2013人教版选修(3-2)《描述交变电流的物理量》.ppt

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1、第5章第2节描述交变电流的物理量复习回顾(一)交变电流：大小和方向随时间作周期性变化的电流叫交变电流;简称交流电。其中按正弦规律变化的交流电叫正弦式交流电。（二）正弦式交流电的产生及变化规律a.匀强磁场,b.绕垂直于磁场方向的轴,c.匀速转动.跟磁感线垂直的平面叫做中性面。1、产生条件：2、中性面：a.磁通量最大，b.磁通量变化率为零，c.无感应电动势。3、规律：函数表达式：从中性面开始计时在纯电阻电路中:电流:电压:电动势:思考：（1）什么叫交变电流的周期？（2）什么叫交变电流的频率？（3）它们之间的关系是什么？（4）什么叫角速度？角速度与周期、频率的关系？（5）你知道我国使用

2、的交变电流的周期和频率各是多大吗？（1）周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间（4）角速度：一秒内转过的角度。（弧度）（2）频率：交变电流一秒内完成周期性变化的次数（3）关系：一、周期和频率我国生产和生活所用交流电的周期T=_____s，频率f=___Hz，角速度ω=_____rad/s，在1s内电流的方向变化____次。0.0250100π100生活常识：二、峰值和有效值（1）电容器上的标称电压值（耐压值）是电容器所能承受的最大电压．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．EmUmIm（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：耐压

3、值应大于交流电压的峰值交流与探讨：问题1：如图所示电流I=2A通过一个R=2Ω的电阻。它是恒定电流。怎样计算通电1S内电阻R中产生的热量?01232i/At/S4解：根据焦耳定律得：（1）定义：让交流和恒定电流通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生热量相等，我们就把恒定电流的值叫交流电的有效值。（3）正弦交流电的有效值与最大值的关系：2、有效值（2）物理意义：描述交流电做功或热效应的物理量上述关系只限于正弦式或余弦式交变电流，对其他形式的交变电流并不适用．重点说明：A、家庭电路的电压220V，指的是有效值。交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；B、交流电流表和交流电

4、压表的读数是有效值，C、以后提到的交流电数值凡没有特殊说明的均指有效值。D、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。2、有效值（1）瞬时值：（2）峰值：（3）有效值：（4）平均值：3、交流电的“四”值用来确定用电器的耐压值计算通过电路截面的电量在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值三、相位这两支交流周期，最大值相同，但它们的瞬时值并不同时达到最大。甲到达峰值或变为0的时间，总比乙慢一些。这种情况下，我们说，它们的“相位”不同典题探究：【例1】交变电流电压表达式为u=20sin314tV，求这个交变电压的最大值U、有效值U、周期T、频率f。画出交变电流的u-t图

5、像。m解：Um=20V200-200.010.02u/Vt/s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。典题探究：解析：从图中可看出:交变电流的周期T＝0.02s,交变电流的角速度ω＝2π／T＝314rad/s在t＝0.0025s＝T／8时，电流为14.14A，而t＝T／8时线圈从中性面转过的角度为45°由电流表达式i＝Imsinωt得：14.14＝Imsin45°Im＝14.14／sin45°＝20A而ω＝2π／T＝314rad/s.故此电流的瞬时表达式为i＝20sin314t(A)典题探究：【例3】如图表示一交流电的

6、电流随时间变化的图像，此交变电流的有效值是多大？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：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6V，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=6VB.U2=6VC.U1=6VD.U2≥

7、6VA.400V,0.02sB.200V,0.02sC.400V,0.08sD.200V,0.08sBCD反馈练习：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=3Ω,ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感应强度B=0.5T，电阻R=311Ω，当线圈以n=300r／min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?3．如下图所示，一矩