高中物理 第2章 交变电流 第3节 表征交变电流的物理量课件 粤教版选修3-2.ppt

第三节表征交变电流的物理量,1把一段确定的导线做成线圈，在确定的磁场中绕垂直于磁场的轴线以固定的转速转动，产生的交流电动势最大的情况是()A做成方形线圈，线圈平面垂直于转轴B做成方形线圈，转轴通过线圈平面C做成圆形线圈，转轴通过线圈平面D做成圆形线圈，线圈平面垂直于转轴【答案】C,课前自主学习,2交流发电机在工作时电动势为eEmsint，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为(),【答案】B,3一台发电机产生的正弦式交变电流的电动势最大值是400V，线圈匀速转动的角速度是100rad/s，写出瞬时电动势的表达式，在1s内电流方向改变多少次？【答案】e400sint100,一、周期和频率1周期：交变电流完成_的时间，用T表示，单位是秒2频率：交变电流在1s内完成周期性变化的_，用_表示，单位是_，符号是Hz.,一次周期性变化,次数,f,赫兹,二、峰值和有效值1峰值：交变电流的电压、电流在一个周期内所能达到的_数值2有效值：使交变电流和恒定电流通过阻值_的电阻，在交流的一个周期内，它们产生的热量相等，这个恒定电流、电压，叫做这个交流的有效值,最大,相同,4应用：(1)电器元件或设备上所标的耐压值指该设备所能承受的交流电_(2)交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是_；交流电压表测量的数值是_；交变电流的数值在无特别说明时都指_,最大值,有效值,有效值,有效值,什么时候要用到交变电流的有效值？什么时候用交变电流的最大值？【答案】所有电表的读数都是交变电流的有效值，而电容器的击穿电压要用交变电流的最大值来进行表示.,1交变电流有效值是根据电流的热效应进行定义的理解时要注意三同：相同电阻、相同时间、产生相同热量2由于交流的周期特点，计算有效值时，通常取一个周期按如下方法计算：(1)假设交变电流通过电阻R，计算交流电在一个周期内产生的热量Q(可分段计算),课堂优化整合,3常见的交变电流的图象和有效值,如图所示，两个完全相同的电热器，分别通有峰值相等的方波交变电流和正弦式交变电流，则这两个电热器的电功率之比P1P2_.,例1,甲乙,答案：21,题后反思有效值常见的错误是不管电流是什么形式的电流，直接用正弦式交流电的有效值的计算方法进行计算，正确的计算方法应该根据交流电的热效应和某一直流电相等，在时间的取值上，要至少取一个周期作为研究单位,1(多选)(2016咸阳一模)如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦式电流的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦式电流的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦式电流的说法正确的是(),【答案】BCD,(2)在交变电流图象中，图线与横轴(t轴)所围的面积跟时间的比值，为交变电流的平均值,交变电流平均值的计算,如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R.当线圈由图示位置转过90的过程中，求：(1)通过电阻R的电荷量q.(2)电阻R上产生的焦耳热Q.,例2,2由例2，(1)写出求线圈中感应电流的瞬时值的表达式(2)若其他条件不变，线圈自图示位置转过270的过程中，感应电动势的平均值、有效值是多少？,在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈的匝数为n100匝，边长为20cm，电阻为10，转动频率f50Hz，磁场的磁感应强度为0.5T，求：(1)外力驱动线圈转动的功率；(2)转至线圈平面与中性面的夹角为30时，线圈产生的感应电动势及感应电流的大小；(3)线圈由中性面转至与中性面成30夹角的过程中，通过线圈横截面的电荷量,例3,答案：(1)1.97104W(2)314V31.4A(3)0.027C,题后反思(1)电功率由交流电的有效值计算(2)通过线圈横截面的电荷量由交流电的平均值计算(3)交流电瞬时值表达式与计时起点有关,3交流发电机线圈电阻r1，用电器电阻R9，电压表示数为9V，如图所示，那么该交流发电机()A电动势的峰值为10VB电动势的有效值为9V,【答案】D,1对交变电流通过电阻产生的热量和通过的电荷量的理解(1)明确热量是与做功有关的物理量，所以求解电流产生的热量要用电流的有效值来计算；(2)电荷量是电流对时间的积累，所以求解电荷量时要用电流的平均值来计算；(3)此类题目往往不会直接给出电流的有效值或平均值，而是会在计算中体现出来,计算电阻上产生热量与通过电荷量的方法技巧,2求解思路求解热量和电荷量思路不同(1)求解热量，按以下思路(2)求解电荷量，按以下思路,(2016四川名校模拟)如图甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B0、B1和t1均为已知在0t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度匀速转动求：,例4,甲乙,(1)0t1时间内通过电阻R的电流大小；(2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的