【創(chuàng)新設計】20152016學年高中物理52描述交變電流的物理量(問題探究式)同課異構課件新人教版選修32

1、第五章第五章 交變電流交變電流 學案學案2 描述交變電流的物理量描述交變電流的物理量一、交變電流：一、交變電流： 大小和方向都隨時間作周期性變化的電流叫做交大小和方向都隨時間作周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流。變電流，簡稱交流。 其中按正弦規(guī)律變化的交流叫正弦交流。其中按正弦規(guī)律變化的交流叫正弦交流。 二、正弦交流的產生及變化規(guī)律二、正弦交流的產生及變化規(guī)律 1、產生：當線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的、產生：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)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。律變化的。即正弦交流。 知識

2、回顧知識回顧知識回顧知識回顧2 、正弦交變電流的規(guī)律、正弦交變電流的規(guī)律從中性面開始計時，得出從中性面開始計時，得出sinmeEt瞬時電動勢：瞬時電動勢：瞬時電流瞬時電流:sinmiIt瞬時電壓瞬時電壓:sinmuUt其中其中:mENBS知識回顧知識回顧由于交變電流的電壓、電流等的由于交變電流的電壓、電流等的大小和方向都隨時間做周期性變化，大小和方向都隨時間做周期性變化，因此在交流電路中使用電壓和電流不因此在交流電路中使用電壓和電流不能全面地反映其電路的特性，對交變能全面地反映其電路的特性，對交變電流就需要多一些的物理量來描述其電流就需要多一些的物理量來描述其不同方面的特性不同方面的特性 知識

3、回顧知識回顧閱讀教材，回答下列問題：閱讀教材，回答下列問題： （1）什么叫交變電流的周期？）什么叫交變電流的周期？ （2）什么叫交變電流的頻率？）什么叫交變電流的頻率？ （3）它們之間的關系是什么？）它們之間的關系是什么？ （4）我國使用的交變電流是）我國使用的交變電流是“220V，50Hz”的交變電流。則交變電流的周期的交變電流。則交變電流的周期和頻率各是多大？和頻率各是多大？一、周期和頻率一、周期和頻率也是線圈轉動一周的時間也是線圈轉動一周的時間 3我國工農業(yè)及生活用電的周期為我國工農業(yè)及生活用電的周期為0.02s，頻率，頻率為為50Hz， 電流方向每秒改變電流方向每秒改變100次次 2頻

4、率：頻率：1s內交變電流完成周期性變化的次數(shù)，內交變電流完成周期性變化的次數(shù)， 用用 f 表示，單位是表示，單位是Hz 1周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間. 用用T表示，單位是表示，單位是s一、周期和頻率一、周期和頻率 我國生產和生活用交流電的周期我國生產和生活用交流電的周期T=_s，頻率，頻率f= _Hz，角速度，角速度=_rad/s，在，在1s內電流的方向變內電流的方向變化化_次。次。0.0250100100 1 13、如圖示為某正弦交流電流的圖像，求、如圖示為某正弦交流電流的圖像，求其峰值、周期和角速度，并寫出該電流的瞬其峰值、周期和角

5、速度，并寫出該電流的瞬時值表達式。時值表達式。 Im20A100rad/s.電流的瞬時表達式為電流的瞬時表達式為i20sin100t (A)T0.02s 2 21、瞬時值：、瞬時值： 對應某一時刻的交流的值對應某一時刻的交流的值 用小寫字母表示，用小寫字母表示，e , i , u2、峰值：、峰值： 交變電流在一個周期內所能達到的最大數(shù)值交變電流在一個周期內所能達到的最大數(shù)值 用大寫字母表示，用大寫字母表示，Um ImEm最大值在實際中有一定的指導意義，最大值在實際中有一定的指導意義， 所所有使用交流的用電器，其最大耐值應大于其有使用交流的用電器，其最大耐值應大于其使用的交流電壓的最大值使用的交

6、流電壓的最大值.二、峰值和有效值二、峰值和有效值二、峰值和有效值二、峰值和有效值電容器的耐壓值電容器的耐壓值電容器上的標稱電壓值是電容器兩極間所允電容器上的標稱電壓值是電容器兩極間所允許許電壓的最大值電壓的最大值 （2 2）線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸）線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速旋轉時，電動勢的最大值勻速旋轉時，電動勢的最大值mEnB S（3 3）最大值可以表示交變電流的強弱或）最大值可以表示交變電流的強弱或電壓的高低，但不適于用來表示交流產電壓的高低，但不適于用來表示交流產生的效果生的效果二、峰值和有效值二、峰值和有效值甲、乙圖中電爐燒水甲、乙圖中電爐燒水,設壺材料相同、水質量

7、設壺材料相同、水質量相等、水的初溫相同若直流電源用相等、水的初溫相同若直流電源用10分鐘分鐘把水燒開，而第二次用交流電時也用把水燒開，而第二次用交流電時也用10分鐘分鐘把水燒開把水燒開電爐燒水電爐燒水二、峰值和有效值二、峰值和有效值交流電的熱效果和直流電相同交流電的熱效果和直流電相同我 的 電我 的 電流 是 恒流 是 恒定的定的3A3A我我 1 01 0 分分鐘 把 水鐘 把 水燒開燒開我我1010分鐘分鐘也把水燒也把水燒開！開！我 的 電我 的 電流 是 變流 是 變化的化的我的電流我的電流有效值也有效值也是是3A3 3有效值有效值（1 1）定義：使交變電流和直流通過相同阻值的電阻，如果它

8、們在相）定義：使交變電流和直流通過相同阻值的電阻，如果它們在相等時間內產生的熱量相等，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交變電流等時間內產生的熱量相等，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交變電流的有效值的有效值（2 2）特點：交變電流的有效值根據電流的熱效應來規(guī)定，與電流的）特點：交變電流的有效值根據電流的熱效應來規(guī)定，與電流的方向無關，但一般與所取時間的長短有關，在無特別說明時是以一方向無關，但一般與所取時間的長短有關，在無特別說明時是以一個周期的時間來確定有效值的個周期的時間來確定有效值的二、峰值和有效值二、峰值和有效值 對正弦交流電有：對正弦交流電有： I= U= E= 2mI2mU2mE任何電流都有有

9、效值，但上述關系任何電流都有有效值，但上述關系只限于正弦交變電流，對其他形式的交變只限于正弦交變電流，對其他形式的交變電流并不適用電流并不適用4 4有效值與最大值之間的關系有效值與最大值之間的關系二、峰值和有效值二、峰值和有效值關于有效值的說明關于有效值的說明 1、通常所說照明電路的電壓是、通常所說照明電路的電壓是220v和動力電和動力電 壓壓380V都指的是交都指的是交流的流的有效值有效值。 2、各種使用交流的電器設備的銘牌上所標的額定電流和額定電壓的、各種使用交流的電器設備的銘牌上所標的額定電流和額定電壓的數(shù)值都是它的數(shù)值都是它的有效值有效值。 3、交流電壓表和電流表所測的數(shù)值也是、交流電

10、壓表和電流表所測的數(shù)值也是有效值有效值。 4、如果沒有特別說明，一般說到交流的電動勢、電壓、電流或計算、如果沒有特別說明，一般說到交流的電動勢、電壓、電流或計算電功率，電熱時指的都是電功率，電熱時指的都是有效值有效值。 5、通常電容器所標的耐壓值指的是、通常電容器所標的耐壓值指的是最大值最大值.二、峰值和有效值二、峰值和有效值i/At/s+10-100.05 0.1 0.150.2如圖是一個按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流如圖是一個按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流.請根據圖請根據圖象求出它的周期象求出它的周期,頻率頻率,最大值和有效值最大值和有效值 ,并寫出電流的函并寫出電流的函數(shù)表達式數(shù)表達式.解析

11、解析:由圖象可知由圖象可知:T=0.2s 根據根據 f=1/T 得得:f=5Hz.10AmI 有效值有效值:最大值最大值:電流的函數(shù)表達式電流的函數(shù)表達式: 3根據電流的熱效應先計算電流的有效值根據電流的熱效應先計算電流的有效值4 4 到網上收集有關到網上收集有關各種波形交變電各種波形交變電流應用實力資料流應用實力資料,并與同學交流并與同學交流.課外探究課外探究課外探究課外探究220V課外探究課外探究Em50 V 由由2f100 rad/s得得f50 Hz 2.2.某交流電壓隨時間的變化規(guī)律如圖所示，則此交流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電的頻率是_Hz_Hz。若將該電壓加在。若將該電壓加在10uF10uF的電容器上，則的電容器上，則電容器的耐壓值不應小于電容器的耐壓值不應小于_V_V；若將該電壓加在一阻值；若將該電壓加在一阻值為為1K1K的純電阻用電器上，用電器恰能正常工作，為避免的純電阻用電器上，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不能低于意外事故的發(fā)生，該電路中保險絲的額定電流不能低于_ A A。20020020.2520021 . 0u/