5.2《描述交变电流的物理量》课件（人教选修3-2）
文档属性
| 名称 | 5.2《描述交变电流的物理量》课件（人教选修3-2） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 454.9KB | ||
| 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 | 2012-02-21 19:53:50 | ||
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文档简介
(共27张PPT)
第2节 描述交变电流的物理量
交变电流
多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇．过去，调节是用变压器来实现的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速．现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的．如下图所示为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压，即在正弦式电流的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去．调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压．那么现在电灯
上的电压为多少？
等学会本节内容之
后，这个问题就能
解决了．
1．交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫它的________，在1 s内完成周期性变化的次数叫做它的________，二者之间互为________，即________或________．
2．交变电流的峰值是它能达到的________，电容器所能承受的电压要________交流电压的峰值．
2．最大数值 高于
3．让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在一个周期内它们产生的________相等，我们就把这个恒定电流的电流I、电压u叫做这个交流的________．正弦交流电的峰值是其有效值的________倍，家庭电路的电压是220 V，指的是________．一般交流电表测量的数值是________．
一、周期和频率
交变电流的周期与频率都是描述交变电流变化快慢的物理量．
1．周期T
交变电流完成一次周期性变化所需的时间．单位是秒．周期越大，交流变化越慢，在一个周期内，电流的方向变化两次．
2．频率f
交流在1 s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号为Hz.频率越大，交流变化越快．
4．我国交流电的周期和频率
我国工农业生产和生活所用的交流电，周期是0.02 s，频率是50 Hz.在每秒钟内，电流的方向变化100次．
5．线圈转动角速度ω与频率f的关系：ω＝2πf.
二、有效值
1．根据电流的热效应来规定．让交变电流和直流分别通过相同阻值的电阻，如果它们在相等的时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交变电流的有效值．(相等的时间一般取一个周期)．
2．有效值和峰值的关系
在正弦式交变电流中，最大值与有效值之间的关系如下
这一关系式只适合于正弦式交变电流．
3．在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值．如电功率的计算式：P＝IU中，U、I均为有效值．
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交变电流的有效值．在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流及电功率指的都是有效值．
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．
如下图所示的是表示一交变电流通过阻值为10 Ω的电阻R时电流随时间变化的图象，则该电流的有效值为________A，电阻R的热功率为________W，在一个周期内电流做功________J.
变式迁移
1．(2011年山东青岛)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知( )
A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100 sin(50t)V
B．该交流电的频率为25 Hz
C．该交流电的电压的有效值为50V
D．若将该交流电压
加在阻值R＝100 Ω的电
阻两端，则电阻消耗的
功率为50 W
三、交变电流的图象与平均值
1．理解正弦交变电流的图象
正弦交变电流随时间的变化情况可以从图象上表示出来，图象描述的是交变电流随时间变化的规律，它是一条正弦曲线，如右图所示．从图中我们可以找出正弦交变电流的最大值Im、周期T，也可以根据线圈在中性面时刻感应电动势e为零、感应电流i为零、线圈中的磁通量最大的特点，找出线圈旋转到中性面的时刻，即线圈中磁通量最大的时刻是0时刻、t2时刻和t4时刻．也可以
根据线圈旋转至平行磁感线时，
感应电动势最大、线圈中感
应电流最大和磁通量为零的
特点，找出线圈平行磁感线
的时刻，即线圈中磁通量为
零的时刻是在t1时刻和t3时刻．
2．交变电流的平均值
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．
(1)交变电流的平均值与交变电流的方向及所取时间长短均有关，其数值可根据法拉第电磁感应定律E＝n 计算电动势的平均值，再计算电流的平均值．
(2)在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．
交变电流的电压表达式为u＝20sin 314t V，求这个交变电压的最大值Um、有效值U、周期T、频率f.画出交变电流的u－t图象．
变式迁移
2．(2011年江苏无锡)如图所示的正方形线框abcd边长为L，每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω转动，c、d两点与外电路相连，
外电路电阻也为r，则下列说法中
正确的是( )
基础巩固
1．标有“250 V,0.5 μF”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用( )
A．220sin 100πt(V)
B．220 V照明电路中
C．380sin 100πt(V)
D．380 V动力电路中
解析：本题考查交流电压的最大值，从该电容器的铭牌知，它的耐压值为250 V，也就是说，它允许加的最大电压为250 V，对于220 V的照明电路，最大值为220 V＝311 V，超出了它的耐压值，故正确选项为A.
答案：A
7．(2011年湖南长沙)图甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为1 Ω，外接灯泡的电阻为9 Ω，则( )
A．电压表的示数为6 V
B．在t＝10－2s的时刻，穿过线圈的磁通量为零
C．若线圈转速改为
25 r/s，则电动势的有效
值为3 V
D．若线圈转速改为
25 r/s，则通过电灯的电
流为1.2 A
能力提升
祝
您
第2节 描述交变电流的物理量
交变电流
多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇．过去，调节是用变压器来实现的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速．现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的．如下图所示为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压，即在正弦式电流的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去．调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压．那么现在电灯
上的电压为多少？
等学会本节内容之
后，这个问题就能
解决了．
1．交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫它的________，在1 s内完成周期性变化的次数叫做它的________，二者之间互为________，即________或________．
2．交变电流的峰值是它能达到的________，电容器所能承受的电压要________交流电压的峰值．
2．最大数值 高于
3．让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在一个周期内它们产生的________相等，我们就把这个恒定电流的电流I、电压u叫做这个交流的________．正弦交流电的峰值是其有效值的________倍，家庭电路的电压是220 V，指的是________．一般交流电表测量的数值是________．
一、周期和频率
交变电流的周期与频率都是描述交变电流变化快慢的物理量．
1．周期T
交变电流完成一次周期性变化所需的时间．单位是秒．周期越大，交流变化越慢，在一个周期内，电流的方向变化两次．
2．频率f
交流在1 s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号为Hz.频率越大，交流变化越快．
4．我国交流电的周期和频率
我国工农业生产和生活所用的交流电，周期是0.02 s，频率是50 Hz.在每秒钟内，电流的方向变化100次．
5．线圈转动角速度ω与频率f的关系：ω＝2πf.
二、有效值
1．根据电流的热效应来规定．让交变电流和直流分别通过相同阻值的电阻，如果它们在相等的时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交变电流的有效值．(相等的时间一般取一个周期)．
2．有效值和峰值的关系
在正弦式交变电流中，最大值与有效值之间的关系如下
这一关系式只适合于正弦式交变电流．
3．在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值．如电功率的计算式：P＝IU中，U、I均为有效值．
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交变电流的有效值．在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流及电功率指的都是有效值．
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．
如下图所示的是表示一交变电流通过阻值为10 Ω的电阻R时电流随时间变化的图象，则该电流的有效值为________A，电阻R的热功率为________W，在一个周期内电流做功________J.
变式迁移
1．(2011年山东青岛)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知( )
A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100 sin(50t)V
B．该交流电的频率为25 Hz
C．该交流电的电压的有效值为50V
D．若将该交流电压
加在阻值R＝100 Ω的电
阻两端，则电阻消耗的
功率为50 W
三、交变电流的图象与平均值
1．理解正弦交变电流的图象
正弦交变电流随时间的变化情况可以从图象上表示出来，图象描述的是交变电流随时间变化的规律，它是一条正弦曲线，如右图所示．从图中我们可以找出正弦交变电流的最大值Im、周期T，也可以根据线圈在中性面时刻感应电动势e为零、感应电流i为零、线圈中的磁通量最大的特点，找出线圈旋转到中性面的时刻，即线圈中磁通量最大的时刻是0时刻、t2时刻和t4时刻．也可以
根据线圈旋转至平行磁感线时，
感应电动势最大、线圈中感
应电流最大和磁通量为零的
特点，找出线圈平行磁感线
的时刻，即线圈中磁通量为
零的时刻是在t1时刻和t3时刻．
2．交变电流的平均值
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．
(1)交变电流的平均值与交变电流的方向及所取时间长短均有关，其数值可根据法拉第电磁感应定律E＝n 计算电动势的平均值，再计算电流的平均值．
(2)在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．
交变电流的电压表达式为u＝20sin 314t V，求这个交变电压的最大值Um、有效值U、周期T、频率f.画出交变电流的u－t图象．
变式迁移
2．(2011年江苏无锡)如图所示的正方形线框abcd边长为L，每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω转动，c、d两点与外电路相连，
外电路电阻也为r，则下列说法中
正确的是( )
基础巩固
1．标有“250 V,0.5 μF”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用( )
A．220sin 100πt(V)
B．220 V照明电路中
C．380sin 100πt(V)
D．380 V动力电路中
解析：本题考查交流电压的最大值，从该电容器的铭牌知，它的耐压值为250 V，也就是说，它允许加的最大电压为250 V，对于220 V的照明电路，最大值为220 V＝311 V，超出了它的耐压值，故正确选项为A.
答案：A
7．(2011年湖南长沙)图甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为1 Ω，外接灯泡的电阻为9 Ω，则( )
A．电压表的示数为6 V
B．在t＝10－2s的时刻，穿过线圈的磁通量为零
C．若线圈转速改为
25 r/s，则电动势的有效
值为3 V
D．若线圈转速改为
25 r/s，则通过电灯的电
流为1.2 A
能力提升
祝
您