高中物理52 描述交流電的物理量2課件人教版選修3-2

1、5.2 描述交變電流的 物理量,復習回顧,(一)交變電流：,大小和方向隨時間作周期性變化的電流;簡稱交流。,其中按正弦規(guī)律變化的交流電叫正弦交流電。,（二）正弦交流電的產生及變化規(guī)律,當線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動時，線圈中產生的交流是隨時間按正弦規(guī)律變化的。即正弦交流。,跟磁感線垂直的平面叫做中性面。這一位置穿過線圈的磁通量最大，但線圈的磁通量變化率為零，線圈中無感應電動勢。,1、產生：,2

2、、中性面：,3、規(guī)律：,函數表達式：從中性面開始計時,在純電阻電路中: 　 電流:,電壓:,電動勢:,一、描述交流電的物理量：,1、最大值（峰值）： Em Um Ｉm,２、瞬時值： u i e,３、周期和頻率：,（1）周期：,交變電流完成一次周期性變化所需的時間。,（3）角頻率：線圈在勻強磁場中轉動的角速度。,（2）頻率：一秒內完成周期性變化的次數。,T和f的物理意義：表征交流電變化的快慢。,（4）關系：,我國生產

3、和生活用交流電的周期T＝_______s，頻率f= _______Hz，角速度ω＝_______rad/s，在1s內電流的方向變化__________次。,0.02,50,１００π,100,一個周期內電流方向改變兩次。,例1.某交流發(fā)電機產生的感應電動勢與時間的關系，如圖所示，如果其它條件不變，僅使線圈的轉速加倍，則交流電動勢的最大值和周期分別變?yōu)?（ ）,A．400V，0.02s

4、 B．200V, 0.02sC．400V, 0.08s D．200V, 0.08s,B,練習1：如圖所示為某正弦交流電流的圖像，求其峰值、周期和角速度，并寫出該電流的瞬時值表達式。,Im ＝20A,ω＝100π rad/s.,電流的瞬時表達式為i＝20sin100πt(A),T＝0.02s,４、有效值： E U I,（1）定義：,根據電流的熱

5、效應來規(guī)定，讓交流電和直流通過相同阻值的電阻，如果他們在一個周期內產生的熱量相等，就把這一直流電的數值叫做這一交流電的有效值。,（2）正弦交流電的有效值與最大值的關系：,(3)說明：,A、以上關系式只適用于正弦或余弦交　　流電；,B、交流用電器的額定電壓和額定電流 指的是有效值；,C、交流電流表和交流電壓表的讀數是 有效值,D、對于交流電若沒有特殊說明的均指 有效值,平均值：,B、求通過某導體截面的電量一定要用

6、 平均值。,（4）注意：峰值（最大值）、有效值、 平均值在應用上的區(qū)別。,A、在求交流電的功、功率或電熱時必 須用交流電的有效值。,例2.某交流電壓隨時間的變化規(guī)律如圖所示，則此交流電的頻率是_____Hz。若將該電壓加在10uF的電容器上，則電容器的耐壓值不應小于______V；若將該電壓加在一阻值為1KΩ的純電阻用電器上，用電器恰能正常工作，為避免意外事故的發(fā)生，該電路中保險絲的額定電流

7、不能低于______A。,,,,,200,－200,2,0.25,200,u/v,t/s,例3.如圖表示一交流的電流隨時間變化的圖像,求該電流的有效值。,練習2：如圖表示一交流隨時間變化的圖像，求此交流的有效值。,例4.圖中兩交變電流通過相同的電阻R。求：（1）分別寫出它們的有效值、周期和頻率。（2）計算它們在R上產生的功率之比。,（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2,,練習3:一個電阻接在10V的直流電源上，

8、它的發(fā)熱功率是P，當接到電壓為u=10sinωtV的交流電源上，它的發(fā)熱功率 （ ） A．0.25P B．0.5P C．P D．2P,B,例4.如圖所示，線圈的面積是0.05㎡，共有100匝；線圈電阻為1Ω，外接電阻R＝9Ω，勻強磁場的磁感應強度為B＝1／πT，當線圈以300r/min的轉速勻速旋轉時，求：,

9、(1)若從線圈處于中性面開始計時，寫出線 圈中感應電動勢的瞬時表達式；,(2)線圈轉過1／30s時電動勢的瞬時值多大；,(4) 線圈每轉過一周，外力所做的功。,(3)電路中電壓表和電流表示數 各是多少,2.5 J,例5.如圖所示，矩形線圈的匝數為n，線圈面積為S，線圈內阻為r，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞OO’軸以角速度ω勻速轉動，外電路電阻為R。在線圈由圖示位置轉過90°的過程中，求：,(1)通過電阻R的電量q；,(2)

10、電阻R上產生的焦耳熱Q,在此過程中電阻R上的焦耳熱為一個周期內產生焦耳熱的1／4，,練習4：邊長為a的單匝正方形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中，以OO’為軸勻速轉動，角速度為ω，轉軸與磁場方向垂直，線圈電阻為R，求：,(1)線圈從圖示位置轉過T／4的過程中產生的　熱量Q．,(2)線圈從圖示位置轉過T／4的　過程中通過線圈某截面的電　量q．,小結,1、最大值（峰值）： Em Um Ｉm,２、瞬時值： u i e,3

11、、周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間。,4、頻率：一秒內完成周期性變化的次數。,5、有效值： E U I,（1）定義：,根據電流的熱效應來規(guī)定，讓交流電和直流通過相同阻值的電阻，如果他們在一個周期內產生的熱量相等，就把這一直流電的數值叫做這一交流電的有效值。,（2）正弦交流電的有效值與最大值的關系：,注意：A.對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值,C.求通過某導體截面的電量一定要用平均值。,B.在求交流電的功