人教版选修32 描述交变电流的物理量 课件 (共29张).pptx

第2节描述交变电流的物理量 学习目标 1 了解周期和频率的概念 知道频率的单位 掌握周期和频率之间的关系 2 理解有效值的物理意义 体会 等效思想 的运用 3 知道正弦交变电流的峰值和有效值之间的关系 知道电器上标注的 电表测量的和通常所说的电压 电流为有效值 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 线圈中产生的电流是随时间按正弦规律变化的 即正弦交流电 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 1 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 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 3 关系 一个周期内电流方向改变两次 我国生产和生活用交流电的周期t s 频率f hz 角速度 rad s 在1s内电流的方向变化 次 0 02 50 100 一 描述交流电的物理量 练习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 02sb 200v 0 02sc 400v 0 08sd 200v 0 08s b 练习2 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 电流的瞬时表达式为i imsin100 t a t 0 02s 当t 0 0025s时e 14 14a则14 14 imsin100 0 0025 答案 cd 3 有效值 eui 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 e 计算功 功率及保险丝的熔断电流用有效值 平均值 c 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 b 在求交流电的功 功率或电热时必须用交流电的有效值 a 在求电容器的击穿电压时用最大值 例3 如图所示为一交变电流随时间变化的图象 其中 从t 0开始的每个t 2时间内的图象均为半个周期的正弦曲线 则此交变电流的有效值为 解 设所求交变电流的有效值为i 根据有效值的定义 选择一个周期的时间 利用在相同时间内通过相同的电阻所产生的热量相等 由焦耳定律得 例4 如图求电流的有效值 a 例5 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 求电压的有效值 正弦符号 sin 后面的量 t 叫做交变电流的相位 是t 0时的相位 叫做交变电流的初相位 两支交流的相位之差叫做它们的相位差 如果它们的频率相同 但初相位不同 即 4 相位 那么相位差 t 2 t 1 2 1是个常数 不随时间变化 这时我们说 这两支交流 具有确定的相位差 ac 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1k 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 2 0 25 200 3 已知负载上的交变电u 311sin314t v i 14 1sin314t a 根据这两式判断 下列结论中正确的是 a 电压的有效值为311vb 负载电阻的大小为22 c 交变电流的频率是55hzd 交变电流的周期是0 01s b ad d d 7 如图所示 线圈的面积是0 05 共有100匝 线圈电阻为1 外接电阻r 9 匀强磁场的磁感应强度为b 1 t 当线圈以300r 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 8 如图所示 矩形线圈的匝数为n 线圈面积为