3.2 正弦交变电流的描述 课件高二下学期物理教科版选择性必修第二册

第三章交流电2正弦交流电的描述Highschoolphysics理解交变电流的峰值、有效值的概念，会根据电流的热效应计算电流的有效值。0201知道交变电流的周期、频率的概念，掌握T、f、ω之间的关系。03理解正弦交变电流的公式和图像。重点重难点重点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，方向不变最小从中性面开始计时

瞬时电动势e随时间变化的规律：

负载电压u随时间变化的规律：

电流i随时间变化的规律：将手摇发电机与发光二极管连成闭合回路，转动发电机的手柄：二极管频闪发光，你知道二极管多久闪一次吗？01周期和频率教科版选择性必修第二册线圈转动与电压电流的变化有什么规律？线圈每转一周，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：

交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比；e=Emsinωti=Imsinωtu=Umsinωt数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数符号：f

单位：赫兹（Hz）3.周期与频率的关系：4.角速度与周期、频率、转速的关系：

ω=2πf=2πn

5.电力系统提供的正弦交流电的频率称为工频。

我国使用的频率标准为50Hz(相应周期为0.02s)(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。(

)(2)交变电流在1s内电流方向变化的次数就是它的频率。(

)(3)我国交流电1s内电流的方向改变100次。(

)√×√1.(多选)矩形金属线圈共10匝，绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的情况如图所示。下列说法正确的是A.此交变电流的频率为0.2HzB.1s内电流方向变化10次C.t＝0.1s时，线圈平面与磁场方向平行D.1s内线圈转5圈√√

02峰值和有效值教科版选择性必修第二册定义：纯电阻电路Um

＝ImR峰值交流电在一个周期内电压和电流所能达到的最大值。关于峰值的说明：

定义：峰值交流电在一个周期内电压和电流所能达到的最大值。关于峰值的说明：交流电压的峰值不能超过它们所能承受的电压，否则就有被击穿而损坏的危险耐压值（最大值)电容器、二极管如果是正弦交流电那怎么计算热量呢？如图是通过一个R＝1Ω的电阻的电流i随时间t变化的图像。(1)0~1s内电阻R中产生多少热量；

(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，这个电流大小为多少。

有效值

如果交流电与某一直流电通过同一电阻，在交流电的一个周期内产生的热量相等，则这个直流电的电流和电压值，就分别称为相应交流电电流和电压的有效值。定义：我10分钟把水烧开我10分钟也把水烧开！有效值关于有效值的说明：

正弦交流电

有效值关于有效值的说明：在非正弦交变电流中，必须根据电流的热效应求解有效值。RR~

电流热效应的等效有效值关于有效值的说明：

交流用电器上标出的额定电压和额定电流；

一般交流电流表和交流电压表的读数；

保险丝的熔断电流及一切与热有关的交变电流的功、功率、热量等；交流用电设备所标的额定电压和额定电流无特别说明时提到的交变电流的数值均指有效值交流电压表、电流表的读数保险丝的熔断电流

额定电压、额定电流有效值答案

小灯泡不会被烧坏；电容器会被击穿。

耐压值（最大值)2.(来自教材)一根电阻丝接入100V的直流电，1h内产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦交流电路中，2h内产生的热量也是Q，则该交流电电压的峰值为A.141.4V B.100VC.70.7V D.282.8V√

√√

正弦交流电每一时刻的电压、电流都在变化，那么如何求出任意时刻的电压或电流呢？03正弦交变电流的公式和图像教科版选择性必修第二册

正弦交变电流的公式和图像可以详细描述交变电流的情况。若从线圈通过中性面时开始计时，交变电流的图像是正弦曲线。eO246t/s8

若已知电压、电流最大值分别是Um、Im，周期为T，则正弦交变电流电压、电流表达式。

正弦交变电压的图像如图所示：e=Emsinωti=Imsinωtu=Umsinωt

√

分析正弦式交变电流图像问题的几个要点

注意横、纵坐标表示的物理量，以及图像上的特殊位置、周期、峰值等信息。

注意把图像和线圈的转动过程联系起来。应用中性面或与中性面垂直的平面的特点分析解决问题。

注意把图像和瞬时值表达式结合