高中物理選修描述交變電流的物理量

1、編輯ppt編輯ppt復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧(一一)交變電流：交變電流： 大小和方向隨時間做周期性變化大小和方向隨時間做周期性變化的電流的電流; ;簡稱簡稱交流交流。 其中按其中按正弦規(guī)律正弦規(guī)律變化的交流電叫變化的交流電叫正弦交流電正弦交流電。 編輯ppt 線圈在線圈在勻強(qiáng)勻強(qiáng)磁場中磁場中繞垂直于磁場繞垂直于磁場方向的軸方向的軸勻速勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生正弦交流正弦交流電電。 跟磁場方向垂直的平面叫做跟磁場方向垂直的平面叫做中性面中性面。這一位置穿過線圈的這一位置穿過線圈的磁通量最大磁通量最大，磁通量磁通量變化率為零變化率為零，線圈中，線圈中無感應(yīng)電動勢無感應(yīng)電動勢。1、產(chǎn)生：、產(chǎn)生：2、中性

2、面：、中性面：(二二)正弦交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律正弦交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律 編輯ppt3 3、規(guī)律：、規(guī)律： 瞬時值表達(dá)式：瞬時值表達(dá)式：從中性面開始計時從中性面開始計時tIimsin電壓電壓: :tUumsintEemsin電動勢電動勢: :SNBEm在在純電阻電路純電阻電路中中: :電流電流: :編輯ppt最大值（峰值）：最大值（峰值）： Em 、m 、 UmSNBEm瞬時值：瞬時值： e 、i 、u編輯pptabcdKLABabcdK LABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB:編輯ppt一、周期和頻率一、周期和頻率1 1、周期：、周期：交變電流完成交變電流完成一次周期性變化

3、一次周期性變化所需的時間。所需的時間。 角頻率：角頻率：線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度角速度 2 2、頻率：、頻率：交變電流一秒內(nèi)完成交變電流一秒內(nèi)完成周期性變化周期性變化的次數(shù)。的次數(shù)。物理意義：表示交流電物理意義：表示交流電變化的快慢變化的快慢3 3、關(guān)系：、關(guān)系：Tf1fT22一個周期內(nèi)電流方向改變兩次。一個周期內(nèi)電流方向改變兩次。編輯ppt 1、我國生產(chǎn)和生活用交流電的、我國生產(chǎn)和生活用交流電的周期周期T=_s，頻率，頻率f= _Hz，角速度角速度=_rad/s，在，在1s內(nèi)電流內(nèi)電流的方向變化的方向變化_次。次。50100100課堂練習(xí)課堂練習(xí)編輯ppt2、某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)

4、生的感應(yīng)電動勢與、某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系，如圖所示，如果其它條件不時間的關(guān)系，如圖所示，如果其它條件不變，僅使線圈的變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍轉(zhuǎn)速加倍，則交流電動勢，則交流電動勢的最大值和周期分別變?yōu)榈淖畲笾岛椭芷诜謩e變?yōu)?( )A400V, 0.02s BC400V, 0.08s D編輯ppt3、如圖示為某正弦交流電流的圖、如圖示為某正弦交流電流的圖像，求其峰值、周期和角速度，并寫像，求其峰值、周期和角速度，并寫出該電流的瞬時值表達(dá)式。出該電流的瞬時值表達(dá)式。 Im20A100rad/s.電流的瞬時表達(dá)式為電流的瞬時表達(dá)式為i20sin100t (A)T編輯ppt 二、峰值和有

5、效值二、峰值和有效值1、峰值：、峰值：電流或電壓所能達(dá)到的最大值。電流或電壓所能達(dá)到的最大值。編輯ppt 電容電容 耐壓值耐壓值（最大值）（最大值）編輯ppt由于交變電流的大小和方向隨時間變化，由于交變電流的大小和方向隨時間變化，它產(chǎn)生的效果也隨時間變化，在實(shí)際中它產(chǎn)生的效果也隨時間變化，在實(shí)際中我們常常不研究它的瞬時效果，而是只我們常常不研究它的瞬時效果，而是只要知道交變電流要知道交變電流在某段時間內(nèi)的平均效在某段時間內(nèi)的平均效果果就可以了。就可以了。那么我們怎樣來衡量交變電流的平均那么我們怎樣來衡量交變電流的平均效果呢？效果呢？ 請看下面的思考與討論請看下面的思考與討論編輯ppt22212

6、122) 1 (RtIRtIQJ8 . 2RtIQ2)2(AI8 . 2編輯ppt22212122) 1 (RtIRtIQJ8 . 2,)2(2RtIQ AI8 . 2t/sO1i/A21-1-20.5編輯ppt2 2、交流的有效值的定義：、交流的有效值的定義： 根據(jù)根據(jù)電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，讓交流與來規(guī)定，讓交流與直流分別通過相同的電阻，如果在交流的直流分別通過相同的電阻，如果在交流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，就把這一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，就把這個直流的數(shù)值叫做這個交流的有效值。個直流的數(shù)值叫做這個交流的有效值。有效值的符號有效值的符號 E、U、I二、二、峰值和有效值峰值

7、和有效值編輯ppt3 3、正弦交流電正弦交流電的有效值與峰值的關(guān)系：的有效值與峰值的關(guān)系：2mEE 2mII 二、峰值和有效值二、峰值和有效值編輯ppt說明：說明：A、以上關(guān)系式只適用于、以上關(guān)系式只適用于正弦正弦或或余弦余弦交交流電；流電；B、交流用電器的、交流用電器的額定電壓額定電壓和和額定電流額定電流 指的是有效值；指的是有效值； C、交流電流表和交流電壓表交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是的讀數(shù)是 有效值有效值D、對于交流電若沒有特殊說明的均指、對于交流電若沒有特殊說明的均指 有效值有效值2mEE2mII編輯ppt平均值：平均值：ENtC C、求通過某導(dǎo)體截面的、求通過某導(dǎo)體截面的電量電量

8、一定要用一定要用平均值。平均值。4 4、注意：、注意：峰值峰值、有效值有效值、平均值平均值 在應(yīng)用上的區(qū)別。在應(yīng)用上的區(qū)別。 B B、在求交流電的、在求交流電的功、功率或電熱功、功率或電熱時時必須用交流電的有效值。必須用交流電的有效值。 A、考慮電容器是否會被擊穿時用、考慮電容器是否會被擊穿時用峰值峰值編輯ppt4 4、某交流電壓隨時間的變化規(guī)律如圖所示，、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則此交流電的頻率是_Hz_Hz。若將該電壓加在。若將該電壓加在10uF10uF的電容器上，則電容器的耐壓值不應(yīng)小于的電容器上，則電容器的耐壓值不應(yīng)小于_V_V；若將該電壓加在一阻值為；若

9、將該電壓加在一阻值為1K1K的純電的純電阻用電器上，用電器恰能正常工作，為避免意外阻用電器上，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事故的發(fā)生，該電路中保險絲的額定電流不能低于于_A_A。200200220021 . 0u/vt/s課堂練習(xí)課堂練習(xí)編輯ppt5、圖中兩交變電流通過相同的電阻、圖中兩交變電流通過相同的電阻R。求：。求：（1）分別寫出它們的有效值、周期和頻率。（）分別寫出它們的有效值、周期和頻率。（2）計算）計算它們在它們在R上產(chǎn)生的功率之比。上產(chǎn)生的功率之比。（2）P甲甲:P乙乙I12R:I22R（I1I2）21:2 AI225) 1 (1sT4

10、 . 01Hzf5 . 21AI52sT3 . 02Hzf3 . 32編輯ppt 6.如圖表示一交流的電流隨時間變?nèi)鐖D表示一交流的電流隨時間變化的圖像化的圖像,求該電流的有效值。求該電流的有效值。4 23 2222121122I RTI RTI RT22121()2III221(4 2)(3 2)52A編輯pptIm0T/2Ti/At/s例題例題:如圖是正弦式電流經(jīng)半波整流如圖是正弦式電流經(jīng)半波整流后的波形，電流的最大值為后的波形，電流的最大值為Im，試計，試計算它的有效值？算它的有效值？RTITRIm2202)2(編輯ppt三、相位三、相位 相位差對于一支交流電，我們稱“sin”后面的量叫做

11、交變電流的相位，t=0時的相位叫做初相位對于兩支交流電，他們的相位之差叫做他們的相位差編輯ppt小結(jié)小結(jié)3、最大值（峰值）：、最大值（峰值）： Em Um m 4、瞬時值：、瞬時值： u i e1、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。2、頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。、頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。Tf1fT225、有效值有效值： E U I （1 1）定義）定義： 根據(jù)根據(jù)電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，讓交流電和直流通過相來規(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(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，同阻值的電阻，如果他們在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。（2 2）正弦交流電正弦交