物理人教版（2019）选择性必修第二册3.2交变电流的描述（共24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24张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 6.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-03-07 08:26:52 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
第2节 交变电流的描述
第三章
人教版 高中选择性必修第二册
周期和频率
PART 01
交流电的变化快慢
01
仔细观察下图中的交变电流变化规律，他们有什么异同？
e
O
2
4
6
t/s
8
e
O
2
4
6
t/s
8
交变电流的变化快慢情况不一样。
交流电的周期和频率
02
1.周期T：
交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变流电的周期，单位s
2.频率f：
1s内完成周期性变化的次数，叫频率，单位Hz
3.周期和频率的关系
4.转速n
峰值和有效值
PART 02
峰值
01
上一节中，我们知道正弦式交变电流的变化规律是怎样的？
e=Emsinωt
i=Imsinωt
u=umsinωt
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数值，
Em ＝NωBS
峰值
Um ＝ Im R外
我国家用交变电流的电压为220V,这里的“220V”是怎么来的？
思考与讨论
如图是通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。这个电流不是恒定电流。
（1）怎样计算通过1S内电阻R中产生的热量
（2）如果有一个大小、方向 都不变的恒定电流通过这个电阻R也能在1S内产生同样的热量，这个电流是多大？
有效值
02
让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流的电流与电压分别为 I、U，我们就把 I、U 叫 作这一交变电流的有效值。
R
R
~
等 效
有效值
02
理论计算表明，正弦交流电的峰值与有效值有以下关系：
对有效值的理解
(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的．交变电流和恒定电流是一种等效替代关系．
(2)注意“三同”：电阻相同，时间相同，产生的热量相同．
(3)求解方法：
有效值
02
★几种常见交变电流的有效值
有效值与峰值的应用
03
1.峰值的应用
把电容器接在交流电路中，就需要知道电压的峰值。电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿。
耐压值（最大值）
2.有效值的应用
交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是指有效值
保险丝的熔断电流是指有效值
无特别说明时提到的交变电流的数值是指有效值
交流电压表、电流表测量的数值是指有效值
交变电流的平均值
04
平均电动势：
平均电流：
电荷量：
计算电荷量用平均值
交变电流的“四值”比较
05
物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明
瞬时值
最大值
有效值
平均值
交变电流某一时刻的值
e＝Emsin ωt
u＝Umsin ωt
计算线圈某时刻的受力情况
最大的瞬时值
Em＝NBSω
电容器的击穿电压
交变电流图象中图线与时间轴所围的面积与时间的比值
跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值
(1)计算与电流的热效应有关的量(如功、功率、热量)等
计算通过电路横截面的电荷量
对正(余)弦交流电
i＝Imsin ωt
(2)电气设备“铭牌”上所标值
(3)保险丝的熔断电流
(4)交流电流表、电压表的示数
正弦式交变电流的公式和图像
PART 3
01
正弦式交变电流的公式和图像
我们可以采用哪些方法形象描述交变电流变化规律？
详细描述交变电流
公式
图像
电感器和电容器对交变电流的作用
PART 4
01
电感器对交变电流的阻碍作用
问题1：直流电源电动势与交变电源电动势有效值相等，内阻相同。灯泡和电感器均相同。接交流电和直流电，灯泡的亮度是否相同？接直流电时，有电感器和无电感器灯泡的亮度是否相同？
L
S
E
图甲： 电感器对直流电作用
图乙： 电感器对交流电作用
L
S
u
操作1: 线圈 L 串联灯泡后接到直流电源
操作2: 用导线将线圈 L 短路
现 象 : 灯泡亮度基本不变化。实验说明什么
操作1: 线圈 L 串联灯泡后接到交流电源
操作2: 用导线将线圈 L 短路
现 象 : 灯泡亮度变亮。实验说明什么
01
电感器对交变电流的阻碍作用
结论：电感器对直流电几乎无影响，电感器对交流电有阻碍作用。
影响感抗大小的因素有哪些呢？
1. 感抗：电感线圈对交变电流的阻碍作用。用字母X L 表示，单位是 欧 ( Ω )。
2. 意义：描述电感器对交变电流的阻碍作用大小的物理量。
L
S
u
02
电感器对交变电流的阻碍作用
通直流，阻交流。
通低频，阻高频。
线圈的自感系数 L
交变电流的频率 f
L 越大，f 越高，XL 越大
即：XL = 2π L
4. 实质：变流电不断变化，产生的自感电动势，阻碍磁通量变化
3. 因素：
5.电感器特点：
01
电感器对交变电流的阻碍作用
6.电感器的应用
高频扼流圈
低频扼流圈
结构特点
作用
——扼流圈
线圈绕在铁芯上,匝数多，自感系数大、感抗大
线圈绕在铁氧体上,匝数少，自感系数小、感抗小
通直流，阻交流
通直流，通低频，阻高频
02
电容器对交变电流的阻碍作用
问题2：把小灯泡和电容器串联在电路中，分别接在交流电和直流电上，灯泡的亮度是否相同？接直流电时，有电容器和无电容器时灯泡的亮度是否相同？
操作1: 电容器 C 串联灯泡后接到直流电源
操作2: 用导线将电容器 C 短路
现 象: 灯泡由不亮变为亮。实验说明什么
操作1: 电容器 C 串联灯泡后接到交流电源
操作2: 用导线将电容器 C 短路
现 象: 灯泡都在亮。实验说明什么
图甲： 电容器对直流电作用
C
S
E
图乙： 电容器对交流电作用
C
S
u
02
电容器对交变电流的阻碍作用
结论：直流电不能通过电容器，交流电能“通过”电容器
1. 容抗：电容器对交变电流的阻碍作用。用字母XC 表示，单位是 欧 ( Ω )。
2. 意义：描述电容器对交变电流的阻碍作用大小的物理量。
影响容抗大小的因素有哪些呢？
C
S
u
02
电容器对交变电流的阻碍作用
3. 因素：
电容器的电容 C
交变电流的频率 f
C 越大，f 越高，XC 越小
即：
通交流，隔直流。
通高频，阻低频。
4.电容器特点：
第2节 交变电流的描述
第三章
人教版 高中选择性必修第二册
周期和频率
PART 01
交流电的变化快慢
01
仔细观察下图中的交变电流变化规律，他们有什么异同？
e
O
2
4
6
t/s
8
e
O
2
4
6
t/s
8
交变电流的变化快慢情况不一样。
交流电的周期和频率
02
1.周期T：
交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变流电的周期，单位s
2.频率f：
1s内完成周期性变化的次数，叫频率，单位Hz
3.周期和频率的关系
4.转速n
峰值和有效值
PART 02
峰值
01
上一节中，我们知道正弦式交变电流的变化规律是怎样的？
e=Emsinωt
i=Imsinωt
u=umsinωt
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数值，
Em ＝NωBS
峰值
Um ＝ Im R外
我国家用交变电流的电压为220V,这里的“220V”是怎么来的？
思考与讨论
如图是通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。这个电流不是恒定电流。
（1）怎样计算通过1S内电阻R中产生的热量
（2）如果有一个大小、方向 都不变的恒定电流通过这个电阻R也能在1S内产生同样的热量，这个电流是多大？
有效值
02
让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流的电流与电压分别为 I、U，我们就把 I、U 叫 作这一交变电流的有效值。
R
R
~
等 效
有效值
02
理论计算表明，正弦交流电的峰值与有效值有以下关系：
对有效值的理解
(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的．交变电流和恒定电流是一种等效替代关系．
(2)注意“三同”：电阻相同，时间相同，产生的热量相同．
(3)求解方法：
有效值
02
★几种常见交变电流的有效值
有效值与峰值的应用
03
1.峰值的应用
把电容器接在交流电路中，就需要知道电压的峰值。电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿。
耐压值（最大值）
2.有效值的应用
交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是指有效值
保险丝的熔断电流是指有效值
无特别说明时提到的交变电流的数值是指有效值
交流电压表、电流表测量的数值是指有效值
交变电流的平均值
04
平均电动势：
平均电流：
电荷量：
计算电荷量用平均值
交变电流的“四值”比较
05
物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明
瞬时值
最大值
有效值
平均值
交变电流某一时刻的值
e＝Emsin ωt
u＝Umsin ωt
计算线圈某时刻的受力情况
最大的瞬时值
Em＝NBSω
电容器的击穿电压
交变电流图象中图线与时间轴所围的面积与时间的比值
跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值
(1)计算与电流的热效应有关的量(如功、功率、热量)等
计算通过电路横截面的电荷量
对正(余)弦交流电
i＝Imsin ωt
(2)电气设备“铭牌”上所标值
(3)保险丝的熔断电流
(4)交流电流表、电压表的示数
正弦式交变电流的公式和图像
PART 3
01
正弦式交变电流的公式和图像
我们可以采用哪些方法形象描述交变电流变化规律？
详细描述交变电流
公式
图像
电感器和电容器对交变电流的作用
PART 4
01
电感器对交变电流的阻碍作用
问题1：直流电源电动势与交变电源电动势有效值相等，内阻相同。灯泡和电感器均相同。接交流电和直流电，灯泡的亮度是否相同？接直流电时，有电感器和无电感器灯泡的亮度是否相同？
L
S
E
图甲： 电感器对直流电作用
图乙： 电感器对交流电作用
L
S
u
操作1: 线圈 L 串联灯泡后接到直流电源
操作2: 用导线将线圈 L 短路
现 象 : 灯泡亮度基本不变化。实验说明什么
操作1: 线圈 L 串联灯泡后接到交流电源
操作2: 用导线将线圈 L 短路
现 象 : 灯泡亮度变亮。实验说明什么
01
电感器对交变电流的阻碍作用
结论：电感器对直流电几乎无影响，电感器对交流电有阻碍作用。
影响感抗大小的因素有哪些呢？
1. 感抗：电感线圈对交变电流的阻碍作用。用字母X L 表示，单位是 欧 ( Ω )。
2. 意义：描述电感器对交变电流的阻碍作用大小的物理量。
L
S
u
02
电感器对交变电流的阻碍作用
通直流，阻交流。
通低频，阻高频。
线圈的自感系数 L
交变电流的频率 f
L 越大，f 越高，XL 越大
即：XL = 2π L
4. 实质：变流电不断变化，产生的自感电动势，阻碍磁通量变化
3. 因素：
5.电感器特点：
01
电感器对交变电流的阻碍作用
6.电感器的应用
高频扼流圈
低频扼流圈
结构特点
作用
——扼流圈
线圈绕在铁芯上,匝数多，自感系数大、感抗大
线圈绕在铁氧体上,匝数少，自感系数小、感抗小
通直流，阻交流
通直流，通低频，阻高频
02
电容器对交变电流的阻碍作用
问题2：把小灯泡和电容器串联在电路中，分别接在交流电和直流电上，灯泡的亮度是否相同？接直流电时，有电容器和无电容器时灯泡的亮度是否相同？
操作1: 电容器 C 串联灯泡后接到直流电源
操作2: 用导线将电容器 C 短路
现 象: 灯泡由不亮变为亮。实验说明什么
操作1: 电容器 C 串联灯泡后接到交流电源
操作2: 用导线将电容器 C 短路
现 象: 灯泡都在亮。实验说明什么
图甲： 电容器对直流电作用
C
S
E
图乙： 电容器对交流电作用
C
S
u
02
电容器对交变电流的阻碍作用
结论：直流电不能通过电容器，交流电能“通过”电容器
1. 容抗：电容器对交变电流的阻碍作用。用字母XC 表示，单位是 欧 ( Ω )。
2. 意义：描述电容器对交变电流的阻碍作用大小的物理量。
影响容抗大小的因素有哪些呢？
C
S
u
02
电容器对交变电流的阻碍作用
3. 因素：
电容器的电容 C
交变电流的频率 f
C 越大，f 越高，XC 越小
即：
通交流，隔直流。
通高频，阻低频。
4.电容器特点：