正弦交流電的變化規(guī)律課件

第五章交變電流第二節(jié)描述交變電流的物理量人教版選修3-2第五章交變電流人教版選修3-2復(fù)習(xí)回顧交變電流：

大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流叫交變電流;簡稱交流電。其中按正弦規(guī)律變化的交流電叫正弦式交流電。正弦式交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律

跟磁感線垂直的平面叫做中性面。

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(dòng)勢。復(fù)習(xí)回顧交變電流：大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流叫復(fù)習(xí)回顧3、正弦交流電的變化規(guī)律：（1）公式法：從中性面開始計(jì)時(shí)

瞬時(shí)電動(dòng)勢e=Emsinωt

Em=NBSω

瞬時(shí)電流

i=Imsinωt

瞬時(shí)電壓

u=Umsinωt

（2）圖象法：如圖所示復(fù)習(xí)回顧3、正弦交流電的變化規(guī)律：（1）公式法：從中性面開始測一測：（1）什么叫交變電流的周期？（2）什么叫交變電流的頻率？（3）周期與頻率，角速度與周期之間的關(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？測一測：（1）什么叫交變電流的周期？（1）周期：

交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間（4）角速度：一秒內(nèi)線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。（弧度）

（2）頻率：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（1）周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間（4）角

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ω=___

__rad/s，在1s內(nèi)電流的方向變化____次。0.0250100π100生活常識(shí)：我國生產(chǎn)和生活所用交流電的周期T=_____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、峰值（最大值）：交變電流在一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的最大數(shù)值．EmUmIm（2）線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)勢的最大值：二、峰值和有效值1、峰值（最大值）：交變電流在一個(gè)周期內(nèi)交流與探討：問題1：如圖所示電流I=2A通過一個(gè)R=2Ω的電阻。它是恒定電流。怎樣計(jì)算通電1S內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量?01232i/At/S4解：根據(jù)焦耳定律得：交流與探討：問題1：如圖所示電流I=2A通過一個(gè)R=2Ω的電交流與探討：問題2：如圖所示電流I通過一個(gè)R=1Ω的電阻。它不是恒定電流。1.怎樣計(jì)算通電1S內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量?2.如果有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過這個(gè)電阻R也能在１S內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱量，這個(gè)電流是多大？-212i/At/s-100.51交流與探討：問題2：如圖所示電流I通過一個(gè)R=1Ω的電阻。它交流與探討：解：根據(jù)焦耳定律得：２．１．交流與探討：解：根據(jù)焦耳定律得：２．１．（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(shí)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（1）定義：讓交流電和恒定電流通過同樣的電阻，如果它們在相同重點(diǎn)說明：A、任何電流都有有效值，但上述關(guān)系只限于正弦交變電流，對其他形式的交變電流并不適用．需按定義計(jì)算。B、交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值；C、交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值，對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值。D、在求交流電的功、功率或電熱時(shí)必須用交流電的有效值。

2、有效值重點(diǎn)說明：A、任何電流都有有效值，但上述關(guān)系只限于正弦交變電

典題探究：【例1】交變電流電壓表達(dá)式為u=20sin314tV，求這個(gè)交變電壓的最大值U、有效值U、周期T、頻率f。畫出交變電流的u-t圖像。m解：Um=20V200-200.010.02u/Vt/s典題探究：【例1】交變電流電【例3】如圖表示一交流電的電流隨時(shí)間變化的圖像，此交變電流的有效值是多大？

典題探究：

【例3】如圖表示一交流電的電流隨時(shí)間變化的圖像，此交

典題探究：

解析：交流電的有效值等于熱效應(yīng)與此交流電等效的恒定電流的值，為分析方便，可選交流電的一個(gè)周期進(jìn)行研究。設(shè)此交變電流的有效值為I，根據(jù)交流有效值的定義，有：所以：

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（EUI）3.相互關(guān)系：課堂小結(jié)：

反饋練習(xí)：1.某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與時(shí)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(dòng)勢的最大值和周期分別變?yōu)椋ǎ?.交變電流電源的電壓是6V，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（）A.U1=6

V

B.U2=6VC.U1=6V

D.U2≥6

VA.400V,0.02sB.200V,0.02sC.400V,0.08sD.200V,0.08sBCD反饋練習(xí)：1.某

反饋練習(xí)：3．如下圖所示，一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的圖象如圖，則（）A.交變電流的頻率是HzB.當(dāng)t=0時(shí)，線圈平面與磁感線垂直C.當(dāng)t=0.5s時(shí)，e有最大值D.交流電的周期是0.5s0.5BD反饋練習(xí)：3．如4.如圖所示，一交流發(fā)電機(jī)的線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)N=100，線圈電阻為r=3Ω,ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，電阻R=311Ω，當(dāng)線圈以n=300r／min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。求：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值；(2)t=0時(shí)線圈在圖示位置，寫出此交變電流電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式；(3)此電壓表的示數(shù)是多少?4.如圖所示，一交流發(fā)電機(jī)的線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝正弦交流電的變化規(guī)律課件

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(shí)值表達(dá)式。

典題探究：

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ω＝2π／T＝314rad/s

在t＝0.0025s＝T／8時(shí)，電流為14.14A，而t＝T／8時(shí)線圈從中性面轉(zhuǎn)過的角度為45°

由電流表達(dá)式i＝Imsinωt得：14.14＝Imsin45°Im＝14.14／sin45°＝20A而ω＝2π／T＝314rad/s.故此電流的瞬時(shí)表達(dá)式為i＝20sin314t(A)典題探究：解第五章交變電流第二節(jié)描述交變電流的物理量人教版選修3-2第五章交變電流人教版選修3-2復(fù)習(xí)回顧交變電流：

大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流叫交變電流;簡稱交流電。其中按正弦規(guī)律變化的交流電叫正弦式交流電。正弦式交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律

跟磁感線垂直的平面叫做中性面。

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(dòng)勢。復(fù)習(xí)回顧交變電流：大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流叫復(fù)習(xí)回顧3、正弦交流電的變化規(guī)律：（1）公式法：從中性面開始計(jì)時(shí)

瞬時(shí)電動(dòng)勢e=Emsinωt

Em=NBSω

瞬時(shí)電流

i=Imsinωt

瞬時(shí)電壓

u=Umsinωt

（2）圖象法：如圖所示復(fù)習(xí)回顧3、正弦交流電的變化規(guī)律：（1）公式法：從中性面開始測一測：（1）什么叫交變電流的周期？（2）什么叫交變電流的頻率？（3）周期與頻率，角速度與周期之間的關(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？測一測：（1）什么叫交變電流的周期？（1）周期：

交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間（4）角速度：一秒內(nèi)線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。（弧度）

（2）頻率：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（1）周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間（4）角

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ω=___

__rad/s，在1s內(nèi)電流的方向變化____次。0.0250100π100生活常識(shí)：我國生產(chǎn)和生活所用交流電的周期T=_____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、峰值（最大值）：交變電流在一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的最大數(shù)值．EmUmIm（2）線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)勢的最大值：二、峰值和有效值1、峰值（最大值）：交變電流在一個(gè)周期內(nèi)交流與探討：問題1：如圖所示電流I=2A通過一個(gè)R=2Ω的電阻。它是恒定電流。怎樣計(jì)算通電1S內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量?01232i/At/S4解：根據(jù)焦耳定律得：交流與探討：問題1：如圖所示電流I=2A通過一個(gè)R=2Ω的電交流與探討：問題2：如圖所示電流I通過一個(gè)R=1Ω的電阻。它不是恒定電流。1.怎樣計(jì)算通電1S內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量?2.如果有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過這個(gè)電阻R也能在１S內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱量，這個(gè)電流是多大？-212i/At/s-100.51交流與探討：問題2：如圖所示電流I通過一個(gè)R=1Ω的電阻。它交流與探討：解：根據(jù)焦耳定律得：２．１．交流與探討：解：根據(jù)焦耳定律得：２．１．（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(shí)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（1）定義：讓交流電和恒定電流通過同樣的電阻，如果它們在相同重點(diǎn)說明：A、任何電流都有有效值，但上述關(guān)系只限于正弦交變電流，對其他形式的交變電流并不適用．需按定義計(jì)算。B、交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值；C、交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值，對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值。D、在求交流電的功、功率或電熱時(shí)必須用交流電的有效值。

2、有效值重點(diǎn)說明：A、任何電流都有有效值，但上述關(guān)系只限于正弦交變電

典題探究：【例1】交變電流電壓表達(dá)式為u=20sin314tV，求這個(gè)交變電壓的最大值U、有效值U、周期T、頻率f。畫出交變電流的u-t圖像。m解：Um=20V200-200.010.02u/Vt/s典題探究：【例1】交變電流電【例3】如圖表示一交流電的電流隨時(shí)間變化的圖像，此交變電流的有效值是多大？

典題探究：

【例3】如圖表示一交流電的電流隨時(shí)間變化的圖像，此交

典題探究：

解析：交流電的有效值等于熱效應(yīng)與此交流電等效的恒定電流的值，為分析方便，可選交流電的一個(gè)周期進(jìn)行研究。設(shè)此交變電流的有效值為I，根據(jù)交流有效值的定義，有：所以：

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（EUI）3.相互關(guān)系：課堂小結(jié)：

反饋練習(xí)：1.某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與時(shí)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(dòng)勢的最大值和周期分別變?yōu)椋ǎ?.交變電流電源的電壓是6V，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（）A.U1=6

V

B.U2=6VC.U1=6V

D.U2≥6

VA.400V,0.02sB.200V,0.02sC.400V,0.08sD.200V,0.08sBCD反饋練習(xí)：1.某

反饋練習(xí)：3．如下圖所示，一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的圖象如圖，則（）A.交變電流的頻率是HzB.當(dāng)t=0時(shí)，線圈平面與磁感線垂直C.當(dāng)t=0.5s時(shí)，e有最大值D.交流電的周期是0.5s0.5BD