物理人教版（2019）选择性必修第二册3.2交变电流的描述（共23张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第二册3.2交变电流的描述（共23张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 62.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-13 10:17:17 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
交变电流
的描述
人教版 选择性必修第二册
第三章 交变电流
本节课我们来学习交变电流的描述。
交变电流具有周期性。与任何周期性过程一样，可以用周期或频率表示交变电流变化的快慢。交变电流的大小随时间周期性变化，电流的大小、电压的高低又该如何描述呢？
1、周期T ： 交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫作交变电流的周期，单位是秒。
2、频率f：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫做它的频率。单位是赫兹。
或
一、周期和频率
数值上等于单位时间内完成周期性变化的次数。
思考与讨论：一交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？
T=0.02s
3、正弦式交流电的周期和频率：
①周期：
②频率：
是线圈转动的角速度
③一个周期内，电流的方向改变两次。
正弦式交流电的变化规律:
从中性面开始计时：
瞬时值
想一想：交流电的电流大小、电压高低随时间不断变化，有没有更方便的方法来描述交流电的电流强弱和电压高低呢？
二、正弦式交流电的峰值
Em ＝NBSω
Um ＝ Im R外
1、峰值：交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大值。
2、
想一想：怎样计算交流电通过电阻R 时，
R 消耗的电功和电功率呢？
（1）解：根据焦耳定律得：
（2）解：根据焦耳定律得：
计算可得：如图所示的电流通过1 Ω的电阻时，在1 s内产生的热量为2.8 J，相当于一个电流为1.67 A的恒定电流通过这个电阻时，在1 s内产生的热量。
思考：交流电的效果能否用直流电来等效？
用甲、乙图中电炉烧水，设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同。若直流电源用10分钟把水烧开，交流电源也用10分钟把水烧开。
通电相同的时间，产生相同的热量，意味着消耗了相同的电能，电流做了相同的功。对于用电器来讲，该段时间内交流电和直流电的效果是一样的，所以交流电在这段时间内的电功、电热、电功率、热功率可以用直流电的等效值来计算。
可见：这个交流电热效应的直流等效值有非常重要的意义。
1、有效值：让交流电与直流电分别通过大小相同的电阻，如果在交流电的一个周期内它们产生的热量相等，我们就把这个直流电的电流、电压（ I、U）叫作这个交流电的有效值。
R
R
~
三、有效值
（ I、U）
2、正弦交流电的有效值与最大值的关系：
3、有效值的应用:
①计算电功、功率或电热时必须用交流电的有效值；
②交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；
③保险丝的熔断电流是有效值；
④交流电压表、电流表测量的数值是有效值。
无特别说明时提到的交变电流的数值是指有效值
保险丝的熔断电流是指有效值
课堂练习：通过某交流电流表的电流i 随时间t 变化的关系如图所示，该电流表的示数是多少？
四、正弦式交变电流的公式和图像
1、
2、
四、正弦式交变电流的公式和图像
3、我国市电（生活用电）的表达式：
①峰值：
②有效值：
③周期：
④频率：
⑤每秒电流方向改变：
100次
拓展学习：电感器和电容器对交变电流的作用
观察：电感器对直流电和交流电的影响
观察发现：电感器对直流电的阻碍作用不明显；对交流电则有明显的阻碍作用。
1、电感器对交变电流的作用
②线圈的自感越大、交流的频率越高，线圈的感抗就越大。
①感抗：由于线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作用，这叫感抗。
③电感器的作用：通直流，阻交流；通低频，阻高频。
观察：电容器对直流电和交流电的影响
观察发现：电容器对直流电有隔断作用；对交流电则有导通作用。
2、电容器对交变电流的作用
②容抗：电容器的电容越大，交流的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，即容抗越小。
①在交流电路中，电容器持续进行充放电，电路中持续存在充放电电流，所以电容器对交流电有导通作用。
③电容器的作用：隔直流，通交流；通高频，阻低频。
扼流圈是电工技术和电子技术常用的元件，它利用了电感器对交流的阻碍作用，分为高频扼流圈和低频扼流圈。
扼流圈
①高频扼流圈：通低频，阻高频
①低频扼流圈：通直流，阻交流（阻低频、阻高频）
课堂练习1．某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin100πt（V），对此电动势，下列表述正确的是（ ）
A．最大值是50V
B．频率是100Hz
C．有效值是25V
D．周期是0.02s
CD
课堂练习2．如图所示，正弦波和方波交变电流的最大值相等，周期也相等，现使它们通过完全相同的电阻，则在相同的时间（远大于周期）内，两电阻发热之比Q甲:Q乙等于（ ）
A．
B．
C．
D．1
B
C
课堂练习3.如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的交变电动势的图象，当调整线圈转速后，所产生的交变电动势的图象如图线b所示，转动轴垂直于磁场方向。则下列说法中错误的是（ ）
A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为最大
B．线圈先后两次转动的角速度之比为3:2
C．图线b所对应的电动势的有效值为 V
D．图线a所对应的电动势的瞬时值表达式为 （V）
交变电流
的描述
人教版 选择性必修第二册
第三章 交变电流
本节课我们来学习交变电流的描述。
交变电流具有周期性。与任何周期性过程一样，可以用周期或频率表示交变电流变化的快慢。交变电流的大小随时间周期性变化，电流的大小、电压的高低又该如何描述呢？
1、周期T ： 交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫作交变电流的周期，单位是秒。
2、频率f：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫做它的频率。单位是赫兹。
或
一、周期和频率
数值上等于单位时间内完成周期性变化的次数。
思考与讨论：一交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？
T=0.02s
3、正弦式交流电的周期和频率：
①周期：
②频率：
是线圈转动的角速度
③一个周期内，电流的方向改变两次。
正弦式交流电的变化规律:
从中性面开始计时：
瞬时值
想一想：交流电的电流大小、电压高低随时间不断变化，有没有更方便的方法来描述交流电的电流强弱和电压高低呢？
二、正弦式交流电的峰值
Em ＝NBSω
Um ＝ Im R外
1、峰值：交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大值。
2、
想一想：怎样计算交流电通过电阻R 时，
R 消耗的电功和电功率呢？
（1）解：根据焦耳定律得：
（2）解：根据焦耳定律得：
计算可得：如图所示的电流通过1 Ω的电阻时，在1 s内产生的热量为2.8 J，相当于一个电流为1.67 A的恒定电流通过这个电阻时，在1 s内产生的热量。
思考：交流电的效果能否用直流电来等效？
用甲、乙图中电炉烧水，设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同。若直流电源用10分钟把水烧开，交流电源也用10分钟把水烧开。
通电相同的时间，产生相同的热量，意味着消耗了相同的电能，电流做了相同的功。对于用电器来讲，该段时间内交流电和直流电的效果是一样的，所以交流电在这段时间内的电功、电热、电功率、热功率可以用直流电的等效值来计算。
可见：这个交流电热效应的直流等效值有非常重要的意义。
1、有效值：让交流电与直流电分别通过大小相同的电阻，如果在交流电的一个周期内它们产生的热量相等，我们就把这个直流电的电流、电压（ I、U）叫作这个交流电的有效值。
R
R
~
三、有效值
（ I、U）
2、正弦交流电的有效值与最大值的关系：
3、有效值的应用:
①计算电功、功率或电热时必须用交流电的有效值；
②交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；
③保险丝的熔断电流是有效值；
④交流电压表、电流表测量的数值是有效值。
无特别说明时提到的交变电流的数值是指有效值
保险丝的熔断电流是指有效值
课堂练习：通过某交流电流表的电流i 随时间t 变化的关系如图所示，该电流表的示数是多少？
四、正弦式交变电流的公式和图像
1、
2、
四、正弦式交变电流的公式和图像
3、我国市电（生活用电）的表达式：
①峰值：
②有效值：
③周期：
④频率：
⑤每秒电流方向改变：
100次
拓展学习：电感器和电容器对交变电流的作用
观察：电感器对直流电和交流电的影响
观察发现：电感器对直流电的阻碍作用不明显；对交流电则有明显的阻碍作用。
1、电感器对交变电流的作用
②线圈的自感越大、交流的频率越高，线圈的感抗就越大。
①感抗：由于线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作用，这叫感抗。
③电感器的作用：通直流，阻交流；通低频，阻高频。
观察：电容器对直流电和交流电的影响
观察发现：电容器对直流电有隔断作用；对交流电则有导通作用。
2、电容器对交变电流的作用
②容抗：电容器的电容越大，交流的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，即容抗越小。
①在交流电路中，电容器持续进行充放电，电路中持续存在充放电电流，所以电容器对交流电有导通作用。
③电容器的作用：隔直流，通交流；通高频，阻低频。
扼流圈是电工技术和电子技术常用的元件，它利用了电感器对交流的阻碍作用，分为高频扼流圈和低频扼流圈。
扼流圈
①高频扼流圈：通低频，阻高频
①低频扼流圈：通直流，阻交流（阻低频、阻高频）
课堂练习1．某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin100πt（V），对此电动势，下列表述正确的是（ ）
A．最大值是50V
B．频率是100Hz
C．有效值是25V
D．周期是0.02s
CD
课堂练习2．如图所示，正弦波和方波交变电流的最大值相等，周期也相等，现使它们通过完全相同的电阻，则在相同的时间（远大于周期）内，两电阻发热之比Q甲:Q乙等于（ ）
A．
B．
C．
D．1
B
C
课堂练习3.如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的交变电动势的图象，当调整线圈转速后，所产生的交变电动势的图象如图线b所示，转动轴垂直于磁场方向。则下列说法中错误的是（ ）
A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为最大
B．线圈先后两次转动的角速度之比为3:2
C．图线b所对应的电动势的有效值为 V
D．图线a所对应的电动势的瞬时值表达式为 （V）