2017学年高二物理课件：5.2.1《描述交变电流的物理量》（新人教版选修3-2）

第五章 交变电流,学案2 描述交变电流的物理量,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。,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生正弦交流电。,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、产生：,2、中性面：,(二)正弦交流电的产生及变化规律,复习回顾,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:,复习回顾,(2)用图象描述:,复习回顾,1、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。,2、频率：交变电流一秒内完成周期性变化的次数。,3、关系：,一个周期内电流方向改变两次。,一、周期和频率,我国生产和生活用交流电的周期T=_s，频率f= _Hz，角速度=_rad/s，在1s内电流的方向变化_次。,0.02,50,100,100,1,如图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。,Im20A,100rad/s.,电流的瞬时表达式为i20sin100t (A),T0.02s,2,二、峰值和有效值,什么是交变电流的峰值（Em，Im，Um）？,0.02,0.01,1、峰值：电流或电压所能达到的最大值。,电容器的耐压值,二、峰值和有效值,2、瞬时值： e 、i 、u,二、峰值和有效值,在实际中我们常常不研究交变电流的瞬时效果，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,二、峰值和有效值,思考与讨论,如图所示的电流通过一个R=1的电阻，它不是恒定电流。,怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量?,Q=I12Rt1+I22Rt2=2.8J,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?,Q=I2Rt=2.8J,二、峰值和有效值,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：,1、以上关系式只适用于正弦或余弦交流电；,2、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；,3、交流电流表和交流电压表的读数是有效值,4、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值,二、峰值和有效值,平均值：,2、求通过某导体截面的电量一定要用平均值。,注意：峰值（最大值）、有效值、平均值在应用上的区别。,1、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。,二、峰值和有效值,如图是一个按正弦函数规律变化的交变电流.请根据图象求出它的周期,频率,最大值和有效值 ,并写出电流的函数表达式.,解析:由图象可知: T=0.2s 根据 f=1/T 得:f=5Hz.,有效值:,最大值:,电流的函数表达式:,3,根据电流的热效应先计算电流的有效值,4,Em50 V,由2f100 rad/s 得f50 Hz,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1K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,3如图所示的(a)、(b)两图分别表示两个交变电压，比较这两个交变电压，它们具有共同的( ) A有效值 B频率 C最大值 D均不一样,周期一样,4如图所示，是一交变电流随时间变化的图象，求此交变电流的有效值,3、最大值（峰值）： Em Um m,4、瞬时值： u i e,1、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。,2、频率：一秒内完成周期性变化的次数。,5、有效值： E U I,（1）定义：,根据电流的热效应,（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：,注意：1.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值,3.求通过某导体截面的电量一定要用平均值。,2.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。,