§3.2 交流电的描述-《2021-2022学年高二物理同步备课精选课件（人教版选择性必修第二册)》

§5.2 交变电流的描述 知识回顾 (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 当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： 3、规律： （函数表达式） 在纯电阻电路中， 电压: 电动势: 电流: 从中性面开始计时， 知识回顾 观察思考：观察铭牌上用电器的各种参数，回答下面的问题： 铭牌上的220V是什么意思？ 铭牌上的50HZ 是什么意思？ 一、描述交流电的物理量： 1、最大值（峰值）： Em Um Ｉm 　 ２、瞬时值：　e 　u 　 i o T/4 2T/4 3T/4 T π/2 π 3π/2 2π ωt t Em e Um Ｉm u i e e u u i i ３、周期 T和频率f： （２）周期： 交变电流完成一次周期性变化所需的时间。 （４）角频率：线圈在匀强磁场中转动的角速度。 （３）频率：一秒内完成周期性变化的次数。 （1）物理意义：表征交流电变化的快慢。 （５）关系： 200 －200 2 u/v t/s 一、描述交流电的物理量： 我国生产和生活用交流电的周期T＝_______s，频率f= _______Hz，角速度ω＝____　___rad/s，在1s内电流的方向变化_______次。 0.02 50 １００π 100 一个周期内电流方向改变两次。 例1. 例2.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，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为 （ ） A．400V，0.02s 　　 B．200V, 0.02s C．400V, 0.08s 　　 D．200V, 0.08s B ①则此交流电的频率为　　　，把它接在一个电容器上，电容器的击穿电压不能低于　　　。 50HZ 311V 练习１：某交流电压随时间变化的规律如图： 0 　　0.02 t/s u/V 311 ②家用照明电路中的交变电压随时间变化的规律同上图。1秒内电流的方向改变　　　次。 100 2.峰值：①定义：交变电流的电流或电压随时间改变。电流或电压所能到达的最大值称为峰值，用Im或Um表示. 1.瞬时值：对应某一时刻的交流的值。用小写字母表示，e i u 0 t/s u/V Um 电压最大值 电压瞬时值 一、描述交变电流大小的物理量 电容器的耐压值（也称击穿电压）要高于交流电的峰值，否则电容器可能被击穿。 例如：将e=400 sin 314 t加在电容器两端，那么电容器的耐压值不得低于 400V ②物理意义 ：表示电流的强弱或电压的高低。 　　甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同．若直流电源用10分钟把水烧开， 情景： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　而第二次用交流电时也用10分 　　　钟把水烧开. 一、描述交变电流大小的物理量 交流电的热效果和直流电的热效果相同 我的电流是恒定的3A 我10分钟把水烧开 我10分钟也把水烧开！ 我的电流是变化的 我的电流 有效值也是3A 交流 恒定电流 I、U 通过大小相同电阻R 在交流电的一个周期内T 交流的有效值为I、U 一、描述交变电流大小的物理量 ３.有效值： i/A t/s ２　１ －１ －２ 例３．思考与讨论： 电流i通过一个R=1Ω的电阻.它不是恒定电流. 1.怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量? 2.如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过电阻R,也能在1s内产生同样的热,这个电流是多大? 解析: 1 图象反映的交变电流可以分为4段.前半个周期中,0---0.2S内,可看成电流大小为1A的恒定电流,0.2S---0.5S内，可看成电流大小为2A的恒定电流.后半个周期的电流与前半个周期方向相反，但产生热量相同. 交流电的热量 0.８ 　 0 0.2 0.5 1.0 交流电的热量 恒定电流的热量 解析: 1 图象反映的交变电流可以分为4段.前半个周期中,0---0.2S内,可看成电流大小为1A的恒定电流,0.2S---0.5S内，可看成