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1、人教版2019版選擇性必修第二冊第三章 交變電流3.2 交變電流的描述回憶上節(jié)課主要內(nèi)容矩形線框在勻強磁場中怎樣勻速轉(zhuǎn)動時,會在線框中產(chǎn)生正弦式交流電。如果從中性面開始計時,是否會寫通過線框的磁通量、電動勢、電流、部分電路電壓與時間的函數(shù)表達(dá)式?是否會畫出相應(yīng)的圖像?觀察圖像,有何特征?(周期性、有最大值、有最小值) 正弦式交變電流的大小和方向都隨時間發(fā)生周期性變化,那么我們?nèi)绾蚊枋鲞@種電流的變化特征呢?想一想 我們把交變電流完成一次周期性變化所需的時間,叫作它的周期,通常用T表示,單位是秒。 交變電流完成周期性變化的次數(shù)與所用時間之比叫做它的頻率,數(shù)值等于交變電流在單位時間內(nèi)完成周期性變化的
2、次數(shù)。頻率通常用f表示,單位是赫茲?;蛞弧⒅芷诤皖l率或 想一想 一交變電流的電壓隨時間的變化圖像如圖所示,這個交變電流的周期是多少?頻率是多少?T=0.02s峰值:Em NBSIm Em /R總Um Im R外二、峰值和有效值想一想 如圖所示是通過一個R為1的電阻的電流 i 隨時間變化的曲線。這個電流不是恒定電流。 1. 怎樣計算通電1s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1s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱,這個電流是多大?(1)設(shè)0-0.2s內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量為Q1,則Q1=1210.2=0.2J設(shè)0.2-0.5s內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量為Q2,則Q2=2210
3、.3=1.2J設(shè)0.5-0.8s內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量為Q3,則Q3=2210.3=1.2J設(shè)0.8s-1s內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量為Q4,則Q4=1210.2=0.2J故1s內(nèi)產(chǎn)生的總熱量Q=Q1+Q2+Q3+Q4=2.8J (2)2.8=I211 得出I=1.67A。 讓交變電流與恒定電流分別通過大小相同的電阻,如果在交變電流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等,而這個恒定電流的電流與電壓分別為 I、U,我們就把 I、U 叫 作這一交變電流的有效值。RR二、峰值和有效值二、峰值和有效值 理論計算表明,正弦式交變電流的有效值I、U與峰值Im、Um 之間有如下關(guān)系:這兩個關(guān)系式只適用于正弦式電流。做一做 A、
4、B是兩個完全相同的電熱器,A通以圖甲所示的方波交變電流,B通以圖乙所示的正弦交變電流。兩電熱器的電功率之比 PA PB等于多少?圖甲圖乙做一做圖甲有效值的計算:得出:圖乙有效值的計算:做一做詳細(xì)描述交變電流公式圖像三、正弦式交變電流的公式和圖像想一想 下圖是一個正弦式交變電流的波形圖。根據(jù)i-t圖像求出它的周期、頻率、電流的峰值、電流的有效值。周期0.2s頻率5Hz電流的峰值10A電流的有效值 A總結(jié)以上兩種情況下交流電的表達(dá)式四、電感器和電容器對交變電流的作用按如圖所示的電路圖,將燈泡與帶鐵心線圈L串聯(lián)后分別連接在直流(DC)與交流(AC)電路中,觀察燈泡的亮度。觀察發(fā)現(xiàn):甲圖中的小燈泡更亮
5、;改變圖乙中交流電的頻率:繼續(xù)觀察小燈泡的亮度:觀察:電感器對交變電流的作用觀察發(fā)現(xiàn):當(dāng)交流電的頻率增大時,小燈泡變暗,頻率減小時小燈泡變亮??偨Y(jié):電感器對交變電流的作用電感器的作用:實驗和理論分析都表明,線圈的自感越大、交流的頻率越高,線圈的感抗就越大。由于線圈與交變電流之間的電磁感應(yīng)作用所引起的阻礙作用,這叫感抗。觀察:電容器對交變電流的作用按如圖所示的電路圖,將燈泡與電容器串聯(lián)后分別連接在直流(DC)與交流(AC)電路中,觀察燈泡的亮度。觀察發(fā)現(xiàn):閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)甲圖中的小燈泡不亮;乙圖中的小燈泡變亮;改變圖乙中交流電的頻率:繼續(xù)觀察小燈泡的亮度:觀察:電容器對交變電流的作用觀察發(fā)現(xiàn):當(dāng)交流電的頻率增大時,小燈泡變亮,頻率減小時小燈泡變暗??偨Y(jié):電容器對交變電流的作用電容器的作用:實驗和理論分析都表明,電容器的電容越大,交流的頻率越高,電容器對交流的阻礙作用就越小,即容抗越小。電容器對交流阻礙作用的大小叫容抗。四、電感器和電容器對交變電流的作用 扼流圈是電工技術(shù)和電子技術(shù)常用的元件,它利用了電感器對交流的阻礙作用,分為高頻扼流圈和低頻扼流圈。電感器電容器感抗容抗作用:通直流、阻交流、通低頻、阻高頻;作用:通交流、阻直流、通高頻、阻低
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