描述交流電的物理量

5.2描述交變電流的物理量復(fù)習(xí)回顧(一)交變電流：

大小和方向隨時間作周期性變化的電流;簡稱交流。其中按正弦規(guī)律變化的交流電叫正弦交流電。（二）正弦交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律

當(dāng)線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的交流是隨時間按正弦規(guī)律變化的。即正弦交流。

跟磁感線垂直的平面叫做中性面。這一位置穿過線圈的磁通量最大，但線圈的磁通量變化率為零，線圈中無感應(yīng)電動勢。1、產(chǎn)生：2、中性面：3、規(guī)律：

函數(shù)表達(dá)式：從中性面開始計時在純電阻電路中:電流:

電壓:電動勢:1、表征交流電變化快慢的物理量0t/sU/VT周期T：交變電流完成一次周期變化所用的時間頻率f：1秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)T=1/fω=2π/T=2πf二、新課教學(xué)：周期和頻率交流電也用周期和頻率來表示變化的快慢2、表征交變電流大小物理量①瞬時值：

對應(yīng)某一時刻的交流的值，用小寫字母表示，e,i,u②峰值：即最大的瞬時值，用大寫字母表示，Um

Ｉm

EmEm=NsBω

Ｉm=Em/R注意：線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，所產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的峰值為

Em=NBSω，即僅由匝數(shù)N，線圈面積S，磁感強度B和角速度ω四個量決定。與軸的具體位置，線圈的形狀及線圈是否閉合都是無關(guān)的。

我國生產(chǎn)和生活用交流電的周期T＝_______s，頻率f=_______Hz，角速度ω＝_______rad/s，在1s內(nèi)電流的方向變化__________次。0.0250１００π100一個周期內(nèi)電流方向改變兩次。表征交流電大小的物理量0t/s瞬時值：交變電流某一時刻的值最大值：交變電流的最大瞬時值U/VUm電壓最大值電壓瞬時值i/AIm電流最大值電流瞬時值４、有效值：EUI

（1）定義：

根據(jù)電流的熱效應(yīng)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，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。（2）正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系：注意：非正弦（或余弦）交流的有效值和峰值之間無此關(guān)系，

例1.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，如果其它條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則交流電動勢的最大值和周期分別變?yōu)椋?/p>

）A．400V，0.02sB．200V,0.02sC．400V,0.08sD．200V,0.08sB

練習(xí)1：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值表達(dá)式。

Im

＝20Aω＝100πrad/s.電流的瞬時表達(dá)式為i＝20sin100πt(A)T＝0.02s(3)說明：A、以上關(guān)系式只適用于正弦或余弦交流電；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D、對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值E、保險絲的熔斷值為有效值平均值：B、在選擇電容器的工作電壓時必須考慮加在這個電容其上的電壓峰值（4）注意：峰值（最大值）、有效值、平均值在應(yīng)用上的區(qū)別。

A、在求交流電的功、平均功率或電熱時必須用交流電的有效值。

C、求通過某導(dǎo)體截面的電量一定要用平均值。例2.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_____Hz。若將該電壓加在10uF的電容器上，則電容器的耐壓值不應(yīng)小于______V；若將該電壓加在一阻值為1KΩ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______A。200－20020.25200u/vt/s

小結(jié)1、最大值（峰值）：

EmUm

Ｉm

２、瞬時值：

uie3、周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間。4、頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。5、有效值：EUI

（1）定義：

根據(jù)電流的熱效應(yīng)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，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。（2）正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系：注意：A.對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值

C.求通過某導(dǎo)體截面的電量一定要用平均值。

B.在求交流電的功、功率或電熱時必須用交流電的有效值。

謝謝！再見！例3.如圖表示一交流的電流隨時間變化的圖像,求該電流的有效值。練習(xí)2：如圖表示一交流隨時間變化的圖像，求此交流的有效值。例4.圖中兩交變電流通過相同的電阻R。求：（1）分別寫出它們的有效值、周期和頻率。（2）計算它們在R上產(chǎn)生的功率之比。（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2

練習(xí)3:一個電阻接在10V的直流電源上，它的發(fā)熱功率是P，當(dāng)接到電壓為u=10sinωtV的交流電源上，它的發(fā)熱功率（）

A．0.25PB．0.5P

C．PD．2PB

例4.如圖所示，線圈的面積是0.05㎡，共有100匝；線圈電阻為1Ω，外接電阻R＝9Ω，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B＝1／πT，當(dāng)線圈以300r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時，求：(1)若從線圈處于中性面開始計時，寫出線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式；(2)線圈轉(zhuǎn)過1／30s時電動勢的瞬時值多大；(4)

線圈每轉(zhuǎn)過一周，外力所做的功。(3)電路中電壓表和電流表示數(shù)

各是多少2.5J例5.如圖所示，矩形線圈的匝數(shù)為n，線圈面積為S，線圈內(nèi)阻為r，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞OO’軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R。在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，求：(1)通過電阻R的電量q；(2)

電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q

在此過程中電阻R上的焦耳熱為一個周期內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱的1／4，

練習(xí)4：邊長為a的單匝正方形線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，以O(shè)O’為軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，線圈電阻為R，求：(1)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過T／4的過程中產(chǎn)生的熱量Q．(2)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過T／4的過程中通過線圈某截面的電量q．1、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間。（3