7.2 交变电流 课件 -2022-2023学年高二下学期物理沪科版（2020）选择性必修第二册

7.2交变电流 学习目标 1.知道交变电流周期、频率的含义及二者之间的关系；知道峰值和有效值的含义及二者之间的关系。能结合交变电流的公式和图像识别周期（频率）、峰值。会用周期（频率）、峰值等物理来通过函数表达式和图像来描述交变电流。 2.经历根据电流的热效应推导交变电流有效值的过程，体会“等效”的科学方法。 3.了解我国家庭电路的频率和电压的有效值。知道家用电器的电压与电流的额定值是有效值。 引入 正弦式交变电流的大小和方向都随时间发生周期性变化，那么我们如何描述这种电流的变化特征呢? 1.周期(T)： 交变电流完成一次周期性 变化所需的时间. 2.频率(f )： 周期的倒数叫作频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数. 一、周期和频率 2πf 想一想 一交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？ T=0.02s 1.峰值：交变电流的电压、电流能达到的最大数值叫峰值.电容器所能承受的电压要高于 交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿. 2.有效值：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，则此恒定电流的数值叫作交变电流的有效值. 3.在正弦式交变电流中，最大值与有效值之间的关系 二、峰值和有效值 E＝_____＝ Em，U＝_____＝ Um，I＝_____＝ Im 0.707 0.707 0.707 交变电流产生示意图： ABCD——线圈（切割磁感线）--磁通发生变化 K、L——圆环 E 、 F——电刷 ｝ 使线圈在转动时保持与外电路的连接--闭合回路 将立体图转化为侧视图来分析 二、交变电流的产生 A B C D v 问题:当线圈在磁场中绕轴转动时,哪些边切割磁感线? v∥B，没有边切割磁感线。 1.起始位置 特点：1.B⊥S，φ最大 2.没有切割，E=0，I=0 此时位置称之为--中性面 B⊥S，φ最大 E=0，I=0 A(B) D(C) 乙 A B C D 2.向左转过90度 a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线， 特点：1.B∥S，φ=0，E最大，I最大， E最大，I最大 2.感应电流方向DCBA B∥S，φ=0 A B C D D(C) A(B) B 3.转过180度 v∥B，没有边切割磁感线。 特点：B⊥S，φ最大 没有切割，E=0，I=0 此时位置称之为--中性面 B⊥S，φ最大，E=0 B⊥S，φ最大 A B C D D(C) A(B) B 4.转过270度 特点：1.B∥S，φ=0，E最大，I最大， a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线， E最大，I最大 2.感应电流方向ABCD B∥S，φ=0 （2）正弦（或余弦）式电流的有效值与最大值的关系： （3）说明： A．以上关系式只适用于正弦或余弦式电流； B．交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值； C．交流电流表和交流电压表的读数是有效值 D．对于交流的数值，若没有特殊说明的均指有效值 平均值： B．求通过某导体截面的电量一定要用平均值。 （4）注意：有效值、平均值在应用上的区别 A．在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。 例2.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_____Hz。若将该电压加在10uF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于______V；若将该电压加在一阻值为1KΩ的纯电阻用电器上，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流不能低于__ ____A。 200 －200 2 0.25 200 u/v t/s 12/10/2022 http://zhdduya100.taobao.com/ 例3.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。 12/10/2022 http://zhdduya100.taobao.com/ $