高二物理交流电

关于高二物理交流电问题1.为什么引入有效值？2.有效值如何定义？3.如何计算？4.正弦交流电的有效值？第2页,共20页，2024年2月25日，星期天甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同．若直流电源用10分钟把水烧开，而第二次用交流电时也用10分钟把水烧开情景：第3页,共20页，2024年2月25日，星期天交流电的热效果和直流电相同我的电流是恒定的3A我10分钟把水烧开我10分钟也把水烧开！我的电流是变化的我的电流有效值也是3A第4页,共20页，2024年2月25日，星期天3．有效值(E，I，U)（1）概念的引入：为了反映交变电流所产生的效果，引入有效值的概念（2）定义：使交变电流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相等时间内产生相等的热量，就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值第5页,共20页，2024年2月25日，星期天【例1】如图表示一交流的电流随时间变化的图像，此交变电流的有效值是多大？第6页,共20页，2024年2月25日，星期天

解析：交流的有效值等于热效应与此交流等效的直流电的值，为分析方便，可选交流电的一个周期进行研究。设此交变电流的有效值为I，根据交流有效值的定义，有：所以：（3）特点：交变电流的有效值根据电流的热效应来规定，与电流的方向无关，在计算时，要紧扣电流通过电阻生热或热功率进行计算，“相同时间”至少要取一个周期的时间第7页,共20页，2024年2月25日，星期天（4）

．有效值与最大值之间的关系任何电流都有有效值，但上述关系只限于正弦式交变电流，对其他形式的交变电流并不适用.但可按有效值的定义进行推导，

第8页,共20页，2024年2月25日，星期天〖例2〗一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为u=10sinωtV的交流电源上，它的发热功率--------------------（）

A．0.25PB．0.5PC．PD．2PB请同学们看金榜一号P40相关内容！第9页,共20页，2024年2月25日，星期天[例3]、如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。解析：

第10页,共20页，2024年2月25日，星期天⑴交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；交流电压表和交流电流表的示数是有效值；交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值⑵有效值与平均值不同，有效值是按热效应定义的，对一个确定的交变电流来说，其有效值是恒定的。而交变电流的平均值与时间长短有关，是由公式E=nΔΦ/Δt确定的。在计算交变电流通过导体产生的焦耳热，做功的电功率以及保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值；在计算通过导体某一截面的电量时，只能用交变电流的平均值．注意第11页,共20页，2024年2月25日，星期天交流电有效值的应用强调：1.交流电器的铭牌上所示值为有效值.2.交流电表（电压表或电流表）所测量值也为有效值.3.计算热效应相关的量（热量、电功率）.4.保险丝的熔断电流第12页,共20页，2024年2月25日，星期天4．平均值：求通过某导体截面的电量一定要用平均值。第13页,共20页，2024年2月25日，星期天【例5】如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈内阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO’轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。在线圈由图示位置转过90°的过程中，求：(1)通过电阻R的电量q；解析：

在此过程中，穿过线圈磁通量变化所用时间产生的平均电动势为平均电流为通过R的电量

第14页,共20页，2024年2月25日，星期天（2）电阻R上产生的焦耳热Q

在此过程中电阻R上的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的1／4，第15页,共20页，2024年2月25日，星期天〖练习4〗边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以OO’为轴匀速转动，角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R，求：(1)线圈从图示位置转过T／4的过程中产生的热量Q解析：第16页,共20页，2024年2月25日，星期天(2)线圈从图示位置转过T／4的过程中通过线圈某截面的电量q解析：第17页,共20页，2024年2月25日，星期天(2)线圈从图示位置转过T／4的过程中通过线圈某截面的电量q解析：第18页,共20页，2024年2月25日，星期天

例4.如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝1／πT，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)