人教版选修32 5.2描述交变电流的物理量 课件（24张）.pptx

2描述交变电流的物理量,读一读思一思,辨一辨议一议,一、周期和频率阅读教材第3435页“周期和频率”,掌握周期和频率的物理意义和单位,理解周期、频率及线圈转动角速度之间的关系。1.什么是交变电流的周期?写出它的符号和单位。答案:交变电流完成一次周期性变化所需的时间;用t表示,单位是秒(s)。2.什么是交变电流的频率?写出它的符号和单位。答案:交变电流在1s内完成周期性变化的次数;用f表示,单位是赫兹(hz)。3.写出交变电流的周期、频率和线圈运动的角速度之间的关系式。答案:t。4.交变电流的周期与频率描述了什么物理意义?答案:描述交变电流变化快慢的物理量。,读一读思一思,辨一辨议一议,二、峰值和有效值阅读教材第35页“峰值和有效值”,知道有效值和峰值的物理意义,知道正弦式交变电流有效值与峰值的关系。1.交变电流的最大值可以用来表示电流的强弱或电压的高低,电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值,否则电容器就可能被击穿。2.什么是交变电流的有效值?答案:让交变电流和恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等,这个恒定电流的电流、电压,叫作这个交变电流的有效值。3.写出正弦式交变电流的电压、电流的有效值和峰值之间的关系式,读一读思一思,辨一辨议一议,三、相位阅读教材第36页“相位”,了解相位的概念。1.什么是交变电流的相位?答案:正弦函数符号“sin”后面的“t+”叫交变电流的相位。2.什么是交变电流的初相位?什么是两支交变电流的相位差?答案:是t=0时的相位,叫交变电流的初相位。两支交变电流的相位之差叫它们的相位差。3.两支交变电流“具有确定的相位差”是什么意思?答案:两支交变电流的频率相同,但初相位不同,那么2-1是个常数,不随时间变化,就说这两支交变电流“具有确定的相位差”。,读一读思一思,辨一辨议一议,1.思考辨析。(1)若交变电流是线圈在匀强磁场中匀速转动形成的,则交变电流的周期也是线圈做圆周运动的周期。()解析:线圈转动一圈,交变电流变化一个周期。答案:(2)我国提供市电的发电机转子的转速为3000r/min。()解析:市电的频率为50hz,即发电机转子每秒转动50转,每分转动3000转。答案:(3)交变电流的周期越大,交变电流的变化就越快。()解析:交变电流的周期越小,交变电流的变化就越快。答案:,读一读思一思,辨一辨议一议,(4)交变电流的峰值可以用来表示电流的强弱或电压的高低。()解析:交变电流的峰值越大说明电流越强或电压越高。答案:(5)有效值为10v的交变电流和10v的直流有区别。()解析:两者仅在发热上是等效的。答案:,读一读思一思,辨一辨议一议,2.探究讨论。(1)如图所示,这个交变电流的周期是多少?频率是多少?答案:完成一次周期性变化需要0.02s,即t=0.02s;在1s内完成50次周期性变化,即t=50hz。(2)交变电流的有效值是根据什么定义的?定义中包含三个“相同”具体指的是什么?答案:交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的;定义中应特别注意三个“相同”,即相同电阻、相同时间、相同热量。,探究一,探究二,当堂检测,问题导引,名师精讲,典例剖析,有效值的理解与计算现在的调光台灯、调速电风扇多用可控硅电子元件来实现的。右图是经过一个双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压,请思考:(1)如图所示的交变电流是正弦式交变电流吗?(2)如何求得该交流电压的有效值?要点提示:(1)不是正弦式交变电流。(2)根据电流的热效应即可求得有效值。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,1.对有效值的理解(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的,理解有效值重点在“等效”,“效果相同”在定义中体现为相同电阻、相同时间、产生相同热量,交变电流与多大的直流“效果”相同,有效值就是多大。(2)如果没有特别说明,交变电流的电压、电流以及用电器上标出的额定电压、额定电流,都是指其有效值。凡涉及能量、电功以及电功率等物理量时均用有效值,在确定保险丝的熔断电流时也用有效值。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,2.有效值的两种计算方法(1)特殊值法:若按正(余)弦规律变化的电流,可利用交变电流的有效值与峰值间的关系求解,即。(2)定义法:当电流是非正弦式交变电流时,必须根据有效值的定义求解。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,【例题1】一交变电流随时间变化的图象如图所示,求此交变电流的有效值。,解析:设该交变电流的有效值为i,直流的电流为i,让该交变电流和直流分别通过同一电阻(阻值为r),在一个周期(t=0.2s)内,该交变电流产生的热量:,在一个周期内直流通过该电阻产生的热量q=i2rt=0.2si2r。由q=q得,i=5a,即此交变电流的有效值i=i=5a。答案:5a,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,变式训练1如图所示的交变电流由正弦式交变电流的一半和反向脉冲电流组合而成,则这种交变电流的有效值为(),探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,交变电流“四值”的对比和应用矩形线圈abcd在磁感应强度b=2t的匀强磁场中绕轴oo以角速度=10rad/s匀速转动,线圈共10匝,电阻r=10,ab=0.3m,bc=0.6m。求:(1)感应电流的最大值。(2)感应电流的有效值。(3)转动0.025s时感应电流的瞬时值。(4)从图示位置转动0.05s感应电流的平均值。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,变式训练2有一交流发电机模型,用示波器观察到它产生的感应电动势波形如图所示,求:(1)它的周期和频率。(2)电动势的最大值和有效值。(3)当时,电动势的瞬时值,并指出此时线圈相对于磁场的位置。(4)已知线圈面积为16cm2,共25匝,计算匀强磁场的磁感应强度。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,当堂检测,探究一,探究二,1,2,3,4,1.(多选)(交变电流的周期和频率)某正弦式交变电流的方向在1s内改变100次,则其周期t和频率f分别为()a.t=0.01sb.t=0.02sc.f=100hzd.f=50hz解析:由于正弦式交变电流一个周期内方向改变两次,所以其频率为50hz,由t=得t=0.02s。答案:bd,探究一,探究二,1,2,3,4,当堂检测,2.(交变电流有效值的计算)如图表示一交变电流随时间变化的图象,则此交变电流的有效值是(),探究一,探究二,1,2,3,4,当堂检测,3.(非正弦式交变电流有效值的计算)通过一阻值r=100的电阻的交变电流如图所示,其周期为1s。电阻两端电压的有效值为(),探究一,探究二,1,2,3,4,当堂检测,4.(交变电流“四值”的计算)如图所示,一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动,线圈匝数n=100,线圈电阻r=3,ab=cd=0.5m,bc=ad=0.4m,磁感应强度b=0.5t,电阻r=311。当线圈以n=300r/min的转速匀速转动时。(1)求感应电动势的最大值。(2)t=0时线圈在图示位置,写出此交变