2012高二物理课件：第二章 第三节 表征交变电流的物理量 （粤教版选修3-2）

(共15张PPT)
第三节 表征交变电流的物理量
知识点1 周期 T、频率 f、角速度ω的关系
1．周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量，它们
之间的关系如下：
_______________.
2．角速度与周期(频率)间的关系：___________.
3．我国民用交变电流：T＝0.02 s，f＝50 Hz，
ω＝100π(rad/s)，电流的方向每秒改变 100 次．
4．打点计时器接交流电时，T＝0.02 s，所以打点计时器每
隔 0.02 s 打一次点．
5．注意：
(1)注意交变电流的周期 T、频率
f、角速度ω等在正弦式交变电流的瞬
时表达式 e＝Emsin ωt 中的体现．
图 2－3－1
(2)注意交变电流的周期 T、频率 f、角速度ω等在正弦式交
变电流的图象中的体现．
知识点2 交变电流的峰值和有效值
1．交变电流的峰值：交变电流在一个周期内所能达到的最
大数值．交变电流的电动势、电流和电压的峰值分别用____、
_____和______表示．
Em
Im
Um
2．交变电流的有效值：根据电流的热效应，三同(相同电
阻、相同时间、产生相同热量)时，直流电流(电压)叫做交流电
流(电压)的有效值．
知识点3 正弦式交变电流的峰值与有效值
1．正弦式交变电流的峰值
正弦式交变电流电动势的峰值计算式是 Em＝NBSω，在一
个周期内会出现两次峰值．
2．正弦式交变电流的有效值
①有效值的定义：交流电和直流电通过同样阻值的电阻时，
如果在相等的时间内产生的热量相等，则直流电源的电动势 E
是交变电动势 e 的有效值、通过电阻的恒定电流 I 是交变电流 i
的有效值、电阻两端的直流电压 U 是电阻两端的交变电压 u 的
有效值．
②正弦式交变电流的有效值公式为：
非正弦式交变电流的有效值必须根据电流的热效应来计算．
③在交流电路中，电压表、电流表、功率表等电工仪表的
示数均为有效值．在没有特别说明的情况下，所给出的交变电
流的电压、电流及电功率指的都是有效值．电气设备“铭牌”
上所标的值、保险丝的熔断电流值都是有效值．
④我国民用交变电流：照明电压 220 V 和动力电压 380 V
都是指有效值．
⑤电子元件上的标称值不是有效值，而是最大值，如电容
器、二极管的击穿电压等．
3．交变电流的平均值
(1)交变电流的图象中，图线与横轴(t 轴)所围的面积跟时间
的比值，称为交变电流的平均值．
(2)交变电流的平均值与交变电流的方向及所取时间的长
(3)计算通过导体某一截面的电荷量时，只能用交变电流的
平均值，
(4)交变电流的平均值不是初、末状态的瞬时值的平均．
4．交流电路中除计算通过导体截面的电荷量外，一切计算
都要用有效值，公式 W＝UIt，P＝UI，Q＝I2Rt 中的各量均为有
效值．
【例题】关于交变电流，下列说法正确的是(
)
A．在一个周期内电流的方向改变两次
B．交变电流的最大值总是有效值的 倍
C．若正弦交流电的最大值为 10 V，则它的最小值为－10 V
D．演示交流电随时间变化规律时，应采用交流电流表
`
解析：线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次；只有
正弦交变电流其最大值才是有效值的 倍；交流电流的正负表
示方向；只有直流电流表的偏向、偏角大小随电流方向、大小
发生变化．
答案：A
1．(双选)一交流电流的图象如图 2－3－2
所示，由图可知(
)
BD
图 2－3－2
题型1
正弦式交变电流有效值的计算
【例题】一个电阻接在 10 V 的直流电源上，它的发热功率
为 P，当它接到电压为 u＝10sin 100πt V 的交变电源上，发热功
率是多少(
)
A．0.25P
B．0.5P
C．P
D．2P
`
答案：B
1．(双选)正弦交变电源与电阻 R、交流电压表、交流电流
表按照图 2－3－3 甲所示的方式连接，R＝200 Ω.图 2－3－3 乙
)
是交变电源输出电压 u 随时间 t 变化的图象．以下正确的是(
图 2－3－3
A．交流电压表的读数是 311 V
B．交流电流表的读数是 1.1 A
C．R 两端电压随时间变化的规律是 uR＝311cos πt V
D．R 两端电压随时间变化的规律是 uR＝311cos 100πt V
交流电流表和电压表测定的读数值都是交流的有效值．
答案：BD
解析：由图象知该电流的峰值为Um＝311 V，其有效值为
U＝220 V，周期为T＝2×10－2 s,角速度为ω＝2π/T＝100πrad/s.
题型2
非正弦式交变电流有效值的计算
【例题】图 2－3－4 表示一交流随时间变化的图象，求此
交流的有效值．
答案：见解析
`
解析：取一个周期时间，把前半
周期和后半周期的热量相加，然后由
图 2－3－4
2．图 2－3－5 表示一交流电的电流随时间而变化的图象，
)
图 2－3－5
此交流电的有效值是(
解析：交流电的有效值是根据其热效应而定义的，它是从电
流产生焦耳热相等的角度出发，使交流电与恒定电流等效．设交
流电的有效值为I，令该交流电通过电阻R，在一个周期内有I2RT
答案：D