（通用版）2018-2019版高中物理 第2章 交變電流與發(fā)電機 2.2 怎樣描述交變電流課件 滬科版選修3-2.ppt

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1、2.2怎樣描述交變電流,第2章交變電流與發(fā)電機,目標定位 1.掌握交變電流的周期、頻率、線圈轉動角速度三者之間的關系. 2.能理解電流的有效值，知道有效值是與熱效應有關的量. 3.掌握正弦式交變電流有效值與最大值的關系，會進行有效值的計算. 4.掌握交變電流的變化規(guī)律及兩種表示方法.,內容索引,,知識探究 新知探究 點點落實,達標檢測 當堂檢測 鞏固反饋,知識探究,如圖1所示，這個交變電流的周期是多少？頻率是多少？,一、周期和頻率,答案,圖1,答案周期T0.02 s； 頻率f50 Hz.,要點總結 1.周期(T)：交變電流完成 所需的時間，用T表示，單位是秒. 2.頻率(f)：交變電流在 內

2、完成的次數，用f表示，單位是赫茲，符號是 . 3.轉速(n)：線圈單位時間(1 s或1 min)轉過的圈數，單位是r/s或r/min.,5.我國電網中交變電流的周期是 s，頻率是 Hz.,一次周期性變化,1 s,周期性變化,Hz,0.02,50,例1(多選)矩形金屬線圈共10匝，繞垂直于磁場方向的轉動軸在勻強磁場中勻速轉動，線圈中產生的交流電動勢e隨時間t變化的情況如圖2所示.下列說法中正確的是 A.此交變電流的頻率為0.2 Hz B.1 s內電流方向變化10次 C.t0.1 s時，線圈平面與磁場方向平行 D.1 s內線圈轉5圈,,答案,,解析,,圖2,,在t0.1 s時，e0，所以線

3、圈平面與磁場方向垂直，故C錯.,二、最大值和有效值,答案,1.圖3是通過一個R1 的電阻的電流i隨時間t變化的圖像.這個電流不是恒定電流.,圖3,(1)試計算1 s內電阻R中產生的熱量.,答案,(2)如果有一個大小、方向都不變的恒定電流通過這個電阻R，也能在1 s內產生同樣的熱量，這個電流是多大？,答案,2.某交流電壓瞬時值表達式u6 sin (100t) V，把標有“6 V,2 W”的小燈泡接在此電源上會不會被燒壞？把標有6 V的電容器接在此電源上會不會被擊穿？,,要點總結 1.最大值：交變電流在一個周期內所能達到的 數值.它是所有瞬時值中的 值. (1)當線圈平面跟磁感線平行時，感應電動

4、勢最大，Em(轉軸垂直于磁感線). (2)電容器接在交流電路中，交流電壓的最大值不能超過電容器的 值. 2.有效值：讓交變電流與恒定電流分別通過 的電阻，如果在交變電流的 內它們產生的 相等，我們就把這個恒定電流的電流值I、電壓值U，叫做這個交變電流的有效值.計算時要注意三同：“相同 ”上、“相同時間”內、產生“相同 ”.,最大,最大,nBS,耐壓,大小相同,相同時間,熱量,電阻,熱量,3.正弦式交變電流的有效值I、U與最大值Imax、Umax的關系：I_____、U______. 注意：非正弦式交變電流的有效值只能根據電流的熱效應計算. 4.有效值的應用 (1)計算與電流熱效應有關

5、的量(如功率、熱量)要用 . (2)交流電表的測量值，電氣設備標注的額定電壓、額定電流，通常提到的交流電的數值均指 值.,有效值,有效,例2通過一阻值R100 的電阻的交變電流如圖4所示，其周期為1 s.電阻兩端電壓的有效值為,,,答案,解析,圖4,,例3如圖5所示，矩形線圈面積為S，匝數為N，線圈電阻為r，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞垂直磁場方向的OO軸以角速度勻速轉動，外電路電阻為R.當線圈由圖示位置轉過90的過程中，求： (1)通過電阻R的電荷量q；,答案,解析,圖5,,,答案,解析,(2)電阻R上所產生的熱量Q.,如圖6為某交變電流的ut圖像，試指出它的周期、頻率、最大值、有效值，并

6、寫出其函數表達式.,三、用數學方法描述交流電,,圖6,答案,要點總結 1.正弦交流電的圖像 如圖7所示，從圖像中可直接得到的物理量有：瞬時值、 值和 ；通過計算可以得到有效值、頻率和角頻率. 2.正弦交流電的瞬時值表達式 電動勢：e； 電壓：u ； 電流：i .,,,圖7,最大,周期,Emaxsin t,Umaxsin t,Imaxsin t,例4一正弦交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖8所示，由圖可知,,,A.該交流電的電壓的有效值為100 V B.該交流電的頻率為25 Hz C.該交流電壓瞬時值的表達式為u100sin 25t V D.并聯在該電壓兩端的電壓表示數隨時間周期性變化,圖

7、8,答案,,解析,解析根據題圖可知該交變電流電壓的最大值為100 V，周期為4102 s，所以頻率為25 Hz，A錯，B對； 而2f50 rad/s，所以u100sin (50t) V，C錯； 交流電壓表的示數為交流電的有效值而不是瞬時值，不隨時間變化，D錯.,達標檢測,1.(對交變電流物理量的認識)(多選)下列關于交流電的說法中正確的是 A.交流電器設備上所標的電壓和電流值是交流電的最大值 B.用交流電流表和電壓表測定的讀數值是交流電的瞬時值 C.給定的交流數值，在沒有特別說明的情況下是指有效值 D.跟交變電流有相同有相同的熱效應的直流電的數值是交流電的有效值,答案,1,2,3,4,,,解析

8、對于交變電流，在沒有特別說明的情況下指有效值，交流電流表和電壓表的讀數值是交流電的有效值，交流電器的銘牌上所標的電壓和電流值也是有效值，A、B錯誤，C、D正確.,解析,2.(有效值的應用)一臺小型發(fā)電機產生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像如圖9甲所示.已知發(fā)電機線圈內阻為5 ，外接一只電阻為95 的燈泡，如圖乙所示，則,答案,1,2,3,4,,A.電壓表 的示數為220 V B.電路中的電流方向每秒鐘改變50次 C.燈泡實際消耗的功率為484 W D.發(fā)電機線圈內阻每秒鐘產生的焦耳熱為24.2 J,,解析,圖9,,由題圖甲知T0.02 s，一個周期內電流方向變化兩次，可知1 s內電流方向變化1

9、00次，B錯誤；,1,2,3,4,3.(交變電流有效值的計算)如圖10所示是一交變電流隨時間變化的圖像，求此交變電流的有效值.,答案,1,2,3,4,解析,答案5 A,圖10,1,2,3,4,解析設該交變電流的有效值為I，讓該交變電流和直流電分別通過同一電阻(阻值為R)，在一個周期(T0.2 s)內，該交變電流產生的熱量：QI21Rt1I22Rt2 在一個周期內直流電通過該電阻產生的熱量 QI2RT 由QQ，代入數據，解得I5 A.,1,2,3,4,,4.(最大值、有效值、瞬時值、平均值的區(qū)別和應用)交流發(fā)電機線圈電阻r1 ，用電器電阻R9 ，閉合開關后電壓表示數為9 V，如圖11所示，那么該交流發(fā)電機,,圖11,A.電動勢的最大值為 V B.電動勢的有效值為9 V C.交流發(fā)電機線圈通過中性面時電動勢的瞬時值為10 V D.交流發(fā)電機線圈自中性面轉過90的過程中的平均感 應電動勢為 V,答案,,解析,1,2,3,4,,,