5.2 描述交变电流的物理量 21张PPT
文档属性
| 名称 | 5.2 描述交变电流的物理量 21张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 564.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-03-28 12:54:07 | ||
图片预览
文档简介
5.2 描述交变电流
的物理量
复习回顾
(一)交变电流：
大小和方向随时间作周期性变化的电流;简称交流。
其中按正弦规律变化的交流电叫正弦交流电。
（二）正弦交流电的产生及变化规律
当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。
跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。
1．产生：
2．中性面：
3．规律：
函数表达式：从中性面开始计时
在纯电阻电路中:
电流:
电压:
电动势:
一、描述交流电的物理量：
1．最大值（峰值）： Em Um Ｉm
２．瞬时值： u i e
３．周期和频率：
（1）周期：
交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
（3）角频率：线圈在匀强磁场中转动的角速度。
（2）频率：一秒内完成周期性变化的次数。
T和f的物理意义：表征交流电变化的快慢。
（4）关系：
我国生产和生活用交流电的周期T＝_______s，频率f= _______Hz，角速度ω＝_______rad/s，在1s内电流的方向变化__________次。
0.02
50
１００π
100
一个周期内电流方向改变两次。
例1.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为 （ ）
A．400V，0.02s B．200V, 0.02s
C．400V, 0.08s D．200V, 0.08s
B
练习1：如图所示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。
Im ＝20A
ω＝100π rad/s.
电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt(A)
T＝0.02s
４．有效值： E U I
（1）定义：
根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。
（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：
(3)说明：
A．以上关系式只适用于正弦或余弦交
流电；
B．交流用电器的额定电压和额定电流
指的是有效值；
C．交流电流表和交流电压表的读数是
有效值
D．对于交流电若没有特殊说明的均指
有效值
平均值：
B．求通过某导体截面的电量一定要用
平均值。
（4）注意：峰值（最大值）、有效值、
平均值在应用上的区别。
A．在求交流电的功、功率或电热时必
须用交流电的有效值。
例2.某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频率是_____Hz。若将该电压加在10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于______V；若将该电压加在一阻值为1KΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于______A。
200
－200
2
0.25
200
u/v
t/s
例3.如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流的有效值。
练习2：如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。
例4.图中两交变电流通过相同的电阻R。求：（1）分别写出它们的有效值、周期和频率。（2）计算它们在R上产生的功率之比。
（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2
练习3: 一个电阻接在10 V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为u=10sinωt V的交流电源上，它的发热功率 （ ）
A．0.25P B．0.5P
C．P D．2P
B
例4. 如图所示，线圈的面积是0.05 ㎡，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝1／π T，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时，求：
(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线 圈中感应电动势的瞬时表达式；
(2)线圈转过1／30s时电动势的瞬时值多大；
(4) 线圈每转过一周，外力所做的功。
(3)电路中电压表和电流表示数 各是多少
2.5 J
例5.如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈内阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO’轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。在线圈由图示位置转过90°的过程中，求：
(1)通过电阻R的电量q；
(2) 电阻R上产生的焦耳热Q
在此过程中电阻R上的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的1／4，
练习4：边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以OO’为轴匀速转动，角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R，求：
(1)线圈从图示位置转过T／4的过程中产生的
热量Q。
(2)线圈从图示位置转过T／4的
过程中通过线圈某截面的电
量q。
小 结
1．最大值（峰值）： Em Um Ｉm
２．瞬时值： u i e
3．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
4．频率：一秒内完成周期性变化的次数。
5．有效值： E U I
（1）定义：
根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。
（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：
注意：A.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值
C.求通过某导体截面的电量一定要用平均值。
B.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
的物理量
复习回顾
(一)交变电流：
大小和方向随时间作周期性变化的电流;简称交流。
其中按正弦规律变化的交流电叫正弦交流电。
（二）正弦交流电的产生及变化规律
当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。
跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。
1．产生：
2．中性面：
3．规律：
函数表达式：从中性面开始计时
在纯电阻电路中:
电流:
电压:
电动势:
一、描述交流电的物理量：
1．最大值（峰值）： Em Um Ｉm
２．瞬时值： u i e
３．周期和频率：
（1）周期：
交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
（3）角频率：线圈在匀强磁场中转动的角速度。
（2）频率：一秒内完成周期性变化的次数。
T和f的物理意义：表征交流电变化的快慢。
（4）关系：
我国生产和生活用交流电的周期T＝_______s，频率f= _______Hz，角速度ω＝_______rad/s，在1s内电流的方向变化__________次。
0.02
50
１００π
100
一个周期内电流方向改变两次。
例1.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为 （ ）
A．400V，0.02s B．200V, 0.02s
C．400V, 0.08s D．200V, 0.08s
B
练习1：如图所示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。
Im ＝20A
ω＝100π rad/s.
电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt(A)
T＝0.02s
４．有效值： E U I
（1）定义：
根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。
（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：
(3)说明：
A．以上关系式只适用于正弦或余弦交
流电；
B．交流用电器的额定电压和额定电流
指的是有效值；
C．交流电流表和交流电压表的读数是
有效值
D．对于交流电若没有特殊说明的均指
有效值
平均值：
B．求通过某导体截面的电量一定要用
平均值。
（4）注意：峰值（最大值）、有效值、
平均值在应用上的区别。
A．在求交流电的功、功率或电热时必
须用交流电的有效值。
例2.某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频率是_____Hz。若将该电压加在10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于______V；若将该电压加在一阻值为1KΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于______A。
200
－200
2
0.25
200
u/v
t/s
例3.如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流的有效值。
练习2：如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。
例4.图中两交变电流通过相同的电阻R。求：（1）分别写出它们的有效值、周期和频率。（2）计算它们在R上产生的功率之比。
（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2
练习3: 一个电阻接在10 V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为u=10sinωt V的交流电源上，它的发热功率 （ ）
A．0.25P B．0.5P
C．P D．2P
B
例4. 如图所示，线圈的面积是0.05 ㎡，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝1／π T，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时，求：
(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线 圈中感应电动势的瞬时表达式；
(2)线圈转过1／30s时电动势的瞬时值多大；
(4) 线圈每转过一周，外力所做的功。
(3)电路中电压表和电流表示数 各是多少
2.5 J
例5.如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈内阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO’轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。在线圈由图示位置转过90°的过程中，求：
(1)通过电阻R的电量q；
(2) 电阻R上产生的焦耳热Q
在此过程中电阻R上的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的1／4，
练习4：边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以OO’为轴匀速转动，角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R，求：
(1)线圈从图示位置转过T／4的过程中产生的
热量Q。
(2)线圈从图示位置转过T／4的
过程中通过线圈某截面的电
量q。
小 结
1．最大值（峰值）： Em Um Ｉm
２．瞬时值： u i e
3．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
4．频率：一秒内完成周期性变化的次数。
5．有效值： E U I
（1）定义：
根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。
（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：
注意：A.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值
C.求通过某导体截面的电量一定要用平均值。
B.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。