江西省吉安市永丰中学高二人教物理选修32课件5.2描述交变电流的物理量共21

1、5.2 描述交变电流的物理量,第五章 交变电流,永丰中学物理组,复习回顾,(一)交变电流：,大小和方向随时间作周期性变化的电流;简称交流。,其中按正弦规律变化的交流电叫正弦交流电。,（二）正弦交流电的产生及变化规律,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。,跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。,1、产生：,2、中性面：,第五章 交变电流,3、规律：,函数表达式：从中性面开始计时,在纯电阻电路中: 电流:,电压:,电动势:,第五章 交变电流,一、描述交流电的物理量：

2、,1、最大值（峰值）： Em Um m,2、瞬时值：交变电流 某一时刻的值,最大值：交变电流的最大瞬时值,第五章 交变电流,、周期和频率：,（1）周期：,交变电流完成一次周期性变化所需的时间。,（3）角频率：线圈在匀强磁场中转动的角速度,（2）频率：一秒内完成周期性变化的次数。,T和f的物理意义：表征交流电变化的快慢。,（4）关系：,第五章 交变电流,我国生产和生活用交流电的周期T_s，频率f= _Hz，角速度_rad/s，在1s内电流的方向变化_次。,0.02,50,100,一个周期内电流方向改变两次。,第五章 交变电流,例1.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件

3、不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为（ ）,A400V，0.02s B200V, 0.02s C400V, 0.08s D200V, 0.08s,B,第五章 交变电流,练习1：如图所示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。,解析：从图中可看出交变电流的周期T0.02s，在t0.0025sT8时，电流为14.14A，而tT8时线圈从中性面转过的角度为45。,由电流表达式iImsint得：14.14Imsin45,Im14.14sin4520A,而2T314rad/s.,故此电流的瞬时表达式为i20sin314t(A),第五章 交变电流

4、,第五章 交变电流,、有效值： E U I,（1）定义：,根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。,（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：,第五章 交变电流,(3)说明：,以上关系式只适用于正弦或余弦交 流电；,交流用电器的额定电压和额定电流 指的是有效值；,交流电流表和交流电压表的读数是 有效值；,对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值。,交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由电表内部元件把交流电变成了等效的直流，所以读出的就是交流的有效值，并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。,第五章 交

5、变电流,平均值：,求通过某导体截面的电量一定要用 平均值。,（4）注意：峰值（最大值）、有效值、平均值在应用上的区别。,在求交流电的功、功率或电热时必 须用交流电的有效值。,第五章 交变电流,例2.如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流的有效值。,练习2 ：如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。,第五章 交变电流,例3.图中两交变电流通过相同的电阻R。求：（1）分别写出它们的有效值、周期和频率。（2）计算它们在R上产生的功率之比。,（2）P甲:P乙I12R:I22R（I1I2）21:2,第五章 交变电流,练习3:一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为

6、u=10sintV的交流电源上，它的发热功率（ ） A0.25P B0.5P CP D2P,B,第五章 交变电流,例4、如图所示，线圈的面积是0.05，共有100匝；线圈电阻为1，外接电阻R9，匀强磁场的磁感应强度为B1T，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130s时电动势的瞬时值多大；,当t130s时，电动势的瞬时值,第五章 交变电流,(3)电路中电压表和电流表示数各是多少。,电动势的有效值为,电流表的示数,电压表的示数,（4）线圈每转过一周，外力所做的功。,线圈转动一周外力做的功等于电路中产生

7、的电能,T2,2.5 J,第五章 交变电流,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，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T4的过程中产生的热量Q,解析：,第五章 交变电流,(2)线圈从图示位置转过T4的过程中通过线圈某截面的电量q,解析：,第五章 交变电流,小结：,1、最大值（峰值）： Em Um m,、瞬时值： u i e,3、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。,4、频率：一秒内完成周期性变化的次数。,5、有效值： E U I,（1）定义：,根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有