交变电流的描述 PPT

变电流与多大的恒定电流“效果”相同,有效值就是多大。
(2)如果没有特别说明,交变电流的电压、电流以及用电器上标出的额定电
压、额定电流,都是指其有效值。凡涉及能量、电功以及电功率等物理量
时均用有效值,在确定保险丝的熔断电流时也用有效值。
2.两种计算方法
(1)特殊值法:若按正(余)弦规律变化的电流,可利用正弦式交变电流的有效
别为(
)
A.T=0.01 s
B.T=0.02 s
C.f=100 Hz
D.f=50 Hz
解析 由于正弦式交变电流一个周期内方向改变两次,所以其频率为50 Hz,
1
由 T= 得 T=0.02 s。

答案 BD
2.如图表示为一交变电流随时间变化的图像,则此交变电流的有效值是
(
)
A.5 A B.4 A C.
2π
2π
(1)u=Umsin t= 2Usin t;


(2)图像如图所示。
自我检测
1.判断正误,判断结果为错误的小题请说明原因。
(1)若交变电流是线圈在匀强磁场中匀速转动形成的,则交变电流的周期也
是线圈做圆周运动的周期。(
)
解析 线圈转动一圈,交变电流变化一个周期。
答案
(2)交变电流的周期越大,交变电流的变化就越快。(
在一个周期内恒定电流通过该电阻产生的热量
Q=I2RT=0.2 s·I2R。
由Q=Q'得,I=5 A,即此交变电流的有效值I'=I=5 A。
答案 5 A
变式训练 1如图所示的交变电流由正弦式交变电流的一半和反向脉冲电
流组合而成,则这种交变电流的有效值为(
1
A.2I0
2

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判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？
N
b
a d
S
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c a
V
感谢你的观看
N
V
d
S
11
B∥S Φ=0 E最大 I最大
感应电流方向a到b
线圈与磁场平行时，Φ最小，
但线圈中的电动势最大 (V⊥B)
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感谢你的观看
12
判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？
NN
SS
2020-11-9
感谢你的观看
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３、当线圈平面垂直于磁感线时， 线圈各边都不切割磁感线，线圈中没 有感应电流，这样的位置叫 做 中性面 ．线圈平面每经过中性面 一次，感应电流方向就改变一次，因 此线圈转动一周，感应电流方向改 变 两次 ．
2020-11-9
感谢你的观看
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４、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，
线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在
任一时刻t感应电动势的瞬时值e
为 e=Emsinωt ．若电路总电阻为Ｒ，则
感应电流的瞬时值Ｉ为 i=(Em/R)·sinωt．
e
Em
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0
-Em
感谢你的观看
t
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六、交流发电机
2020-11-9
感谢你的观看
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感谢你的观看
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1、组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极
（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈 转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两 次．
2.线圈平行与磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，感应电
动势最大。

I= Im 2
I= t1 Im
T
I=
1 2
(I12
I
2 2
)
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如图所示，面积为 S 的矩形线圈共 N 匝，线圈总电阻为 R，在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中以竖直线OO 为轴，以角速度 匀速旋转，图示位置 C 与纸面共面，位置 A 与位置 C 成 45 角。线圈从位置 A 转过90 到达位置 B 的过
C
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一个交流电源的输出端电压的瞬时值表达式 为u = 311sin50πt(V)，将一个不计内阻的交流 电流表与一个阻值为220Ω的电阻串联后接在 该电源上，则（ ）A．交流电流表的示数为 1.55AB．交流电流表的示数为1AC．该交流电 的频率为50HzD．该交流电的周期为0.02s
有效值
I= Iห้องสมุดไป่ตู้ 2
I= Im 2
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正弦单向 脉冲电流
矩形单向 脉冲电流
非对称 性矩形 脉冲电流
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一、周期和频率 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 .
1 3.周期和频率的关系：T＝__f_或 f＝T1. 4.角速度与周期、频率的关系：ω＝2Tπ＝ 2πf .

第一节 交变电流的产生和描述
基础知识梳理
一、交变电流的产生和变化规律 1．交变电流：大小和方向都 随时间做周期性变化的电流叫交 变电流，简称交流(AC)．方向变 化为其主要特征．
图10－1－1
基础知识梳理
2．正弦交变电流 (1)特点：随时间按正(余)弦规律变 化的交变电流． (2)产生：如图10－1－1所示，将 线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁 感线的轴做匀速转动，线圈中就会产 生正(余)弦交变电流．
②线圈从垂直中性面开始转动， 则it图象为余弦函数图象，函数式为i＝ Imcosωt.
课堂互动讲练
特别提醒
在交变电流的产生过程中，要特 别注意两个特殊位置的不同特点．
1．线圈平面与中性面重合时， S⊥B，Φ最大，ΔΦ/Δt＝0，e＝0，i ＝0，电流方向将发生改变．
2．线圈平面与中性面垂直时， S∥B，Φ＝0，ΔΦ/Δt最大，e最大，i 最大，电流方向不改变．
(1)电动势(e)：e＝ Emsinωt . (2)电压(u)：u＝ Umsinωt. (3)电流(i)：i＝Imsinωt.
基础知识梳理
特别提示：(1)电流大小变化 但是方向不变的仍然是直流电；
(2)函数表达式e＝Emsinωt， 只有从中性面开始计时才能成 立，如果开始位置和中性面的夹 角为θ，则瞬时值表达式为e＝ Emsin(ωt＋θ)．
课堂互动讲练
注意：在交流电路中，电压表、 电流表等电工仪表的示数均为交变电 流的有效值．在没有具体说明的情况 下，所给出的交变电流的电压、电流 指的是有效值．
课堂互动讲练
特别提醒
1．由感应电动势的最大值公式 Em＝nBSω得，Em仅由n、B、S、ω 四个物理量所决定，与轴的具体位置 和线圈的形状都无关．

电容不仅存在于成型的电容器中、也存在于电路
的导线、元件及机売同。有时候这种电容的影定很大 的当交流的频率很高时更是这样。
同样，电感也不仅存在于成型的线圏中。下面将
要讲到远距离输电、输电线的电感和电容都很大，它 们造成的损失常常比电阻造成的还要大。
电阻、感抗和容抗的比较
电阻：R = r L
S
对直流和交流均有阻碍作用
说一说
有些电源输出的电流既有交流成分又有直流成分，而我们
只需要稳定的直流，不希望其中混有太多的交流成分，这时可
以采用图53-3的电路。现在我们又知道，电容具有“隔直流、
通交流”的作用，如果同时使用电感器和电容器，是不是可以
使负載电阻R2上的交流成分更少?
试着在图5.3-3的基础上在右侧虚框中画出这样的电路图。
C
C
E
S
S u
现象：直流电，灯泡不亮；交流电，灯泡亮了。
电容对直流电有阻碍作用（阻直） 结论：电容对交流电没有阻碍作用（通交）
二、交变电流能够通过电容器
1、电容阻直流：是因为电容器的两个极板被绝缘介质 隔开了，故只有在通电的瞬间有短暂电流。
金属极流：实际上也并没有电 荷通过电容器的两个极板间的绝缘 介质，但当交流电压升高时，对电 容器充电，有充电电流，而当交流 电压降低时，电容器放电，有放电 电流。如此交替进行。
通直流、阻交流
感抗：
XL
2fL 通低频、阻高频
容抗： X C
1
2fC
通交流、隔直流 通高频、阻低频
课后习题解答：
1、交流电流表A1，A2，A3分列与电容器C、线圈L和电阻R事联后接在 同一个交流电源上，供电电压瞬时值为U1＝ Umsinw1t，三个电流表各有 不同的读数。现换另一个电源供电，供电电压眸时值为U2＝ Umsinw2t， w2＝2w1。改換电源后，三个电流表的读数是否变化?如果有变化，各是 增还是减小?为什么?

交流电有效值的计算
一个电容器，当它的两个极板间的电压超过10V时，其间的电介质就可能被 破坏而不再绝缘，这个现象叫做电介质的击穿，这个电压叫做这个电容器的 耐压值。能否把这个电容器接在交流电压是10V的电路两端？为什么？
不能把这个电容器接在交流电压是10V的电路两端。 因为，这里的10V电压是指交流电压的有效值，在电压变化过程中的 最大值大于10V，超过了电容器的耐压值，电容器会被击穿
最大值
最大的瞬时值
有效值 平均值
跟交变电流的热效应等 效的恒定电流值
交变电流图象中图线与时间 轴所夹面积与时间的比值
电动势
适用情况
交变电流图象中图线与时间 轴所夹面积与时间的比值
确定电容器的耐压值
①计算与电流热效应相关的量 ②交流电表的测量值③电气设 备标注的额定电压、额定电流 计算通过电路截面的电量
故
正弦交流电的有效值
正弦交变电流的最大值为有效值的 倍
只适用于求正弦或余弦交变电流的有效值
正弦交流电有效值的计算
我国市电用的交变电流为e=311sin100πt，求这种交变电流的有效值。
有效值为：
正弦交流电有效值的计算
一个灯泡，上面写着“220V 40W”。当它正常工作时，通过灯丝电流的峰 值是多少？
具有运用类比、迁移的科学方法分析新问题的意识和能力
教学重点
周期、频率的概念 有效值的概念和计算
教学难点
有效值的概念和计算
知识回顾
什么叫交变电流？什么叫正弦式交变电流？ 大小和方向随时间作周期性变化的电流叫做交变电流；简称交流电 按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流
正弦式交变电流的电动势瞬时值表达式是什么？电动势的最大值是什么？

变 两次 ．
４、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，
线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任 一时刻t感应电动势的瞬时值e
为 e= Emsinωt ．若线圈电阻为Ｒ，则
感应电流的瞬时值Ｉ为 i= (Em/R)·sinωt ．
e Em
t
0
-Em
５、交流发电机有两种，即 旋转磁极式
和 旋转电枢式．其中转动的部分叫 转子 ，
B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
a（b）、d（c）边垂直
(乙)
切割磁感应线，
B∥S，φ=0，E最大，I最大， 感应电流方向b到a
(丙)
B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
B∥S，φ=0，E最大，I最大， 感应电流方向a到b
设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂直
于磁场的对称轴以某一角速度匀速转动，如图
交流电叫正弦交流电．
２、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕 垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈
中就会产生 感应电流 ．
３、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都 不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样
的 位 置 叫 做 中性面 ． 线 圈 平 面 每 经 过
中性面一次，感应电流方向就改变一次，因 此线圈转动一周，感应电流方向改
不动的部分叫 定子
．发电机转子是
由 水轮机 、 蒸汽轮机 或其它动力
机带动．
阶
阶
段
段
一
四
阶 段
汉字王国中的“人”
阶 段
二
五
学
阶 段 三
业 分 层 测
评
本课话题 ——珍爱民族文化，培养爱国情感 朗读——课文中的名段 通过把“人”字上下颠倒或转动以及把“人”字与“人”字组成不同的结 构，古代中国人创造了很多新字，比如两个人，一个跟着一个，组成“从”字。 汉字，古老而精深，是中华民族的一个伟大创造。汉字的创造开启了中华 民族的智慧之门，可以说汉字是人类智慧的结晶，小小的汉字中蕴含着如此多 的历史和文化。汉字形神兼备，内蕴丰富，中华民族的先人造字的缜密思维， 让现代人都惊叹不已，也让外族人叹服、学习。了解汉字的由来，了解古人造 字的艺术，可以培养我们的民族自豪感，丰富我们的智慧，创造美好的未来。

2-6 交变电流的描述 —人教版高中物理选择性必修第二册 PPT优 质课件( 共51张 )
【解析】 由交变电动势的表达式可知，电动势的最大值 Em＝50 V，则有效值 E＝Em2＝25 2 V，周期 T＝2ωπ＝0.02 s，频 率 f＝T1＝50 Hz，所以选项 C、D 正确．
2-6 交变电流的描述 —人教版高中物理选择性必修第二册 PPT优 质课件( 共51张 )
(1)电气设备的铭牌上标出的电压值、电流值；(2)交流电压 表测量的数值；(3)电容器上的标称电压值分别指的是有效值还 是最大值．
提示：(1)有效值 (2)有效值 (3)最大值
2-6 交变电流的描述 —人教版高中物理选择性必修第二册 PPT优 质课件( 共51张 )
2-6 交变电流的描述 —人教版高中物理选择性必修第二册 PPT优 质课件( 共51张 ) 2-6 交变电流的描述 —人教版高中物理选择性必修第二册 PPT优 质课件( 共51张 )
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2-6 交变电流的描述 —人教版高中物理选择性必修第二册 PPT优 质课件( 共51张 ) 2-6 交变电流的描述 —人教版高中物理选择性必修第二册 PPT优 质课件( 共51张 )
考点二 有效值的理解和计算
2-6 交变电流的描述 —人教版高中物理选择性必修第二册 PPT优 质课件( 共51张 )
考点一
交变电流的周期和频率
1．周期 交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做它的周期， 通常用 T 表示，单位是秒(s)． 2．频率 交变电流在 1 s 内完成周期性变化的次数叫做它的频率，通 常用 f 表示，单位是赫兹，简称赫，符号是 Hz.

2.理想变压器原副线圈的端电压之 比等于这两个线圈的匝数之比
U1 n1 U 2 n2
n2 >n1 U2>U1 -----变压器使电压升高，
升压变压器
n2 <n1 U2 <U1 -----变压器使电压降低，
降压变压器
3.电流与匝数的关系
理想变压器输出功率应等于输入功率
即: P出= P入 U1I1=U2I2
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
1.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。
I 2RT
1 2
I12 RT
1 2
I 22 RT
42
P1=4400(W)
U1=220(v) U2=n2U1/n1=2200(v)
I=P2/U2=P1/U2=4400/2200=2(A)
U3=U2-Ur=2200-I2r==2192(V) U用=U4=n4U3/n3=219.2(V)
Pr=I'2r=16(W)
P用=P1-Pr=4400-16==4384(W)
连入电路中，若灯泡L2、L3、L4均能正常发光，
则灯泡L1
（ A）
A、也能正常发光
B、较另三个灯暗些
C、将会烧坏
D、不能确定
若输入电压为U，则灯 泡的额定电压为多大？ 电源输入功率多大？
n1
n2
五、电能的输送
｛ 1.减少电压
功率损失
减小输电线的电阻 减小输电电流
U损=Ir P损=I2r

吉札金字塔左便属于卡夫拉王，右边属于库夫王，附近连著一座是狮身人面 像．主要建材石灰岩，部分为花岩。
埃及共金字塔八十座，其中最的一座金字塔是在公元前2600年左右建成的吉 札金字塔，全部都是由人工建成。古代埃及人如何把坎石雕刻及砌成陵墓，陵墓 内部的通道和陵室的局宛如迷，古代埃及人是用什么方法建造它呢？
答案 ：B
2、交流发电机的线圈转至线圈平面与 中性面重合时，下列说法中正确的是
A、磁场方向和线圈平面平行 B、电流将改变方向 C、线圈产生的感应
D、线圈的磁通量最大
3、关于线圈在匀强磁场中转动产生的 交变电流，下列说法中正确的是 A、平圈平面每经过中性面，感应电流 的方向就改变一次，感应电动势不变 B、线圈每转动一周，感应电动势和感 应电流的方向都要改变一次
e(i) +
图形 o
t
(线圈处于中性面位置时开始计时)
四、练习
1、关于交变电流的说法中正确的是
A、只有大小和方向都随时间按正弦 规律变化的电流才叫交变电流
B、大小和方向都随时间做周期性变 化的电流叫做交变电流
C、大小和方向都随时间变化的电流叫 做交变电流
D、只有大小随时间做周期性变 化的电流叫做交变电流
2、宙斯神像 宙斯是希腊众神之神，为表崇拜而建的宙斯神像是世上最大的室
雕像，宙斯神像所在的宙斯神殿是奥林匹克运动会的源地，部份奥 运项目就曾在此行。址位於希腊西海岸奥林比亚（Olympia）的古 城中。
宙斯神殿建於公元前470年，於公元前456年完工，由建筑师 Libon设计，宙斯神像由雕刻家Pheidias。神殿是以表面铺上灰泥的 石灰岩建成，殿顶则使用大理石兴建而成，神殿共由三十四高17米 的科林斯式(Corinthian)支柱支著，神殿的面41.1米乘107.75米。