5.2《描述交变电流的物理量》学案

1、二.说明交流电流的物理量重要指南表征交流电流的物理量(1)瞬时值：AC的瞬时值反映随时间变化的AC的大小和方向。瞬间值是时间的函数，每个瞬间都不同。正弦交流瞬时值的表达式为e=EMS information tu=ums information t(2)最大值：AC的最大值反映AC大小的更改范围。线圈平面与磁力线平行时，交流电动势最大。em=nbs ，瞬时值和最大值的关系如下：-emeem。(3)有效值：交流的有效值由电流的热效应决定。也就是说，在同一时间内通过与特定交流电源相同的电阻产生相同热量的直流值称为该交流的有效值，正弦交流的有效值与最大值的关系如下：E=Em/U=Um/I=Im/各种

2、交流电气设备测量的值、交流测量的值以及未在说明中特别说明的交流最大值表示有效值。(4)平均值：AC的平均值是波形相对于水平轴的面积与时间的比率，计算方法为e=n / t(5)表征交流电流急剧变化的物理量周期t:电流完成周期变化所需的时间。单位：s频率f: 1秒内完成周期变化的次数。单位：HZ。脚注波数:线圈在均匀磁场中旋转的角速度。单位：rad/S角速度、频率、周期的关系=2f=2/T示例分析示例1，图5-2-1表示交流电随时间变化的图像。此交流电流的有效值为：（）A.5 a.b.5 aC.3.5安全D. 3.5安全对交变电流有效值的含义的分析：许多学生不深入理解，只知道机械应用正弦交变电流的

3、最大值是有效值的两倍，直接得出有效值。此交变电流不是正弦交流电，不能应用I=Im/公式。在有效值的定义中必须考虑。如果将此交变电流的有效值设定为I，并且通过电阻r在一个周期内产生的热量为Q，则Q=I2RT。如果问题的交流电源通过相同的电阻r在一个周期内产生的热量为Q Q=I12RT/2 I22RT/2由于Q=Q ，因此存在I2RT=I12RT/2 I22RT/2i=5(安)因此，选项b是正确的。例2，如图5-2-2所示，均匀磁场具有绕AB轴旋转的“燕”形线框，被称为均匀磁场的磁强度B=5/T，线框的CD边为20厘米。CE，DF长度均为10厘米，速度为50r/s，从图形位置开始计时为50r/s。

4、(1)在线框中编写感应电动势的瞬时值表达式。(2)如果线框电阻r=3，那么将“6V，12W”灯泡连接到AB的两端，小型灯泡是否可以正常发光？否则，小型灯泡的实际功率是多少？分析：(1)图标位置电感平行于线圈平面，瞬时值表达式必须是馀弦函数，最大和角度频率优先。=2n=100rad/sEm=BS=5/0.20.1100=10(V)Emf瞬时表达式必须为e=10 cos100 (v)。(2)小灯泡的电阻为R=U金额2/p金额=62/12=3，交变电流电动势有效值E=Em/=10(V)此后，电路被认为是R=r，U=Em/2=5V，小灯泡小于额定电压，因此没有正常发光的恒定电流电路。实际功率为p=U2

5、/R=52/3=25/3=8.3(W)扩展：必须使用有效值计算交流回路中交流的热值和热量。交流电表读数也是有效值。但是，在计算流经电路的电量时，计算为电流平均值。Q=I t=(n /r t) t=n /r示例3，沿矩形框架边缘将电阻为r的直导线ABCD折弯为“其中ab=cd=L1，bc=L2。如图5-2-3所示，使用以a，d-端连接为轴的线端a，d-端连接，在具有各速度b的磁感应强度的均匀磁场中以恒定速度旋转。(1)交流电流表a的标记；(2)在图位置旋转90度时电阻r产生的热量；(3)在弯曲导线旋转过程中，创建从地物位置开始计时的电动势表达式。分析：(1)弯曲导线移动到图标位置时，诱导电动势的

6、最高点为Em=BL2L1=brop l1l 2产生的电流峰值为im=em/(r)=b l1l 2/(r)电流表a的标记I=im/=b l1l 2/2 (r)(2)从图标位置旋转90度所需的时间t=t/4=/2 电阻r产生的列为QR=i2rt=96r B2 l12 l 22/4(r)2(3)电动势为e=emcoscape t=Bl1l 2 coscape t能力培训1、矩形线圈在均匀磁场中旋转时产生的感应电动势随正弦变化。瞬时值的表达式为e=220sin100tV，精确表示为：(ABD)A.频率为50Hzb.t=0时，螺旋平面与中性面重合C.如果t=1/100 s，则e的值最大为220VD.螺旋

7、旋转的角速度为314rad/s2、以下数据中不属于交变电流的有效值为(c)A.显示交流电表B.灯泡的额定电压C.电容器的耐压值D.熔断器的额定电流3、连接直流电源的电加热器使用的功率为P1，如果最大电压等于直流电压的正弦交流电源，则电加热器使用的功率为P2，则P1: p2为：(a)A.2: 1 A.2:1 B.1:2 C.1:1 D.1:4，矩形线圈在均匀磁场中围绕与磁场垂直的轴以恒定速度旋转，周期为t。中性面开始计时，t=T/12时线圈中感应电动势的瞬时值为2V，则此交流电流的有效值为(a)A.2V B. 2V C.V D./2 V5，连接到功耗为10W的20V直流电源的电阻连接到交流电源，

8、交流电源输出电压u随时间变化的图像，如图5-2-4所示A.5WB.7.07WC.10WD.14.1W6、电阻r分别加上图5-2-5(1)、(2)中所示的交变电压u1和U2，内部电阻r产生的热量相同，如果可以忽略电阻r的电阻变化(BC)A.交流电压U2的最大单位为uB.交变电压U2的最大Um为uC.交变电压u1的有效值等于uD.交变电压u1的有效值为U/7，交流的有效值取决于电流的热效应，那么，在计算通过交流电流的电所产生的热或电阻的热功率时，是否使用交流电流的瞬时值、最大值或有效值？如果10 的电阻通过i=2sin314tA的电流，那么该电阻的热功是多少？有效值20W8，图5-2-6所示，正弦

9、规则变化的交变电流的图像根据图像计算：(1)交变电流的频率。(2)交变电流的有效值。(3)编写电流的瞬时值表达式。(4)相应电流的瞬间值大小等于有效值的瞬间。(1)50hz(2)10a(3)I=20 sin 100t(a)(4)t=0.0025(2n 1)n=(0，1，2，).）9，获取图5-2-7所示的交变电流的有效值。4.33A10、发电机模型的矩形线圈ABCD在均匀磁场中绕与磁场垂直的轴以恒定速度旋转。线圈共n转，边长ab=L1，bc=L2，线圈的内部电阻为r，外部电阻为r，磁感应强度为b，线圈旋转的角速度为，如图5-2-8所示。查找：(1)旋转过程中的电流表读数。(2)线圈转一圈的话，外力会做多少工作？(？nbl1l 2/2(r)96rn2b 2 l12l 22/4(r)211、单匝矩形线圈ABCD绕ad边轴在均匀磁场b中以恒定速度旋转，如图5-2-9所示。在图中，a