高中物理選修描述交變電流的物理量

1、編輯ppt編輯ppt復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧(一一)交變電流：交變電流： 大小和方向隨時(shí)間做周期性變化大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流的電流; ;簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱交流交流。 其中按其中按正弦規(guī)律正弦規(guī)律變化的交流電叫變化的交流電叫正弦交流電正弦交流電。 編輯ppt 線圈在線圈在勻強(qiáng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸方向的軸勻速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生正弦交流正弦交流電電。 跟磁場(chǎng)方向垂直的平面叫做跟磁場(chǎng)方向垂直的平面叫做中性面中性面。這一位置穿過(guò)線圈的這一位置穿過(guò)線圈的磁通量最大磁通量最大，磁通量磁通量變化率為零變化率為零，線圈中，線圈中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。1、產(chǎn)生：、產(chǎn)生：2、中性

2、面：、中性面：(二二)正弦交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律正弦交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律 編輯ppt3 3、規(guī)律：、規(guī)律： 瞬時(shí)值表達(dá)式：瞬時(shí)值表達(dá)式：從中性面開始計(jì)時(shí)從中性面開始計(jì)時(shí)tIimsin電壓電壓: :tUumsintEemsin電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì): :SNBEm在在純電阻電路純電阻電路中中: :電流電流: :編輯ppt最大值（峰值）：最大值（峰值）： Em 、m 、 UmSNBEm瞬時(shí)值：瞬時(shí)值： e 、i 、u編輯pptabcdKLABabcdK LABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB:編輯ppt一、周期和頻率一、周期和頻率1 1、周期：、周期：交變電流完成交變電流完成一次周期性變化

3、一次周期性變化所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。 角頻率：角頻率：線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度角速度 2 2、頻率：、頻率：交變電流一秒內(nèi)完成交變電流一秒內(nèi)完成周期性變化周期性變化的次數(shù)。的次數(shù)。物理意義：表示交流電物理意義：表示交流電變化的快慢變化的快慢3 3、關(guān)系：、關(guān)系：Tf1fT22一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次。一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次。編輯ppt 1、我國(guó)生產(chǎn)和生活用交流電的、我國(guó)生產(chǎn)和生活用交流電的周期周期T=_s，頻率，頻率f= _Hz，角速度角速度=_rad/s，在，在1s內(nèi)電流內(nèi)電流的方向變化的方向變化_次。次。50100100課堂練習(xí)課堂練習(xí)編輯ppt2、某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)

4、生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與、某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間的關(guān)系，如圖所示，如果其它條件不時(shí)間的關(guān)系，如圖所示，如果其它條件不變，僅使線圈的變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍轉(zhuǎn)速加倍，則交流電動(dòng)勢(shì)，則交流電動(dòng)勢(shì)的最大值和周期分別變?yōu)榈淖畲笾岛椭芷诜謩e變?yōu)?( )A400V, 0.02s BC400V, 0.08s D編輯ppt3、如圖示為某正弦交流電流的圖、如圖示為某正弦交流電流的圖像，求其峰值、周期和角速度，并寫像，求其峰值、周期和角速度，并寫出該電流的瞬時(shí)值表達(dá)式。出該電流的瞬時(shí)值表達(dá)式。 Im20A100rad/s.電流的瞬時(shí)表達(dá)式為電流的瞬時(shí)表達(dá)式為i20sin100t (A)T編輯ppt 二、峰值和有

5、效值二、峰值和有效值1、峰值：、峰值：電流或電壓所能達(dá)到的最大值。電流或電壓所能達(dá)到的最大值。編輯ppt 電容電容 耐壓值耐壓值（最大值）（最大值）編輯ppt由于交變電流的大小和方向隨時(shí)間變化，由于交變電流的大小和方向隨時(shí)間變化，它產(chǎn)生的效果也隨時(shí)間變化，在實(shí)際中它產(chǎn)生的效果也隨時(shí)間變化，在實(shí)際中我們常常不研究它的瞬時(shí)效果，而是只我們常常不研究它的瞬時(shí)效果，而是只要知道交變電流要知道交變電流在某段時(shí)間內(nèi)的平均效在某段時(shí)間內(nèi)的平均效果果就可以了。就可以了。那么我們?cè)鯓觼?lái)衡量交變電流的平均那么我們?cè)鯓觼?lái)衡量交變電流的平均效果呢？效果呢？ 請(qǐng)看下面的思考與討論請(qǐng)看下面的思考與討論編輯ppt22212

6、122) 1 (RtIRtIQJ8 . 2RtIQ2)2(AI8 . 2編輯ppt22212122) 1 (RtIRtIQJ8 . 2,)2(2RtIQ AI8 . 2t/sO1i/A21-1-20.5編輯ppt2 2、交流的有效值的定義：、交流的有效值的定義： 根據(jù)根據(jù)電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)來(lái)規(guī)定，讓交流與來(lái)規(guī)定，讓交流與直流分別通過(guò)相同的電阻，如果在交流的直流分別通過(guò)相同的電阻，如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，就把這一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，就把這個(gè)直流的數(shù)值叫做這個(gè)交流的有效值。個(gè)直流的數(shù)值叫做這個(gè)交流的有效值。有效值的符號(hào)有效值的符號(hào) E、U、I二、二、峰值和有效值峰值

7、和有效值編輯ppt3 3、正弦交流電正弦交流電的有效值與峰值的關(guān)系：的有效值與峰值的關(guān)系：2mEE 2mII 二、峰值和有效值二、峰值和有效值編輯ppt說(shuō)明：說(shuō)明：A、以上關(guān)系式只適用于、以上關(guān)系式只適用于正弦正弦或或余弦余弦交交流電；流電；B、交流用電器的、交流用電器的額定電壓額定電壓和和額定電流額定電流 指的是有效值；指的是有效值； C、交流電流表和交流電壓表交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是的讀數(shù)是 有效值有效值D、對(duì)于交流電若沒有特殊說(shuō)明的均指、對(duì)于交流電若沒有特殊說(shuō)明的均指 有效值有效值2mEE2mII編輯ppt平均值：平均值：ENtC C、求通過(guò)某導(dǎo)體截面的、求通過(guò)某導(dǎo)體截面的電量電量

8、一定要用一定要用平均值。平均值。4 4、注意：、注意：峰值峰值、有效值有效值、平均值平均值 在應(yīng)用上的區(qū)別。在應(yīng)用上的區(qū)別。 B B、在求交流電的、在求交流電的功、功率或電熱功、功率或電熱時(shí)時(shí)必須用交流電的有效值。必須用交流電的有效值。 A、考慮電容器是否會(huì)被擊穿時(shí)用、考慮電容器是否會(huì)被擊穿時(shí)用峰值峰值編輯ppt4 4、某交流電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示，、某交流電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示，則此交流電的頻率是則此交流電的頻率是_Hz_Hz。若將該電壓加在。若將該電壓加在10uF10uF的電容器上，則電容器的耐壓值不應(yīng)小于的電容器上，則電容器的耐壓值不應(yīng)小于_V_V；若將該電壓加在一阻值為；若

9、將該電壓加在一阻值為1K1K的純電的純電阻用電器上，用電器恰能正常工作，為避免意外阻用電器上，用電器恰能正常工作，為避免意外事故的發(fā)生，該電路中保險(xiǎn)絲的額定電流不能低事故的發(fā)生，該電路中保險(xiǎn)絲的額定電流不能低于于_A_A。200200220021 . 0u/vt/s課堂練習(xí)課堂練習(xí)編輯ppt5、圖中兩交變電流通過(guò)相同的電阻、圖中兩交變電流通過(guò)相同的電阻R。求：。求：（1）分別寫出它們的有效值、周期和頻率。（）分別寫出它們的有效值、周期和頻率。（2）計(jì)算）計(jì)算它們?cè)谒鼈冊(cè)赗上產(chǎn)生的功率之比。上產(chǎn)生的功率之比。（2）P甲甲:P乙乙I12R:I22R（I1I2）21:2 AI225) 1 (1sT4

10、 . 01Hzf5 . 21AI52sT3 . 02Hzf3 . 32編輯ppt 6.如圖表示一交流的電流隨時(shí)間變?nèi)鐖D表示一交流的電流隨時(shí)間變化的圖像化的圖像,求該電流的有效值。求該電流的有效值。4 23 2222121122I RTI RTI RT22121()2III221(4 2)(3 2)52A編輯pptIm0T/2Ti/At/s例題例題:如圖是正弦式電流經(jīng)半波整流如圖是正弦式電流經(jīng)半波整流后的波形，電流的最大值為后的波形，電流的最大值為Im，試計(jì)，試計(jì)算它的有效值？算它的有效值？RTITRIm2202)2(編輯ppt三、相位三、相位 相位差對(duì)于一支交流電，我們稱“sin”后面的量叫做

11、交變電流的相位，t=0時(shí)的相位叫做初相位對(duì)于兩支交流電，他們的相位之差叫做他們的相位差編輯ppt小結(jié)小結(jié)3、最大值（峰值）：、最大值（峰值）： Em Um m 4、瞬時(shí)值：、瞬時(shí)值： u i e1、周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間。、周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間。2、頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。、頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。Tf1fT225、有效值有效值： E U I （1 1）定義）定義： 根據(jù)根據(jù)電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)來(lái)規(guī)定，讓交流電和直流通過(guò)相來(lái)規(guī)定，讓交流電和直流通過(guò)相同阻值的電阻，如果他們?cè)谝粋€(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，同阻值的電阻，如果他們?cè)谝粋€(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。（2 2）正弦交流電正弦交