正弦交變電流的描述課件高二下學(xué)期物理教科版選擇性

正弦交變電流的描述正弦式交變電流產(chǎn)生過(guò)程中的兩個(gè)特殊位置圖示概念中性面位置與中性面垂直的位置特點(diǎn)B⊥SB∥SΦ＝BS，最大Φ＝0，最小，最大電流為零，方向改變電流最大，方向不變復(fù)習(xí)回顧從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)(1)瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化的規(guī)律：(2)負(fù)載電壓u隨時(shí)間變化的規(guī)律：(3)電流i隨時(shí)間變化的規(guī)律：

正弦式交變電流的大小和方向都隨時(shí)間發(fā)生周期性變化，那么我們?nèi)绾蚊枋鲞@種電流的變化特征呢？思考與討論：一、周期和頻率線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周電壓、電流都發(fā)生一次周期性變化1.周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間符號(hào)：T

單位：秒（S）2.頻率：

交變電流一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)符號(hào)：f

單位：赫茲（Hz）ω=2πfe=Emsinωti=Imsinωtu=Umsinωt例題1：如圖所示是我國(guó)家庭電路中的交變電流u-t圖，分析下列問(wèn)題：（1）交流電流完成一次周期性變化（線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈）所用多少時(shí)間？（2）交流電流在1s內(nèi)完成多少次周期性變化？（3）由前2問(wèn)，可知周期和頻率有什么關(guān)系？（4）在1s內(nèi)電流方向變化多少次？0.02s周期T頻率

fu/VO12t/10-2

s3在一個(gè)周期內(nèi)，交變電流的方向變化2次二、峰值和有效值1、峰值：交變電流在一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的最大數(shù)值，叫做交變電流的峰值。通常用Em、Im和Um表示峰值。電動(dòng)勢(shì)峰值：Em=NBSω

t/su/V0Um-Um0.020.04注意：電容器上的標(biāo)稱(chēng)電壓值（又叫耐壓值或擊穿電壓）是電容器兩極間所允許電壓的峰值．超過(guò)該值就有被擊穿的危險(xiǎn)。

電容耐壓值（最大值)2、瞬時(shí)值：它是反映不同時(shí)刻交流電的大小和方向若從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，正弦交流瞬時(shí)值表達(dá)式為：正弦交流電的電動(dòng)勢(shì)、電流隨時(shí)間變化。既然正弦式交變電壓（電流）的瞬時(shí)值是在變化的，那么用電壓表（電流表）測(cè)量的大小是什么值呢？

思考：如圖是通過(guò)一個(gè)R=1Ω的電阻的電流i隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。它不是恒定電流。(1)怎樣計(jì)算通過(guò)1S內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量?(2)如果有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過(guò)這個(gè)電阻R也能在1S內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱量，這個(gè)電流是多大？在0.2-0.5s內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量為Q2，則1、在0-0.2s內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量為Q1，則故1s內(nèi)產(chǎn)生的總熱量：Q交=2（Q1+Q2）=2.8J

思考：如圖是通過(guò)一個(gè)R=1Ω的電阻的電流i隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。它不是恒定電流。(1)怎樣計(jì)算通過(guò)1S內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量?(2)如果有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過(guò)這個(gè)電阻R也能在1S內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱量，這個(gè)電流是多大？2、Q直=Q交帶入數(shù)據(jù)得：3、有效值：讓交流和恒定電流分別通過(guò)大小相同電阻，如果在相同時(shí)間（一個(gè)周期內(nèi)）它們產(chǎn)生的熱量相等，而這個(gè)恒定電流是I、電壓是U，我們就把這I、U叫做這個(gè)交流的有效值。RR~從有效值的定義看，“有效”指的是電流熱效應(yīng)的等效。等效（三同）理論計(jì)算表明，正弦交流電的峰值與有效值有以下關(guān)系：對(duì)有效值的理解(1)交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)定義的．交變電流和恒定電流是一種等效替代關(guān)系．(2)注意“三同”：電阻相同，時(shí)間相同，產(chǎn)生的熱量相同．正弦交流電有效值與峰值的關(guān)系怎樣求一般交流電的有效值？交流恒定電流ＩＵ通過(guò)大小相同電阻R在交流電的一個(gè)周期內(nèi)交流的有效值為ＩＵQ交=Q直解析：【例題2】通過(guò)某交流電流表的電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示，該電流表的示數(shù)是多少?

電流表的示數(shù)是有效值。Q直=I2RtQ交=（I12Rt1+I22Rt2）從圖中把數(shù)據(jù)代入，則有所以50R=I2Rt，解得I=5A根據(jù)有效值的定義：有Q直=Q交

【例題3】如圖所示為一交變電流的i--t圖象，則此交變電流的有效值為(

)D4、有效值的應(yīng)用交流用電設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓和額定電流是指有效值保險(xiǎn)絲的熔斷電流是指有效值無(wú)特別說(shuō)明時(shí)提到的交變電流的數(shù)值是指有效值交流電壓表、電流表測(cè)量的數(shù)值是指有效值平均電動(dòng)勢(shì)：平均電流：電荷量：計(jì)算電荷量用平均值5、平均值項(xiàng)目物理含義重要關(guān)系適用情況瞬時(shí)值交變電流某一時(shí)刻的值計(jì)算線(xiàn)圈某一時(shí)刻的受力（安培力）情況最大值最大的瞬時(shí)值確定電容器的耐壓值或擊穿電壓有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流值、電壓值正弦式交變電流(1)電流熱效應(yīng)相關(guān)量(如功、功率、熱量)(2)交流電表（電壓表、電流表）的測(cè)量值(3)電氣設(shè)備銘牌標(biāo)注額定電壓、額定電流(4)保險(xiǎn)絲的熔斷電流平均值交變電流圖象中圖線(xiàn)與時(shí)間軸所圍面積與時(shí)間比值(1)某段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)某段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流的平均值(3)某段時(shí)間內(nèi)通過(guò)橫截面的電荷量交變電流四值比較課堂小結(jié)1．如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線(xiàn)框繞與磁感應(yīng)垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交