描述交變電流的物理量

電動勢按正弦規(guī)律變化交變電流的變化規(guī)律

(從中性面開始計時)(從垂直于中性面位置開始計時)第一頁第二頁，共34頁。et0Em-Emt0Im-ImiT/42T/43T/4TΦmΦ交流電的圖像

第二頁第三頁，共34頁。例2.矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，在線圈平面經過中性面瞬間（

）A.線圈平面與磁感線平行

B.通過線圈的磁通量最大C.線圈中的感應電動勢最大

D.線圈中感應電動勢的方向突變BD第三頁第四頁，共34頁。例3.矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動產生的電動勢e-t圖像如圖，則在時刻（

）A.t1，t3線圈通過中性面B.t2，t4線圈中磁通量最大C.t1，t3線圈中磁通量變化率最大D.t2，t4線圈平面與中性面垂直AD第四頁第五頁，共34頁。例4.如圖所示,勻強磁場的磁感應強度B=2T,匝數(shù)n=20的矩形線圈ABCD繞中心軸OO′勻速轉動,角速度ω=200rad/s。已知AB=0.2m,BC=0.1m,線圈的總電阻R=40Ω,試求：⑴感應電動勢的最大值，感應電流的最大值；⑵設時間t=0時線圈平面與磁感線垂直，寫出線圈中感應電動勢的瞬時值表達式；⑶當ωt=30°時，線圈中的電流的瞬時值是多大？⑷線圈從圖示位置轉過

的過程中，感應電動勢的平均值是多大？OO′第五頁第六頁，共34頁。第六頁第七頁，共34頁。5.一個矩形線框共有10匝，它在磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中，從中性面開始繞中心軸以1200r/min的轉速勻速轉動．已知線框的轉動半徑為10cm，切割磁感線的邊長為50cm，則該線框產生的感應電動勢的最大值為_____V，當線框平面和中性面的夾角為______時，交變電動勢的瞬時值是31.4V．第七頁第八頁，共34頁。第八頁第九頁，共34頁。交流電知識點復習1.交流電的特征：方向隨時間周期性變化2.交流電的產生：d(c)a(b)vv甲a(b)vd(c)v乙d(c)vv丙a(b)d(c)va(b)v丁a(b)vv戊d(c)第九頁第十頁，共34頁。結論（1）：線圈處在中性面時，磁通量

，磁通量變化率為

，感應電動勢為

。線圈處在垂直中性面時，磁通量

，磁通量變化率為

，感應電動勢為

。d(c)a(b)vv甲a(b)vd(c)v乙d(c)vv丙a(b)d(c)va(b)v丁a(b)vv戊d(c)最大零零為零最大最大結論（2）：線圈每經過

時，電流方向改變一次，轉動一周，方向改變

次。中性面兩第十頁第十一頁，共34頁。3.交流電的變化規(guī)律：電動勢按正弦規(guī)律變化(從中性面開始計時)(從垂直于中性面位置開始計時)第十一頁第十二頁，共34頁。1.矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，在線圈平面經過垂直中性面瞬間（）A.線圈平面與磁感線平行B.線圈平面與磁感線垂直C.通過線圈的磁通量最大D.線圈中的感應電動勢最大作業(yè)講評課堂檢測AD第十二頁第十三頁，共34頁。2.交流發(fā)電機在工作時的電動勢為e＝Emsinwt，若將其線框的轉速提高到原來的兩倍，其他條件不變，則其電動勢變?yōu)椋ǎ〢.Emsinwt/2B.2Emsinwt/2C.Emsin2wtD.2Emsin2wt雙基訓練D第十三頁第十四頁，共34頁。3.如圖所示,一矩形線圈，面積為100cm2，匝數(shù)為100，在場強為B=0.2的勻強磁場中繞著軸勻速轉動，角速度為100πrad/s，試求解:⑴當線圈平面與磁場平行時,線圈中的感應電動勢的大小;⑵當線圈從中性面開始,經過1/200s時間轉到圖示位置,線圈中的感應電動勢的大小.第十四頁第十五頁，共34頁。4.如圖所示，矩形線圈100匝，ab=30cm，ad=20cm，勻強磁場磁感應強度B=0.8T，繞軸OO＇從圖示位置開始勻速轉動，角速度ω=100πrad/s，試求：⑴穿過線圈的磁通量最大值φm=?線圈轉到什么位置時取得此值？⑵線圈產生的感應電動勢最大值Em=?線圈轉到什么位置時取得此值？⑶寫出感應電動勢e隨時間變化的表達式。第十五頁第十六頁，共34頁。5.2描述交變電流的物理量教學目標：1.理解交變電流的周期和頻率；2.掌握交變電流的有效值的物理意義和應用；3.了解交變電流的相位和相位差。第十六頁第十七頁，共34頁。一、周期和頻率----表征交流電變化的快慢。1.周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間。2.頻率：一秒內完成周期性變化的次數(shù)。3.關系：第十七頁第十八頁，共34頁。2.某交流發(fā)電機產生的感應電動勢與時間的關系，如圖所示，如果其它條件不變，僅使線圈的轉速加倍，則電動勢的最大值和周期分別變?yōu)椋ǎ〢．400V，0.02sB．200V，0.02sC．400V，0.08sD．200V，0.08s1.我國生產和生活用交流電的周期T=_____s，頻率f=____Hz，角速度ω=_____rad/s，在1s內電流的方向變化____次。課堂練習0.0250100π100B第十八頁第十九頁，共34頁。預習自測1.一個矩形線圈在勻強磁場中轉動，產生的感應電動勢按正弦規(guī)律變化，其瞬時值的表達式為sin100πt(V)，下列說法中正確的是：()A.頻率是50HzB..當t=0時，線圈平面與中性面重合C.當s時，e的值最大，為220VD.線圈轉動的角速度為314rad/sABD第十九頁第二十頁，共34頁。二、峰值和瞬時值----表征交變電流的大小1.最大值（峰值）：

Em,Um,Ｉm電容器接在交流電路中，就需要知道交變電壓的最大值。2.瞬時值：e,u,i第二十頁第二十一頁，共34頁。思考與討論：如圖的電流通過一個R=1Ω的電阻。它不是恒定電流。1.怎樣計算通電1s內電阻R中產生的熱量？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內產生同樣的熱，這個電流是多大？第二十一頁第二十二頁，共34頁。（2）正弦交流電的有效值與最大值的關系：3.有效值：E，U，I（1）定義：根據(jù)電流的熱效應來規(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產生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。第二十二頁第二十三頁，共34頁。(3)說明：

①.以上關系式只適用于正弦交流電；②.交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值；③.交流電流表和電壓表的讀數(shù)是有效值；④.計算電流做功或熱功率、熱量均用有效值；⑤.對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值；⑥.求通過某導體截面的電量一定要用電流的平均值；⑦.計算電容器的擊穿電壓用交變電流的峰值。4.平均值：第二十三頁第二十四頁，共34頁。例1.表示交變電流隨時間變化圖象.如圖所示，則交變電流有效值為()A.5A B.5AC.3.5A D.3.5A00.020.04t/Si/AB第二十四頁第二十五頁，共34頁。4.有一交變電源u=200sin10πt（v），該交變電源的周期是

，接在該交變電源上的電壓表讀數(shù)是

；如果將某電容器接在該交變電源上，為使電容器不被擊穿，該電容器的最小耐壓值為

。預習自測：0.2s141v200V第二十五頁第二十六頁，共34頁。例2.交流發(fā)電機矩形線圈邊長ab=cd=0.4m，bc=ad=0.2m，共50匝，線圈電阻r=1Ω，線圈在B=0.2T的勻強磁場中，繞垂直磁場方向的軸OO′以r/s轉速勻速轉動，外接電阻9Ω，如圖所示。求：⑴電壓表讀數(shù)；⑵電阻R上電功率。（3）線框勻速轉動一周，外力做功多少？（4）從此位置旋轉60°時，感應電動勢瞬時值為多大？（5）從此位置旋轉30°過程中，流過電阻R上的電荷量為多少？第二十六頁第二十七頁，共34頁。例3.如圖所示，在勻強磁場中有一個“冂”形導線框可繞AB軸轉動，已知勻強磁場的磁感強度B=T，線框的CD邊長為20cm.CE、DF長均為10cm，轉速為50r/s，若從圖示位置開始計時，⑴寫出線框中感應電動勢的瞬時值表達式；⑵若線框電阻r=3,再將AB兩端接“6V，12W”燈泡，小燈泡能否正常發(fā)光？若不能,小燈泡實際功率多大？第二十七頁第二十八頁，共34頁。3.相位（1）相位：（2）相位差：第二十八頁第二十九頁，共34頁。小結3、最大值（峰值）：

EmUm

Ｉm

4、瞬時值：

uie1、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產生的熱量相等，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。

第二十九頁第三十頁，共34頁。第三十頁第三十一頁，共34頁。例3.交流發(fā)電機模型的矩形線圈abcd在勻強磁場中繞與磁場垂直的軸勻速轉動。線圈共有n匝，邊長ab=L