人教版高中物理选修3-2 5.2描述交变电流的物理量公开课教学课件共26张PPT含视频

复习回顾 (一)交变电流： 大小和方向随时间做周期性变化的电流;简称交流。 其中按正弦规律变化的交流电叫 正弦交流电。 跟磁场方向垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。 1、交流电产生.swf 2、中性面： (二)正弦交流电的产生及变化规律 3、规律： 瞬时值表达式：从中性面开始计时 电压: 电动势: 在纯电阻电路中: 电流: (1)用公式描述: (2)用图象描述: a b c d K L A B a b c d k L A B a b c d K L A B a b c d k L A B a b c d k L A B 65.bin 一、周期和频率 1、周期： 交变电流完成一次周期性变化所需的时间。 角频率： 线圈在磁场中转动的角速度 2、频率： 交变电流一秒内完成周期性变化的次数。 物理意义：表示交流电变化的快慢 3、关系： [类比联系]： 1、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 课堂练习 [ 回顾解释]： 什么是交变电流的峰值（Em，Im，Um）？ 0.02 0.01 二、峰值和有效值 1、峰值：电流或电压所能达到的最大值。 i/mA 0.5 t/s -0.5 电容器的耐压值 电容 耐压值（最大值） 2、瞬时值： e 、i 、u 由于交变电流的大小和方向随时间变化，它产生的效果也随时间变化，在实际中我们常常不研究它的瞬时效果，而是只要知道交变电流在某段时间内的平均效果就可以了。 那么我们怎样来衡量交变电流的平均效果呢？ 请看下面的思考与讨论 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 3.有效值 定义： 根据电流的热效应来规定，让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。 4.正弦交流电的有效值与最大值的关系： E、U、I 二、峰值和有效值 说明： A、以上关系式只适用于正弦或余弦交 　　流电； 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、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值 例1.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为 （ ） A．400V，0.02s B．200V, 0.02s C．400V, 0.08s D．200V, 0.08s B 典例探究 变式1：如图所示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。 Im ＝20A ω＝100π rad/s. 电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt(A) T＝0.02s 例2：如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。 95.dwg 变式2 现有一交流电随时间而变化的图象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为4A，则该交流电的有效值为多大? 解之 A A 交变电流一个周期内产生的热量 恒定电流的热量 由有效值定义知 类比思考：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动一周的过程中产生的正弦交流电的平均值和有效值分别是多少？ 归纳总结： 通过本节课的学习你能够说出“瞬时值、峰值、有效值、平均值”四值的区别吗？ 平均值： 有效值： 1、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 课堂检测 2、图中两交变电流通过相同的电阻R。求： （1）分别写出它们的有效值、周期和频率。（2）计算它们在R上产生的功率之比。 （2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2 本节小结 瞬 时 值 峰 值 有 效 值 平 均 值 f T 交变电流的描述 交变电流的快慢 交变电流的大小 $$