描述交變電流的物理量課件

1、物理教科版 選修3-2,第二章 交變電流,第二節(jié) 描述交變電流的物理量,1,PPT學(xué)習(xí)交流,復(fù)習(xí)回顧,(一)交變電流：,正弦式交流電,（二）正弦式交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律,a. 勻強磁場 b. 繞垂直于磁場方向的軸 c. 勻速轉(zhuǎn)動,1、產(chǎn)生條件：,2、中性面：,a. 磁通量最大 b. 磁通量變化率為零 c. 無感應(yīng)電動勢,2,PPT學(xué)習(xí)交流,3、正弦交流電的變化規(guī)律：,（1）公式法：從中性面開始計時,瞬時電動勢 e=Emsint,Em=NBS,瞬時電流 i=Imsint,瞬時電壓 u=Umsint,（2）圖象法：如圖所示,3,PPT學(xué)習(xí)交流,想一想：,（1） 什么叫交變電流的周期？ （2）什么叫

2、交變電流的頻率？ （3）它們之間的關(guān)系是什么？ （4）你知道我國使用的交變電流的周期和頻率各是多大嗎？,4,PPT學(xué)習(xí)交流,（1）周期：,交變電流完成一次周期性變化所需的時間,（4）角速度：一秒內(nèi)線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動的 角度（弧度）,交變電流一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù),（3）關(guān)系：,一、周期和頻率,（2）頻率：,5,PPT學(xué)習(xí)交流,我國生產(chǎn)和生活所用交流電的周期 T=_s，頻率f= Hz，角速度= rad/s，在1s內(nèi)電流的方向 變化_次。,0.02,50,100,100,生活常識：,6,PPT學(xué)習(xí)交流,二、峰值和有效值,（1）電容器上的標(biāo)稱電壓值（耐壓值）是電容器兩極間所允許電壓的最大值,1

3、、峰值（最大值）：交變電流在一個周期內(nèi) 所能達到的最大數(shù)值Em Um Im,（2）線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速旋轉(zhuǎn)時，電動勢的最大值：,7,PPT學(xué)習(xí)交流,交流與探討：,問題1：如圖所示電流I=2A通過一個R=2的電阻。它是恒定電流。怎樣計算通電1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量?,解：根據(jù)焦耳定律得：,8,PPT學(xué)習(xí)交流,交流與探討：,問題2：如圖所示電流I 通過一個R=1的電阻。它不是恒定電流。 1. 怎樣計算通電1 s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量? 2. 如果有一個大小、方向都不變的恒定電流通過這個電阻R也能在s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱量，這個電流是多大？,9,PPT學(xué)習(xí)交流,解：根據(jù)焦耳定律得：,10,P

4、PT學(xué)習(xí)交流,（1）定義：讓交流電和恒定電流通過同樣的電阻，如果它們在相同時間內(nèi)，產(chǎn)生熱量相等，把恒定電流的值叫交流電的有效值 。（抓三同 ）,（3）正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系：,2、有效值,（2）物理意義：描述交流電做功或熱效應(yīng)的物理量,如：某交流電有效電壓為220V，表示該交流電在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于220V穩(wěn)恒電壓在同一周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量,閱讀：優(yōu)p34開拓視野,11,PPT學(xué)習(xí)交流,重點說明：,2、有效值,12,PPT學(xué)習(xí)交流,典題探究：,【例1】交變電流電壓表達式為u=20sin314t V，求這個交變電壓的最大值Um 、有效值U有、周期T、頻率f。畫出交變電流的u-t圖像

5、。,解：,314,13,PPT學(xué)習(xí)交流,典題探究：,【例2】 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。,14,PPT學(xué)習(xí)交流,解析： 從圖中可看出: 交變電流的周期T=0.02s, 交變電流的角速度=2/T=314rad/s 在t=0.0025s=T8時，電流為14.14A， 而t=T8時線圈從中性面轉(zhuǎn)過的角度為45,由電流表達式 i=Imsint 得：14.14=Imsin45,Im=14.14/sin4520A,而=2/T=314rad/s.,故此電流的瞬時表達式為 i=20sin314t(A),15,PPT學(xué)習(xí)交流,【例3】如圖表示一交流電的電

6、流隨時間變 化的圖像，此交變電流的有效值是多大？,典題探究：,16,PPT學(xué)習(xí)交流,課堂小結(jié)：,交變電流的周期和頻率 1.周期T（s） 2.頻率f（HZ） 3.相互關(guān)系： 交變電流的峰值和有效值 1.峰值（EmUmIm） 2.有效值（E U I ） 3.相互關(guān)系：,17,PPT學(xué)習(xí)交流,反饋練習(xí)：,1.某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系，如圖所示，如果其它條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則交流電動勢的最大值和周期分別變?yōu)椋?）,A.400V, 0.02s B.200V, 0.02s C.400V, 0.08s D.200V, 0.08s,B,18,PPT學(xué)習(xí)交流,A.U1=6 V,B.U2

7、=6V,C.U1=6 V,D.U26 V,CD,2.交變電流電源的電壓是6 V，它跟電阻R1、R2及電容C、電壓表一起連成如圖電路.忽略電源內(nèi)阻，U1表示電壓表示數(shù)，為保證電容器不擊穿，電容器耐壓值U2，電路如圖所示則（ ）,19,PPT學(xué)習(xí)交流,反饋練習(xí)：,3如下圖所示，一矩形線圈在勻強磁場中以角速度 勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢的圖象如 圖，則（ ） A.交變電流的頻率是 Hz B.當(dāng)t=0時，線圈平面與磁感線垂直 C.當(dāng)t=0.5s時，e有最大值 D.交流電的周期是0.5s,0.5,BD,20,PPT學(xué)習(xí)交流,4.如圖，一交流發(fā)電機的線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)N=100，線圈電阻為r=3，ab=cd=0.5 m，bc=ad=0.4 m，磁感應(yīng)強度B=0.5 T，電阻R=311，當(dāng)線圈以n=300 r/min 的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時。求： (1)感應(yīng)電動