3.2交变电流的描述 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

3.2 交变电流的描述 复习巩固 如何产生正弦式交变电流？ 匀强磁场 绕垂直于磁场方向的轴 匀速转动 如何描述正弦式交变电流的变化规律？ 瞬时电动势：e=Emsinωt 瞬时电流： i=Imsinωt 瞬时电压： u=Umsinωt 峰值：Em=NBSω 方向都随时间做周期性的变化 简称交流 什么是交变电流（AC）？ 图像法描述正弦式交变电流的变化规律 周期性变化的交变电流 复习巩固 01 周期和频率 4 一 表征交变电流变化快慢的物理量 1.周期T： 交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变流电的周期，单位s 2.频率f： 1s内完成周期性变化的次数，叫频率，单位Hz 3.角频率ω： 线圈在磁场中转动的角速度，单位rad/s 例题：如图所示是我国家庭电路中的交变电流 u-t 图，分析下列问题： （1）交流电流完成一次周期性变化（线圈转动一圈）所用多少时间？ （2）交流电流在1s内完成多少次周期性变化？ （3）由前2问，可知周期和频率有什么关系？ （4）在1s内电流方向变化多少次？ 0.02 s 周期 T 频率 f u / V O 1 2 t/ 10-2 s 3 在一个周期内，交变电流的方向变化2次 知识点一： 02 交变电流“四值” 7 1、瞬时值 瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方向 二 表征交变电流大小的物理量 　 规律 物理量　 从中性面开始计时 磁通量 Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωt 电动势 e＝Emsin ωt＝NBSω sin ωt 电压 u＝Umsin ωt＝ sin ωt 电流 i＝Imsin ωt＝ sin ωt 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。 二 表征交变电流大小的物理量 2、峰值 电动势峰值：Em=NBSω 二 表征交变电流大小的物理量 2、峰值的应用 耐压值（最大值) 电容 电容器上的标称电压值（又叫耐压值或击穿电压）是电容器两极间所允许电压的峰值。 超过该值就有被击穿的危险。 如图所示，电流I=2A，通过一个R=2Ω的电阻，它是恒定电流。怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量? 3、有效值 如图所示电流I 通过一个R=1Ω的电阻。它不是恒定电流。1.怎样计算通电1 s内电阻R中产生的热量? 3、有效值 在0.2-0.5s内电路中产生的热量为Q2，则 Q交=2（Q1+Q2）=2.8J 在0-0.2s内电路中产生的热量为Q1，则 如图所示电流I 通过一个R=1Ω的电阻。它不是恒定电流。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？ 3、有效值 Q直=Q交 带入数据得： 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，而第二次用交流电时也用10分钟把水烧开 电炉烧水 交流电的热效果和直流电相同 1）定义： 让交变电流和恒定电流通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，这个恒定电流的电流、电压，叫做这个交流电的有效值。 － R 〜 R 若在交流的一个周期内Q直=Q交，则直流电的I、U叫交流电的有效值。 3、有效值 ★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。 意义：描述交变电流做功或热效应的物理量。 保险丝的熔断电流是指有效值 无特别说明时提到的交变电流的数值是指有效值 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 正弦式交变电流的有效值与最大值的关系： U = Um   = 0.707Um I = Im   = 0.707Im E = Em   = 0.707Em 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 知识点二： 交流 恒定电流ＩＵ 通过大小相同电阻R 在交流电的一个周期内 交流的有效值为ＩＵ 怎样求一般交流电的有效值 Q交=Q直 解得： 即： i/ A O 1 t/s 2 3 4 例题1：求该电流的有效电流和有效电压？ ~ R=1Ω 3、有效值 解： 例题2.通过某交流电流表的电流i随时间t变化的关系如图所示，该电流表的示数是多少? 电流表的示数是有效值 Q直=I2Rt Q交=2×（I12Rt1+I22Rt2）从图中把数据代入，则有 所以100R=I