.1.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大小和方向随时间作周期性变化的电流;简称简称交交流流。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。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。这一位置穿过。这一位置穿过线圈的线圈的磁通量最大磁通

3、量最大，但线圈的，但线圈的磁通量变化率为零磁通量变化率为零，线圈中线圈中无感应电动势无感应电动势。2 2中性面：中性面：第四张，PPT共二十一页，创作于2022年6月3 3正弦交流电的变化规律：正弦交流电的变化规律：函数表达式：函数表达式：从中性面开始计时从中性面开始计时 电流电流:电动势电动势:第五张，PPT共二十一页，创作于2022年6月练习练习 一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为E Emm=400V=400V，线圈匀

4、速转动的角速度为，线圈匀速转动的角速度为，线圈匀速转动的角速度为，线圈匀速转动的角速度为=314rad/s=314rad/s，试写出电动，试写出电动，试写出电动，试写出电动势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为电阻为电阻为电阻为20002000，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表，电路中电流的峰值是多少？写出电

5、流瞬时值的表达式。达式。达式。达式。e=Ee=EmmsinsinWWWWt=400sin314tt=400sin314t解：解：解：解：电动势瞬时值的表达式为：电动势瞬时值的表达式为：电动势瞬时值的表达式为：电动势瞬时值的表达式为：电流峰值为：电流峰值为：电流峰值为：电流峰值为：I Imm=E=Emm/R=4002000=0.2A/R=4002000=0.2A电流瞬时值的表达式为：电流瞬时值的表达式为：电流瞬时值的表达式为：电流瞬时值的表达式为：i=i=I ImmsinsinWWWWt=2sin314tt=2sin314t第六张，PPT共二十一页，创作于2022年6月周期周期和和频率频率：（1

6、 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 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。T T和和f f的物理意义：表征交流电的物理意义：表征交流电变化的快慢变化的快慢。描述交流电的物理量：描述交流电的物理量：第七张，PPT共二十一页，创作于2022年6月 例例1.1.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，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，仅使线圈的如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为则交流电动势的最大值和周期分别

7、变为 （）A400V，0.02s B200V,0.02sC400V,0.08s D200V,0.08sB第八张，PPT共二十一页，创作于2022年6月 练习练习1：如图所示为某正弦交流电流的图像，：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求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。值表达式。I Im 20A100 rad/s.电流的瞬时表达式为电流的瞬时表达式为i20sin100t(A)T0.02s第九张，PPT共二十一页，创作于2022年6月第十张，PPT共二十一页，创作于2022年6月有效值有效值：（1 1）定义）定义：根据根据电流的热效应电流的热

8、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。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：第十一张，PPT共二十一页，创作于2022年6月(3)(3)说明：说明：A A以上关系式只适用于以上关系式只适用于正弦正弦或或余弦余弦交交流电；流电；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 指的是有效值；指的是有效值；C C交流电流表和交流电压表

9、交流电流表和交流电压表的读数是的读数是 有效值有效值D D对于交流电若没有特殊说明的均指对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值有效值第十二张，PPT共二十一页，创作于2022年6月平均值：平均值：B B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一定要用 平均值。平均值。（4 4）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。A A在求交流电的在求交流电的功、功率或电热功、功率或电热时必时必 须用交流电的有效值。须用交流电的有效值。第十三张，PPT共二十一页，创作于2022年6月 例例2.2.某交流电压随时间的变化规律如图所示，

10、则此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交流电的频率是_Hz_Hz。若将该电压加在。若将该电压加在10uF10uF的电的电容器上，则电容器的耐压值不应小于容器上，则电容器的耐压值不应小于_V_V；若；若将该电压加在一阻值为将该电压加在一阻值为1K1K的纯电阻用电器上，用电的纯电阻用电器上，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能低于保险丝的额定电流不能低于_A_A。20020020.25200u/vt/s第十四张，PPT共二十一页，创作于2022年6月 例例3.如图表示一交流的电流随时间变如图表示一交

11、流的电流随时间变化的图像化的图像,求该电流的有效值。求该电流的有效值。第十五张，PPT共二十一页，创作于2022年6月 练习练习2 2：如图表示一交流随时间变化的：如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。图像，求此交流的有效值。第十六张，PPT共二十一页，创作于2022年6月练习练习3:3:一个电阻接在一个电阻接在10V10V的直流电源上，它的的直流电源上，它的发热功率是发热功率是P P，当接到电压为，当接到电压为u=10sintVu=10sintV的的交流电源上，它的发热功率交流电源上，它的发热功率 （）A0.25P B0.5P CP D2PB第十七张，PPT共二十一页，创作于20

12、22年6月 例例4.4.如图所示，线圈的面积是如图所示，线圈的面积是0.050.05，共有，共有100100匝；线圈匝；线圈电阻为电阻为11，外接电阻，外接电阻R R99，匀强磁场的磁感应强度为，匀强磁场的磁感应强度为B B1 1TT，当线圈以，当线圈以300r/min300r/min的转速匀速旋转时，求：的转速匀速旋转时，求：(1)(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线若从线圈处于中性面开始计时，写出线 圈中感应电动势圈中感应电动势的瞬时表达式；的瞬时表达式；(2)(2)线圈转过线圈转过1 130s30s时电动势的瞬时值多大；时电动势的瞬时值多大；(4)(4)线圈每转过一周，外力所做的功。

13、线圈每转过一周，外力所做的功。(3)(3)电路中电压表和电流表示数电路中电压表和电流表示数 各是多各是多少少2.5 J2.5 J第十八张，PPT共二十一页，创作于2022年6月 例例5.5.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，线圈面积为，线圈面积为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的匀强磁场中绕的匀强磁场中绕OOOO轴以角速度轴以角速度匀速转动，外电路电阻为匀速转动，外电路电阻为R R。在。在线圈由图示位置转过线圈由图示位置转过9090的过程中，求：的过程中，求：(1)(1)通过电阻通过电阻R R的电量的电量q q；(2)(2)电

14、阻电阻R R上产生的焦耳热上产生的焦耳热QQ 在此过程中电阻在此过程中电阻R R上的焦耳热上的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的为一个周期内产生焦耳热的1 14 4，第十九张，PPT共二十一页，创作于2022年6月 练习练习4 4：边长为：边长为a a的的单匝单匝正方形线圈在磁感应强度为正方形线圈在磁感应强度为B B的匀强磁场中，以的匀强磁场中，以OOOO为轴匀速转动，角速度为为轴匀速转动，角速度为，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R R，求：，求：(1)(1)线圈从图示位置转过线圈从图示位置转过T T4 4的过程中产生的的过程中产生的热量热量QQ。(2)(2)线圈从图示位置转过线圈从图示位置转过T T4 4的的过程中通过线圈某截面的电过程中通过线圈某截面的电量量q q。第二十张，PPT共二十一页，创作于2022年6月感谢大家观看第二十一张，PPT共二十一页，创作于2022年6月