交變電流的描述 課件 【知識精講+備課精研】人教版(2019)高中物理選擇性必修二

橫縣百合完全中學：韋衍虎182761435373.2交變電流的描述問題導入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？it0一、周期和頻率e=Emsinwti=Imsinwt轉(zhuǎn)動一周所需要的時間①周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間符號：T

單位是秒（S）②頻率：

交變電流一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)符號：f

單位是赫茲（Hz）③關(guān)系：u=UmsinwtW=2πf（角頻率或圓頻率）簡單記憶方法：×2πWe=Emsinwti=Imsinwtu=Umsinwt思考與討論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角速度：W=2πf=2π×50=100πrad/sP到是多少個周期？瞬時電壓的表達式：u=umsinwt=umsin100πt二、峰值和有效值e=Emsinwti=Imsinwtu=umsinwt

交變電流的峰值是交變電流在一個周期內(nèi)所能達到的最大數(shù)值，可以用來表示交流電的電流或電壓變化幅度。1.峰值Em

＝NωBS峰值Um

＝ImR外2.峰值的應用

把電容器接在交流電路中，就需要知道電壓的峰值。電容器所能承受的電壓要高于交流電壓的峰值，否則電容器就可能被擊穿。耐壓值（最大值）

如圖是通過一個R=1Ω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.怎樣計算通過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)生同樣的熱量，這個電流是多大？思考與討論在0.2-0.5s內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量為Q2，則（1）在0-0.2s內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量為Q1，則故1s內(nèi)產(chǎn)生的總熱量：Q交=2（Q1+Q2）=2.8J(2)Q直=Q交帶入數(shù)據(jù)得：3.有效值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。等效4.有效值與峰值的關(guān)系理論計算表明，正弦交流電的峰值與有效值有以下關(guān)系：峰值有效值意義作用標示最大值能量的直流等效元件承受能力計算電功和電熱電容器名牌、電表課堂練習例1：一個正弦式交變電流的波形圖，根據(jù)圖象求出它的周期、頻率、電流的峰值、電流的有效值。解：由圖可以讀出周期T=0.2s，峰值電流Im=10A。頻率電流的有效值三、正弦式交變電流的公式和圖像詳細描述交變電流公式圖像拓展學習電感器和電容器對交變電流的作用①電阻對交流和直流的阻礙作用相同。②電感器③電容器：通直流、阻交流：隔直流、通交流(通低頻、阻高頻)（通高頻、阻低頻）

S

E

AB

S

u

AB

將電阻、電感、電容依次分別接入電路，觀察燈泡亮度。然后調(diào)節(jié)交流電的頻率，再做一遍。例2：我國電網(wǎng)中交變電流的周期是0.02s，1s內(nèi)電流方向發(fā)生多少次改變?課堂練習解：

周期是0.02S，則1s內(nèi)有50個周期；在一個周期內(nèi)交流電的方向改變兩次，所以1s內(nèi)電流方向變化100次。解：

交流電壓9V，是指其有效值U=9V。則由其最大值，超過了電容器的耐壓值，所以不能使用。例3：個電容器，當它的兩個極板間的電壓超過10V時，其間的電介質(zhì)就可能被破壞而不再絕緣，這個現(xiàn)象叫做電介質(zhì)的擊穿，這個電壓叫做這個電容器的耐壓值。能否把這個電容器接在交流電壓是10V的電路兩端?為什么?課堂練習例4：ー個燈泡，上面寫著“220V40W”。當它正常工作時，通過燈絲電流的峰值是多少?課堂練習解：燈泡正常工作時，通過燈絲電流的有效值電流的峰值例5：有一個電熱器，工作時的電阻為50Ω，接在電壓為u＝Umsinwt的交流電源上，其中Um＝311V，w＝100πs-1。該電熱器消耗的功率是多大?課堂練習解：該電熱器消耗的功率其中U為電壓有效值所以課堂練習例6：通過某交流電流表的電流i隨時間t變化的關(guān)系如圖所示，該電流表的示數(shù)是多少?解：電流表的示數(shù)是有效值。利用能量的直流等效；有Q直=Q交。Q直=I2RtQ交=2×（I12Rt1+I22Rt2）從圖中把數(shù)據(jù)代入，則有所以100R=I2Rt，解得I=5A課堂小結(jié)1.周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間符號：T

單位是秒（S）2.頻率：

交變電流一秒內(nèi)完成周期性