3.2交变电流的描述 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

交变电流的描述 知识点: 1、交变电流的周期和频率 2、交变电流的“四值”问题 ①峰值（最大值） ②瞬时值 ③有效值 ④平均值 考点: 1、电流热效应计算有效值（重点) 2、求解焦耳热与电荷量 3、电容与电感对交流电的作用（难点) 快做笔记！ 交变电流的描述 我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间， 叫作它的周期，通常用 T 表示，单位是秒（s）。 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。频率通常用 f 表示，单位是赫兹（Hz）。根据定义可以知道 T 交变电流的周期和频率 e=Emsinωt i=Imsinωt u=umsinωt 交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交流电的电流或电压变化幅度。 1.峰值 Em ＝NωBS 峰值 Um ＝ Im R外 2.峰值的应用 把电容器接在交流电路中，就需要知道电压的峰值。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。 耐压值（最大值） 如图是通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。这个电流不是恒定电流。 1、怎样计算通过1S内电阻R中产生的热量? 将电流分成四个时间段，每个时间段电流都是恒定的，即每段时间产生的电热分别为、、、 Q1=Q3 Q2=Q4 如图是通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。这个电流不是恒定电流。 1、怎样计算通过1S内电阻R中产生的热量? 2、如果有一大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R也能在１s内产生同样热量，这个电流是多大？ Q直=Q交 3.有效值 让交流电和恒定电流通过阻值相同的电阻，如果它们在相同时间（一个周期）内，产生热量相等，则把这个恒定电流的电流I、电压U，叫作该交流电的有效值 。 如：某交流电有效电压为220V，表示该交流电在一个周期内产生的热量相当于220V稳恒电压在同一周期内产生的热量 ★注意：定义有效值时要“三同”：电阻相同，时间相同（一个周期），热量相同。 典例：如图所示为一交变电流随时间变化的图像，正负半轴都是正弦曲线的一个部分，则此交变电流的有效值为（　　） A． B． C． D． D 典例：通过某交流电流表的电流i随时间t的变化关系如图所示，图中曲线为正弦函数图像的一部分，该电表的示数为（　　） A、 B、 C、 D、 C 正弦式交变电流的有效值与最大值的关系 U = Um   I = Im   E = Em   e、u、i O T t Em、um、im -Em、-um、-im T/2 O T/2 T t e、u、i Em、um、im -Em、-um、-im 注意： （1）任何电流都有有效值，但上述关系只限于正弦式交变电流． （2）对非正弦式交变电流有效值只能通过电流的热效应计算 交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是指有效值 交流电压表、电流表测量的数值是指有效值 平均电动势： 平均电流： 电荷量： 计算电荷量用平均值 4.平均值 典例：如图所示，一个匝数N=10匝、面积为0.2m2的矩形线圈abcd，其电阻r=1Ω，以对称轴OO'为轴匀速转动，转速为n=120r/min，OO'的左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B=2.0T，M和N是两个集流环，负载电阻为R=4Ω，电表均理想，连接导线的电阻不计，圆周率为π，求： （1）感应电动势的最大值。 （2）从图示位置转过角内，通过负载电阻R的电荷量和平均感应电动势。 （3）电压表的示数。 交变电流能够通过电容器 直流不能通过电容器，所以接直流电源的灯泡不亮。当电容器接到交流电源两端时，由于电容器两端电压不断变化而不断地 充电和放电，电路中就有了充、放电的电流，表现为交流“通 过”了电容器。 电容器对交流阻碍作用的大小叫容抗 电容器对交变电流的阻碍作用 电容器的电容 C 交变电流的频率 f C 越大，f 越高，XC 越小 即： 阻碍实质：电容器两极板上累积的电荷对在这个方向上定向移动的电荷有反抗作用 电容器:通交流、阻直流、通高频、阻低频 快做笔记！ 典例：（多选）如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交流电源的频率增加时(　 　) A．电流表示数增大 B．电压表示数增大 C．灯泡变暗 D．灯泡变亮 AD 线圈自身的电阻对交变电流有阻碍作用外，还有由于线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作用，这叫感抗。 扼流圈是电工技术和电子技术常用的元件，它 利用了电感器对交流的阻碍作用，分为高频扼流圈和低频扼流圈。 电感器对交变电流的阻碍作用