正弦交变电流的描述课件高二下学期物理教科版选择性

正弦交变电流的描述正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置图示概念中性面位置与中性面垂直的位置特点B⊥SB∥SΦ＝BS，最大Φ＝0，最小，最大电流为零，方向改变电流最大，方向不变复习回顾从中性面开始计时(1)瞬时电动势e随时间变化的规律：(2)负载电压u随时间变化的规律：(3)电流i随时间变化的规律：

正弦式交变电流的大小和方向都随时间发生周期性变化，那么我们如何描述这种电流的变化特征呢？思考与讨论：一、周期和频率线圈转动一周电压、电流都发生一次周期性变化1.周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间符号：T

单位：秒（S）2.频率：

交变电流一秒内完成周期性变化的次数符号：f

单位：赫兹（Hz）ω=2πfe=Emsinωti=Imsinωtu=Umsinωt例题1：如图所示是我国家庭电路中的交变电流u-t图，分析下列问题：（1）交流电流完成一次周期性变化（线圈转动一圈）所用多少时间？（2）交流电流在1s内完成多少次周期性变化？（3）由前2问，可知周期和频率有什么关系？（4）在1s内电流方向变化多少次？0.02s周期T频率

fu/VO12t/10-2

s3在一个周期内，交变电流的方向变化2次二、峰值和有效值1、峰值：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，叫做交变电流的峰值。通常用Em、Im和Um表示峰值。电动势峰值：Em=NBSω

t/su/V0Um-Um0.020.04注意：电容器上的标称电压值（又叫耐压值或击穿电压）是电容器两极间所允许电压的峰值．超过该值就有被击穿的危险。

电容耐压值（最大值)2、瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方向若从中性面开始计时，正弦交流瞬时值表达式为：正弦交流电的电动势、电流随时间变化。既然正弦式交变电压（电流）的瞬时值是在变化的，那么用电压表（电流表）测量的大小是什么值呢？

思考：如图是通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。它不是恒定电流。(1)怎样计算通过1S内电阻R中产生的热量?(2)如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R也能在1S内产生同样的热量，这个电流是多大？在0.2-0.5s内电路中产生的热量为Q2，则1、在0-0.2s内电路中产生的热量为Q1，则故1s内产生的总热量：Q交=2（Q1+Q2）=2.8J

思考：如图是通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。它不是恒定电流。(1)怎样计算通过1S内电阻R中产生的热量?(2)如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R也能在1S内产生同样的热量，这个电流是多大？2、Q直=Q交带入数据得：3、有效值：让交流和恒定电流分别通过大小相同电阻，如果在相同时间（一个周期内）它们产生的热量相等，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把这I、U叫做这个交流的有效值。RR~从有效值的定义看，“有效”指的是电流热效应的等效。等效（三同）理论计算表明，正弦交流电的峰值与有效值有以下关系：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来定义的．交变电流和恒定电流是一种等效替代关系．(2)注意“三同”：电阻相同，时间相同，产生的热量相同．正弦交流电有效值与峰值的关系怎样求一般交流电的有效值？交流恒定电流ＩＵ通过大小相同电阻R在交流电的一个周期内交流的有效值为ＩＵQ交=Q直解析：【例题2】通过某交流电流表的电流i随时间t变化的关系如图所示，该电流表的示数是多少?

电流表的示数是有效值。Q直=I2RtQ交=（I12Rt1+I22Rt2）从图中把数据代入，则有所以50R=I2Rt，解得I=5A根据有效值的定义：有Q直=Q交

【例题3】如图所示为一交变电流的i­-t图象，则此交变电流的有效值为(

)D4、有效值的应用交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是指有效值保险丝的熔断电流是指有效值无特别说明时提到的交变电流的数值是指有效值交流电压表、电流表测量的数值是指有效值平均电动势：平均电流：电荷量：计算电荷量用平均值5、平均值项目物理含义重要关系适用情况瞬时值交变电流某一时刻的值计算线圈某一时刻的受力（安培力）情况最大值最大的瞬时值确定电容器的耐压值或击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值、电压值正弦式交变电流(1)电流热效应相关量(如功、功率、热量)(2)交流电表（电压表、电流表）的测量值(3)电气设备铭牌标注额定电压、额定电流(4)保险丝的熔断电流平均值交变电流图象中图线与时间轴所围面积与时间比值(1)某段时间内产生的平均感应电动势(2)某段时间内产生感应电流的平均值(3)某段时间内通过横截面的电荷量交变电流四值比较课堂小结1．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感应垂直的转轴匀速转动，产生的交