高中物理 第五章 2 描述交變電流的物理量課件 粵教選修32

1、2021/8/11 星期三12 描述交變電流的物理量2021/8/11 星期三2知識點 1交變電流的周期和頻率1周期 T：交變電流完成一次周期性變化所需的時間，單位是秒，符號為 s.2頻率 f：交變電流在 1 s 內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，單位是赫茲，符號為 Hz.2021/8/11 星期三34角速度和頻率的關(guān)系：2f.5常識：我國通用交變電流的周期是 0.02 s，頻率為 50 Hz.知識點 2峰值和有效值1峰值：當線圈平面與磁場方向平行時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流及路端電壓的最大值，用 Em、Im 和 Um 表示，其中 EmNBS.2有效值：讓交流與恒定電流分別通過大小相同的電阻，如果在交

2、流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，而這個恒定電流是 I、電壓是 U，我們就把 I、U 叫做這個交流的有效值2021/8/11 星期三4知識點 3相位1相位：對于兩支交流電 e甲Emsin t 和 e乙Emsin (t)，稱t 或t分別為它們的相位2相位差：兩支交流電的相位之差叫做它們的相位差知識點 4 對交變電流有效值的理解1正(余)弦式交變電流的有效值與峰值的關(guān)系2021/8/11 星期三52注意事項(1)各種使用交變電流的用電器上所標的額定電壓、額定電流值都是指交變電流的有效值(2)各種交流電流表和交流電壓表的測量值也都是有效值2021/8/11 星期三6(3)凡涉及能量問題，如電能與其他

3、形式的能的轉(zhuǎn)化過程中，涉及交變電流的電功、電功率等物理量均用有效值，計算保險絲的熔斷電流也用有效值(4)家庭電路電壓 220 V 和動力電壓 380 V 是指有效值(5)以后提到的交變電流的數(shù)值，凡沒有特別說明的都是指有效值3幾種典型交流電的有效值交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)，利用等效的觀點來定義的一般取一定時間(一個周期)根據(jù)恒定電流與交流電產(chǎn)生的熱量一樣來求解，比如下面幾種典型的有效值：2021/8/11 星期三7交變電流名稱交變電流圖樣有效值正弦式交變電流正弦半波交變電流2021/8/11 星期三8正弦單向脈沖電流矩形脈沖電流非對稱性脈沖電流2021/8/11 星期三9【例 1】圖

4、 521 表示一交流電的電流隨時間而變化的圖象此交流電的有效值是()B圖 521解析：由圖象可知，該電流是交流電，而并非正弦交流電，不能用正弦交流電有效值的公式來求有效值只能根據(jù)非對稱性脈沖電流的熱效應(yīng)來求2021/8/11 星期三101電阻 R1、R2 和交流電源按照圖 522 甲所示方式連接，R110 ，R220 .合上開關(guān) S 后，通過電阻 R2 的正弦交)變電流 i 隨時間 t 變化的情況如圖乙所示則(圖 5222021/8/11 星期三11解析：先求出電流的有效值，則可以求出電壓的有效值答案：B2021/8/11 星期三12種類區(qū)別有效值峰值瞬時值平均值物理意義根據(jù)電流的熱效應(yīng)來定義

5、的交變電流的最大值某一時刻電壓、電流的大小一段時間電壓、電流的平均值計算方法根據(jù)熱效應(yīng)求解有效值的大小知識點 5 有效值、峰值、瞬時值、平均值的區(qū)別2021/8/11 星期三13BCA交變電流的頻率為 100 HzB電動勢的有效值為 220 VC電動勢的峰值約為 311 VDt0 時，線圈平面與中性面垂直2021/8/11 星期三142(雙選，2011 年肇慶檢測)一矩形金屬線圈，繞垂直磁場方向的轉(zhuǎn)軸在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動線圈中產(chǎn)生的電動勢 e 隨)時間 t 變化的情況如圖 523 所示下列說法正確的是(圖 5232021/8/11 星期三15A此交流電的頻率為 0.5 HzB此交流電的電動勢有

6、效值為 2 VCt0.01 s 時，線圈平面與磁場方向垂直Dt0.02 s 時，線圈磁通量變化率為零答案：CD2021/8/11 星期三16題型 1交變電流圖象中的有效值和頻率【例 3】(雙選)如圖 524 表示一交變電流隨時間而變化的圖象，則此交變電流的()圖 5242021/8/11 星期三17答案：BC2021/8/11 星期三183(雙選，2010 年潮州模擬)一正弦交流電的電壓隨時間變)化的規(guī)律如圖 525 所示由圖可知(圖 5252021/8/11 星期三19A該交流電的電壓瞬時值的表達式為 u100sin (25t) VB該交流電的頻率為 25 HzC該交流電的電壓的有效值為 1

7、41.4 VD若將該交流電壓加在阻值 R100 的電阻兩端，則電阻消耗的功率是 50 W答案：BD2021/8/11 星期三20題型 2交變電流熱量的求解【例 4】阻值為 1 的電阻上通以交變電流，其 it 關(guān)系如)圖 526 所示，則在 01 s 內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量為(圖 526A1 JB1.5 JC2 JD2.8 J解析：對于此題我們可以分段求解，前 0.2 s 和后 0.2 s 產(chǎn)生的熱量分別為0.2 J，中間0.6 s 產(chǎn)生的熱量為2.4 J，所以在01 s 內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量為 2.8 J，D 選項正確D2021/8/11 星期三214圖 527 為某型號電熱毯的電路圖，將電熱絲接在 u156sin 120t V 的電源上，電熱毯被加熱到一定溫度后，由于P 的作用使輸入的正弦交流電僅有半個周期能夠通過，即電壓變?yōu)閳D 528 所示波形，從而進入保溫狀態(tài)則此時交流電壓表()圖 527圖 528