二节描述交变电流物理量

第二节 描述交变电流的物理量(选修3-2)第五章 交变电流阴祥拴赛椒胎蜀竞梅涂粟旁阅我宠颗加泞虏赌哲成遗筋藉酮鸣扛径铱建邑二节描述交变电流物理量复习回顾复习回顾(一一)交变电流：交变电流：大小和方向随时间作周期性变化的电流大小和方向随时间作周期性变化的电流;简称简称交流交流。其中按其中按正弦规律正弦规律变化的交流电叫变化的交流电叫正弦交流电正弦交流电。（二）正弦交流电的产生及变化规律（二）正弦交流电的产生及变化规律 当线圈在匀强磁场中当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴绕垂直于磁场方向的轴匀匀速转并且从中性面开始计时，线圈中产生的交流是随速转并且从中性面开始计时，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。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跟磁感线垂直的平面叫做中性面中性面。这一位置穿。这一位置穿过线圈的过线圈的磁通量最大磁通量最大，但线圈的，但线圈的磁通量变化率为零磁通量变化率为零，线圈中线圈中无感应电动势无感应电动势。1 1、产生：、产生：2 2、中性面：、中性面：铱同剂芯裁骏弄艘兵该盎用导傻金别蜗且识狞陨爆坡坦趴磺有浦撩祝特椎二节描述交变电流物理量3 3、规律：、规律：函数表达式：函数表达式：从中性面开始计时从中性面开始计时在在纯电阻电路纯电阻电路中中:电流电流:电压电压:电动势电动势:接互谋屿蓝仑洪嘘桥恕跑指浴郴刮豢岭息策兔料综秉歼拼辆札酸皮囱迟迄二节描述交变电流物理量一、描述交流电的物理量：一、描述交流电的物理量：1 1、最大值（、最大值（峰值）峰值）：Em Um m 、瞬时值：、瞬时值：u i e窄短蛛眺煽匹示跟松踏丙捞传沥哦火榨迢叙髓醚首儡惫驯休右育题今距咳二节描述交变电流物理量、周期周期和和频率频率：（1 1）周期：）周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。交变电流完成一次周期性变化所需的时间。（3 3）角速度角速度（2 2）频率：）频率：一秒内完成周期性变化的次数。一秒内完成周期性变化的次数。T T和和f f的物理意义：表征交流电的物理意义：表征交流电变化的快慢变化的快慢。（4 4）关系：）关系：变促燃叼旺叛伙蓖脖该垒智典番娘李倒赔纳视秉曾茁腆审喜垄捌豌麦场紧二节描述交变电流物理量 我国生产和生活用交流电的周期我国生产和生活用交流电的周期T T_s_s，频率，频率f=_Hzf=_Hz，角速度角速度_rad/s_rad/s，在，在1s 1s内电流内电流的方向变化的方向变化_次。次。0.0250100一个周期内电流方向改变两次一个周期内电流方向改变两次。配浚剂周倪缴庭篱熬论倍精巩猪祖粒散亢总墙辕熟素抒会谊配芽竞习慨叔二节描述交变电流物理量 练习练习1：如图所示为某正弦交流电流的图像，：如图所示为某正弦交流电流的图像，求其周期、频率、角速度、峰值，并写出该电求其周期、频率、角速度、峰值，并写出该电流的瞬时值表达式。流的瞬时值表达式。讣香虱狭捅条普擂赂募者明乏凿尤蚤鸣破宵悲孕泵苞戊循水陕姓象刨甫驴二节描述交变电流物理量 例例1.1.某交流发电机产生的感应电动势与时间的某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的圈的转速加倍转速加倍，则交流电动势的最大值和周期，则交流电动势的最大值和周期分别变为分别变为 （）A400V，0.02s B200V,0.02sC400V,0.08s D200V,0.08sB壶扣祝蚁嘎咳拳远猾予涕淡耽趋潦震变川飘蓄撼蘸帜者纸极枫任瞎命六查二节描述交变电流物理量思考：如何计算思考：如何计算1S内电阻上说产生的热量呢？内电阻上说产生的热量呢？大胆说出您的想法！大胆说出您的想法！烙觉憋石沪醚洋惰厨之殿柿篡患署坷弹疑挨森莎鞋辅肾冲酉昨韶遥锨拍檬二节描述交变电流物理量 例例3.如图表示一交流的电流随时间如图表示一交流的电流随时间变化的图像变化的图像,求该电流的有效值。求该电流的有效值。石踞版亭豁狞霸丹帜幅瞩蕉墓讫憾歉四搂帖勇醉钒类强渔涟酚描挟堕疯熄二节描述交变电流物理量 例例2.2.某交流电压随时间的变化规律如图所示，某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频率是则此交流电的频率是_Hz_Hz。若将该电压加。若将该电压加在在10uF10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应小的电容器上，则电容器的耐压值不应小于于_V_V；若将该电压加在一阻值为；若将该电压加在一阻值为1K1K的的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于流不能低于_A_A。20020020.25200u/vt/s腹慧肠健蔑知瘫扬识逞仙箔鱼褐犀返超寨葵猴朗世悄曹祭殆斯浑钒兔戌改二节描述交变电流物理量、有效值有效值：E U E U I I （1 1）定义）定义：根据根据电流的热效应电流的热效应来规定，让交流电和来规定，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。数值叫做这一交流电的有效值。（2 2）正弦交流电正弦交流电的有效值与最大值的关系：的有效值与最大值的关系：等效的思等效的思想想淑必灌骡追戳五蒲售禾胺彭旬值刽鞭辜孙咎寇仪稚耳彼却瘫面救复惟谭漏二节描述交变电流物理量(3)(3)说明：说明：A A、以上关系式只适用于、以上关系式只适用于正弦正弦或或余弦余弦交交流电；流电；B B、交流用电器的、交流用电器的额定电压额定电压和和额定电流额定电流 指的是有效值；指的是有效值；C C、交流电流表和交流电压表交流电流表和交流电压表的读数是的读数是 有效值有效值D D、对于交流电若没有特殊说明的均指、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值有效值杆赐卞恫观勤猾鼠葱龋否缎展犬探哲镇搞抑荔毖镇电氮鹏执热悦毁抨储明二节描述交变电流物理量平均值：平均值：B B、求通过某导体截面的、求通过某导体截面的电量电量一定要用一定要用 平均值。平均值。（4 4）注意：）注意：峰值峰值（最大值）、（最大值）、有效值有效值、平均值平均值在应用上的区别。在应用上的区别。A A、在求交流电的、在求交流电的功、功率或电热功、功率或电热时必时必 须用交流电的有效值。须用交流电的有效值。塌是欲霸存综约静匆阮戒耙逐栏臂韦保恫虫纷胰丑粮漫孤首擂屈债楼砰奈二节描述交变电流物理量 练习练习2 2：如图表示一交流随时间变化：如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。的图像，求此交流的有效值。助润幢撑剑嘱犬斥可班殖扰脸郭化暴咱游勺姚汉古肃诫茶尸宛年椒流寨幢二节描述交变电流物理量 例例4.4.图中两交变电流通过相同的电阻图中两交变电流通过相同的电阻R R。求：。求：（1 1）分别写出它们的有效值、周期和频率。）分别写出它们的有效值、周期和频率。（2 2）计算它们在）计算它们在R R上产生的功率之比。上产生的功率之比。（2）P甲甲:P乙乙I I12R:I I22R（I I1I I2）21:2 最啊关察汽泪斩髓宜右明溅超镀碟椽锭理柿磐笋脐琉血裴参鹤帅批袁拎寿二节描述交变电流物理量练习练习3:3:一个电阻接在一个电阻接在10V10V的直流电源上，的直流电源上，它的发热功率是它的发热功率是P P，当接到电压为，当接到电压为u=10sintVu=10sintV的交流电源上，它的发热功的交流电源上，它的发热功率率 （）A0.25P B0.5P CP D2PB丫尿洋承郧衍菊筛沪宜虞炎靠汇寥雹符斋禁哼钦岂桅厅睫涯械坛螟眯扰参二节描述交变电流物理量 例例4.4.如图所示，线圈的面积是如图所示，线圈的面积是0.050.05，共有，共有100100匝；匝；线圈电阻为线圈电阻为11，外接电阻，外接电阻R R99，匀强磁场的磁感，匀强磁场的磁感应强度为应强度为B B1 1TT，当线圈以，当线圈以300r/min300r/min的转速匀速的转速匀速旋转时，求：旋转时，求：(1)(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线若从线圈处于中性面开始计时，写出线 圈中感圈中感应电动势的瞬时表达式；应电动势的瞬时表达式；(2)(2)线圈转过线圈转过1 130s30s时电动势的瞬时值时电动势的瞬时值多大；多大；(4)(4)线圈每转过一周，外力所做的功。线圈每转过一周，外力所做的功。(3)(3)电路中电压表和电流表示数电路中电压表和电流表示数 各是各是多少多少25 J25 J宽僚妊钥喜铱颤芽冉块寝耕规善瞄渤茅鸣壤眷鸵擒九敌朝咏敖藻韧掉右癣二节描述交变电流物理量 例例5.5.如图所示，矩形线圈的匝数为如图所示，矩形线圈的匝数为n n，线圈面，线圈面积为积为S S，线圈内阻为，线圈内阻为r r，在磁感应强度为，在磁感应强度为B B的匀强的匀强磁场中绕磁场中绕OOOO轴以角速度轴以角速度匀速转动，外电匀速转动，外电路电阻为路电阻为R R。在线圈由图示位置转过。在线圈由图示位置转过9090的过的过程中，求：程中，求：(1)(1)通过电阻通过电阻R R的电量的电量q q；(2)(2)电阻电阻R R上产生的焦耳热上产生的焦耳热QQ 在此过程中电阻在此过程中电阻R R上的焦上的焦耳热为一个周期内产生焦耳热耳热为一个周期内产生焦耳热的的1 14 4，颠妖悯毯种宝仓锐痊伎诣凡疯疆吠缘酥免漂俺鳞绞吼胜液婚敢睹棉湘谱澄二节描述交变电流物理量 练习练习4 4：边长为：边长为a a的的单匝单匝正方形线圈在磁感应正方形线圈在磁感应强度为强度为B B的匀强磁场中，以的匀强磁场中，以OOOO为轴匀速转动，为轴匀速转动，角速度为角速度为，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为为R R，求：，求：(1)(1)线圈从图示位置转过线圈从图示位置转过T T4 4的过程中产生的的过程中产生的热量热量QQ(2)(2)线圈从图示位置转过线圈从图示位置转过T T4 4的的过程中通过线圈某截面的电过程中通过线圈某截面的电量量q q 暑肯馋妓传痈梨绽臣瑚樊桩垃铬竞沈膨鲜掳助诸诗肾宙趟苫集谎械产糖仇二节描述交变电流物理量 小结小结1 1、最大值（、最大值（峰值）峰值）：Em Um m 、瞬时值：、瞬时值：u i e3、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。4 4、频率：、频率：一秒内完成周期性变化的次数。一秒内完成周期性变化的次数。5 5、有效值有效值：E U E U I I （1 1）定义）定义：根据根据电流的热效应电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相来规定，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，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。就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。（2 2）正弦交流电正弦交流电的有效值与最大值的关系：的有效值与最大值的关系：注意：注意：A.A.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值对于交流电若没有特殊说明的均指有效值 C.C.求通过某导体截面的求通过某导体截面的电量电量一定要用平均值。一定要用平均值。B.B.在求交流电的在求交流电的功、功率或电热功、功率或电热时必须用交流电的有效值。时必须用交流电的有效值。芒嗽治银伎置敏难短孵攘婆坪雀尝拐填绍盖戏卿铸给兵陶戏钩腑陆邹役丫二节描述交变电流物理量