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高中物理教科版选课件描述交流电的物理量

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高中物理第二章2描述交流电的物理量课件教科版选修3_2

高中物理第二章2描述交流电的物理量课件教科版选修3_2

探究一 探究二
项目 平均值
物理含义 交变电流图像中 图线与时间轴所 夹面积与时间的 比值
重要关系
������Φ E = ������ ������t
E I=R+r
适用情况
计算通过电路截面的 电荷量
【例题1】 如图所示的坐标图为一交变电流随时间而变化的图
像,此交变电流的有效值是( )
A.3.5 A
阻为
1
Ω
,外接电阻
R=9 Ω ,匀强磁场的磁感应强度为 B=
1 π
T,
当线圈以 300 r/min 的转速匀速转动时, 求:
(1)转动中感应电动势的最大值和有效值. (2)电路中交流电压表和电流表的示数(电表均视为理想电表). (3)线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量. 点拨:本题考查交变电流峰值、有效值、平均值的应用,关键是 要知道它们分别适用于求解哪类问题.
B.
7 2
2A
C.5 2 A
D.5 A
解析:交变电流的有效值是根据其热效应而定义的,它是从电流
产生焦耳热相等的角度出发,使交变电流与恒定电流等效.设交变
电流的有效值为I,令该交变电流通过一个纯电阻R,在一个周期内
有
I2RT=
������12������
������ 2
+
������22������
������.
2
所以该交变电流的有效值为 I=
������1 2 2
+
������2 2 2
=
5
A,
所以选项D正确.
答案:D
反思交变电流有效值的计算,关键要搞清该交变电流是否为正弦 式.若是,则可以利用它与峰值的 2倍关系求解;若不是,则只能根据 有效值的定义求解.

高中物理第二节 描述交流电的物理量(1)课件

高中物理第二节 描述交流电的物理量(1)课件

-em
2.交流电的频率 交变电流在1s内完成周期性变化的次数
3.角频率 线圈在磁场中转动的角速度
4.转数n
5.关系
我国的生产和生活用电的频率为50Hz
我国生产和生活用交流电的周期T＝_______s，角 速度ω＝_１__０_０__π_rad/s，在1s内电流的方向变化
___1_0_0_____次。
(1)计算与电流的热效应有关的 量(如电功、电功率、电热等) (2)电气设备“铭牌”上所标的
一般是有效值
(3)保险丝的熔断电流为有效值
平均值
交变电流图象 中图线与时间 轴所夹的面积 与时间的比值
E ＝Bl v E ＝nΔΔΦt
E I ＝R＋r
计算通过电路横截面的电荷量
例4.如下图，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝；线圈电阻为 1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝1／πT， 当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：
I 5A
iA
2
o 12 3 4 ts
4
图15 3
有效值的意义：表示交流电产生的效果－－电流产生热 计算电功、电热、电功率都要用有效值，有效值满足欧姆定律 交流电表测量(电流、电压)的数值是有效值 电容的标称值为最大值，其它用电器的标称值一般均为有效值. 有效值不是平均值 交变电流在每一个周期中产生的热相等，应选取一个周期来计算。
R ～ U～
R U
我10分 钟把水烧 开
我的电 流是恒 定的3A
我10分 钟也把水 烧开！
我的电 流是变 化的
我的电流
有效值也
i/A
是3Ai/A
3.正弦交流电的有效值和 最大值的满足以下关系
t/s
t/s I Im

高中物理教科版选修3-2课件：2-2描述交流电的物理量

高中物理教科版选修3-2课件：2-2描述交流电的物理量
答案：BD
解析：根据题图可知该交变电流电压的最大值为100 V，周
期为4×10－2 s，所以频率为25 Hz，A错，B对；而ω＝2πf＝50π
rad/s，所以u＝100sin50πt
V，C错；又P＝
U2 R
＝
10202 100
W＝50
W，D对。
02 题型分类指导
No.1 描述交变电流的物理量 例1 [2012·广东高考]某小型发电机产生的交变电动势为e＝ 50sin100πt(V)。对此电动势，下列表述正确的有( ) A．最大值是50 2 V B．频率是100 Hz C．有效值是25 2 V D．周期是0.02 s
解析：由题图可得其T＝0.8 s，f＝T1＝1.25 Hz，故A对，D 错；又由题图读得Im＝4 A，故B对；因为电流为非正弦式交流 电，故有效值I≠ Im2＝2 2 A，C错。
答案：AB
No.2 交变电流有效值的计算 例 2 如图表示一交变电流随时间变化的图象，此交变电流 的有效值是( )
A．5 2 C.722 A
②交变电流的平均值是交变电流图象中图线与时间轴所围 的面积跟时间的比值。
(2)计算的方法不同：
①交变电流的有效值要根据电流的热效应进行求解。
②交变电流的平均值与交变电流的方向及所取时间的长短
均有关，其数值需根据法拉第电磁感应定律E＝n
ΔΦ Δt
计算。例
如，对于正弦交变电流，在0～
T 4
时间内
E
＝
2 π
B．2.5 A D．3.5 A
[分析] 解答本题的思路如下：
[解析] 根据交变电流有效值的定义，让题图中的交变电流 和某一恒定电流分别通过同一个电阻，如果在相同时间内电阻产 生的热量相同，则此恒定电流的数值就等于此交变电流的有效 值。设此交变电流的有效值为 I，则任意一个周期内，有 I2RT＝ I21RT2＋I22RT2，代入数据得 I2＝(2 2)2×12＋(322)2×12，解得 I＝2.5 A，选项 B 正确。

高中物理选修课件第章描述交变电流的物理量

高中物理选修课件第章描述交变电流的物理量

交变电流定义及特点
01
交变电流定义
大小和方向都随时间作周期性 变化的电流叫做交变电流，简
称交流。
02
交变电流特点
周期性变化是交流电最主要的特 点。
正弦式交变电流波形图
正弦式交变电流的产生
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时，产生的 感应电动势和感应电流呈正弦规律变化，这样的交流电叫做 正弦式交变电流。
音响设备中的分频器
音响设备中的分频器采用LC串联或并联谐振电路，将音频信号分成不同频段并分别放大 ，以改善音质和提高音响效果。
电力系统中的串联补偿
在电力系统中，为了提高输电线路的传输能力和稳定性，常采用串联补偿装置。该装置利 用LC串联谐振的原理，通过调整电容器或电感的参数来改变线路的电气特性，从而达到 优化电力系统的目的。
非正弦式交变电流产生原因
电源非正弦
当交流电源的输出电压或 电流本身就不是正弦波时 ，会导致电路中产生非正 弦交变电流。
负载特性
某些负载（如非线性负载 ）在交流电源作用下，会 产生非正弦的电流响应。
电路设计
在特定应用场合，为了满 足特定的功能需求，电路 可能会被设计成产生非正 弦交变电流。
非正弦式交变电流危害及防范措施
05
06
4. 改变滑动变阻器的阻值，重复步骤3多 次测量，并记录数据。
数据处理方法和结果分析
数据处理方法
根据实验数据，计算交变电流的电压有效值 、电流有效值、功率因数等参数。通过绘制 电压、电流波形图，分析交变电流的周期性 变化规律。
结果分析
通过对比实验数据和理论计算值，分析误差 产生的原因，如仪表精度、操作误差等。总 结实验结论，加深对交变电流性质和应用的 理解。同时，提出改进实验的建议和措施， 如提高仪表精度、优化实验方法等。

【精选课件】教科版高中物理选修3-2第2章第2讲《描述交流电的物理量》课件.ppt

【精选课件】教科版高中物理选修3-2第2章第2讲《描述交流电的物理量》课件.ppt

重要关系
瞬时值
交变电流某 一时刻的值
最大值 最大的瞬时值
e＝Emsin ωt Em＝NBSω
有效值
E跟的＝热交E效变m2应电(正等流弦 式效交的流恒变值定电电流)
平均值
E ＝nΔΔΦt
适用情况
计算线圈某一时刻的受力情况
确定用电器的耐压值
(1)计算与电流热效应相 关的量(如功率、热量) (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 (4)保险丝的熔断电流
由 Q＝Q′得，0.2I2R＝5R，解得 I＝5 A
对点练习
描述交变电流的物理量
有效值和平均值的区别及应用
4．如图所示，单匝矩形闭合导 电动势最大值 Em＝BSω. a c
线框 abcd 全部处于磁感应强 度为 B 的水平匀强磁场中，线
bd
框面积为 S，电阻为 R.线框绕
与 cd 边重合的竖直固定转轴 以角速度 ω 匀速转动，线框中
1．某小型发电机产生的交 变 电 动 势 为 e ＝ 50sin 100πt(V)．对此电动势，下 列表述正确的有( ) A ． 最 大 值 是 50 2 V B．频率是 100 Hz C．有效值是 25 2 V D．周期是 0.02 s
Em＝50 V 由E＝ωE＝m2＝2π25f＝21V00π rad/s 得f＝50 Hz
Um 有效值 2
有效值
答案 不是，此公式仅适用于正弦交流电．
课堂讲义
描述交变电流的物理量
一、对描述交变电流物理量的认识
1．周期和频率的关系：T＝1f，f＝T1 即交流电变化越快，周期越短，频率越大
2．角速度与周期、频率的关系：ω＝2Tπ＝2πf
3．转速(n)：线圈单位时间(1 s 或 1 min)转过的圈数，单位是 r/s 或 r/min.

高中物理第二章交变电流2描述交流电的物理量课件教科版选修3 20620285

高中物理第二章交变电流2描述交流电的物理量课件教科版选修3 20620285

一、周期和频率 知识梳理
1.周期(T)：交变电流完成 一次周期性变化 所需的时间，用T表示，单位是秒. f 2.频率(f)：交变电流在 1 s内完成 周期性变化 的次数，用 表示，单位是赫兹，符号 是 .
Hz
3.T、f、ω三者之间的关系 2π 1 1 2πf T＝ f ，f＝T，ω＝___ T ＝____. 4.(1)我国工农业生产和生活所用的交变电流，周期是0.02 s，频率是 50 Hz， 电流方向每秒改变 100 次. (2)打点计时器接交变电流，f＝50 Hz，T＝0.02 s，所以每隔 0.02 s打一次点.
适用情况
计算线圈某一时刻的受力情况
时刻的值
i＝Imsin ωt
Em＝nBSω 最大值 最大的瞬时值 Em Im＝ R＋r
确定用电器的耐压值
跟交变电 E＝ Em 2 流的热效 U＝ Um 2 有效值 应等效的 Im I ＝ 恒定电流 2 值 (正弦式交变电流)
ΔΦ E ＝n Δt E I＝ R＋r
(1)计算与电流热效应相关的量
第二章 交变电流
2 描述交流电的物理量
目标 定位
1.掌握交变电流的周期、频率、线圈转动角速度三者间的关系.
2.理解交变电流有效值的含义，会进行有效值的相关计算.
3.知道正弦式交变电流有效值与峰值的关系及在生活中的应用.
栏目 索引
一、周期和频率 二、峰值和有效值
三、交变电流的“四值” 对点检测 自查自纠
Im Um Em 2 2 ；I＝______. (1)正弦式交变电流有效值和最大值的关系： 2 ；U＝____ E＝____
答案
(2)应用：电气设备铭牌上标注的额定电压、额定电流都是有效值 . 交 流 电 压表和交流电流表测量的也是有效值. (3)计算：①对于正弦式交变电流，可先根据 Em＝nBSω求出最大值，然后 E 根据E＝ m 求出其有效值. 2 ②当电流是非正弦式交变电流时，必须根据有效值的定义求解.先计算交变 电流在一个周期内产生的热量Q，再将热量Q用相应的物理量的有效值表 2 示Q＝I2RT或Q＝U T，最后代入数据求解有效值. R

高二物理选修课件第五章描述交变电流的物理量


热电转换
利用热电效应将温度变 化转换为电信号。如热
敏电阻、热电偶等。
压电转换
利用压电效应将压力变 化转换为电信号。如压 电陶瓷、压电晶体等。
磁电转换
利用磁电效应将磁场变 化转换为电信号。如霍 尔元件、磁敏电阻等。
检测技术在日常生活和生产中应用
智能家居
工业自动化
通过传感器检测室内环境参数，如温度、 湿度、光照强度等，实现自动化控制和优 化居住环境。
电流与电压同相位
在纯电阻电路中，交变电流的电流和 电压的相位相同，即它们同时达到最 大值和最小值。
电流大小与电压成正比
根据欧姆定律，纯电阻电路中的电流 大小与电压成正比，而与频率无关。
电感对交变电流的阻碍作用
感抗
电感对交变电流具有阻碍作用，这种阻碍作用称为感抗。感 抗的大小与电感器的自感系数和交变电流的频率成正比。
电容式传感器
将被测物理量的变化转换为电容量的变化，通过测量电路转换为电 压或电流输出。具有灵敏度高、动态响应好等优点。
电感式传感器
利用电磁感应原理将被测物理量的变化转换为线圈自感或互感系数的 变化，再转换为电压或电流输出。常用于测量位移、振动等。
常见非电学量转换为电学量方法
光电转换
利用光电器件将光信号 转换为电信号。如光敏 电阻、光电二极管等。
周期、频率和角频率
周期
交变电流完成一次周期性变化所 需的时间，用T表示，单位为秒 （s）。周期反映了交变电流变
化的快慢。
频率
交变电流在1s内完成周期性变化 的次数，用f表示，单位为赫兹（ Hz）。频率与周期互为倒数关系
，即f=1/T。
角频率
交变电流在单位时间内所转过的 角度，用ω表示，单位为弧度/秒 （rad/s）。角频率与频率和周

经典课件：描述交流电的物理量(教科版)


B
B．200V, 0.02s D．200V, 0.08s
4、如图表示一交流的电流随时 间变化的图像，此交变电流的有 效值是多大？
1 2 1 2 I RT I1 RT I 2 RT 2 2
2
1 2 I ( I1 I 2 2 ) 2 1 2 2 5A (4 2) (3 2) 2
2.描述交流电的物理量
复习回顾 (一)交变电流： 大小和方向随时间作周期性变化的电流;简 称 交流电。 正弦函数规律 其中按 变化的交流电叫正弦交流电。 （二）正弦交流电的产生及变化规律 绕垂直于磁场方向的轴 匀 1、产生：当线圈在匀强磁场中 速转动时，线圈中产生的交流电是随时间按正 弦规律变化的。即正弦交流。 2、中性面：跟磁感线垂直的平面叫做中性面。 这一位置穿过线圈的磁通量 最大 ，但线圈的 磁通量变化率为零 ，线圈中无感应电动势 。
I 5A
图 15
3
7、下列说法正确的是：
A．交变电流在一个周期内电流方向改变两次． B．交变电流的有效值总是最大值的 2 倍． C．因为有效值表示交流产生的平均效果，所以有效值与平均 值相同． D．若正弦交变电流的最大值是10A，则它的最小值是-10A ．
8、一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，当 接到电压为u=10sinωtV的交流电源上，它的发热功率（ ） B A．0.25P B．0.5P C． P D．2P 9、电路如图所示，已知交流电源电压u=200sin100πtV，电 阻R=100Ω。则电流表和电压表的读数分别为 A A、1.41A，200V B、1.41A，141V C、2A，200V D、2A，141V
注意： ①只适用于正弦式电流； ②对于不同的交流电，有效值与峰值之间 有不同的关系。

2019-2020学年教科版高二物理选修3-2第二章第2节描述交流电的物理量第一课时课件

16.只有毅力才会使我们成功，而毅力的来源又在于毫不动摇，坚决采取为达到成功所需要的手段。 6、空谈家用空谈来装饰自己，实干家用实干去创造业绩。 4、生活的激流已经涌现到万丈峭壁，只要再前进一步，就会变成壮丽的瀑布。 31.永远没有人力可以击退一个坚决强毅的希望。 23、想不付出任何代价而得到幸福，那是神话。 18、智力教育就是要扩大人的求知范围。 37.向着某一天终于要达到的那个终极目标迈步还不够，还要把每一步骤看成目标，使它作为步骤而起作用。 二、我们每个人都不能抱怨自己的出身，没有好的家世，那就去创造好的家世。要知道，那些在雨里奔跑的，从来都是没有伞的孩子。
5.如图10所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁
感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻
为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速
转动，线框中感应电流的有效值I＝
.线框从中性
面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q＝
.
4、告诉你一个宝藏的地点，它就在你的生命里。 12、只要持续地努力，不懈地奋斗，就没有征服不了的东西 6.别老想着“以后还来得及”，有一天你会发现，有些事，真的会来不及。 33.我之所以能在科学上成功，最重要的一点就是对科学的热爱，坚持长期探索。 7、生活，需要细心观察，更需要理性思考，从而获取鲜活而丰富的写作素材。 7、使用双手的是劳工，使用双手和头脑的舵手，使用双手、头脑与心灵的是艺术家，只有合作双手、头脑、心灵再加上双脚的才是推销员。 14、横眉冷对千夫指，俯首甘为孺子牛。 8、人生的冷暖取决于心灵的温度。 9、不问收获，但问耕耘!自有天道酬勤。 二、我们每个人都不能抱怨自己的出身，没有好的家世，那就去创造好的家世。要知道，那些在雨里奔跑的，从来都是没有伞的孩子。
电容的标称值为最大值，其它用电器的标称值一般均为 有效值.
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第二章 2 第9页
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
要点2 交变电流的峰值和有效值 1．峰值 交变电流的电流和电压在一个周期内所能达到的 最大值。
第二章 2 第10页
2．有效值
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
(1)定义：
如果交流电与某一直流电通过同一电阻，在相同的时间内
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
第二章 交变电流
第二章 2 第1页
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
2 描述交流电的物理量
第二章 2 第2页
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
学习目标：1.掌握交变电流的周期、频率、线圈转动角速度 三者之间的关系。 2.能理解电流的有效值是与热效应有关的 量，而平均值只是简单意义的平均。 3.掌握交变电流有效值与 峰值的关系，并会进行有关有效值的计算。
第二章 2 第14页
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
3．非正弦交变电流有效值的计算步骤 (1)计算交变电流在一个周期内产生的热量Q。 (2)将热量Q用相应的物理量的有效值表示，即Q＝I2Rt或Q ＝UR2t。 (3)代入数据，求解有效值。
第二章 2 第15页
教材要点突破 题型分类指则这个直流电的电流和电压值，就分别称
为相应交流电的电流和电压的有效值。
第二章 2 第11页
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
(2)正弦交变电流的有效值与峰值的关系 ①电动势的有效值：E＝Em2＝0.707Em； ②电流的有效值：I＝ Im2＝0.707Im； ③电压的有效值：U＝Um2＝0.707Um。
解析：根据题图可知该交变电流电压的最大值为100 V，周
期为4×10－2 s，所以频率为25 Hz，A错，B对；而ω＝2πf＝50π
第二章 2 第8页
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
解析：由瞬时值表达式知：角速度ω＝100π rad/s。感应电 动势是按正弦规律变化的，所以t＝0时，线圈平面位于中性 面。
因ω＝2πf，所以f＝2ωπ＝1020ππ Hz＝50 Hz。 由T＝1f得T＝510 s＝0.02 s。 当t＝0.05 s时，e＝220 2sin5π V＝0。故B、C选项正确。
(2)计算的方法不同： ①交变电流的有效值要根据电流的热效应进行求解。
②交变电流的平均值与交变电流的方向及所取时间的长短
均有关，其数值需根据法拉第电磁感应定律E＝n
ΔΦ Δt
计算。例
如，对于正弦交变电流，在0～
T 4
时间内
E
＝
2 π
Em；0～T时间
内， E ＝0。
第二章 2 第17页
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
第二章 2 第13页
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
2．对交变电流的有效值的理解 (1)交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的，理解 有效值重点在“等效”，“效果”相同在定义中体现为相同电 阻、相同时间，产生相同热量，交变电流与多大的恒定电流 “效果”相同，有效值就是多大。 (2)我们平常说的交流电的电压和电流值以及交流电流表和 电压表表盘上标示的数值都是有效值。
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
A．该交流电的电压的有效值为100 V B．该交流电的频率为25 Hz C．该交流电压瞬时值的表达式为u＝100sin25t V D．若将该交流电压加在阻值为100 Ω的电阻两端，该电阻 消耗的功率为50 W 答案：BD
第二章 2 第20页
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
(3)应用的角度不同： ①计算一段时间内通过导线横截面的电荷量时要用平均 值。即q＝ I t。 ②计算电热、电功率等与电流的热效应有关的物理量时要 用有效值。
第二章 2 第18页
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2．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图 可知( )
第二章 2 第19页
4．交变电流的有效值和平均值的区别 (1)物理意义不同：
①交变电流的有效值是根据热效应规定的，即跟交变电流 的热效应相等的直流电的值为交变电流的有效值。
②交变电流的平均值是交变电流图象中图线与时间轴所围 的面积跟时间的比值。
第二章 2 第16页
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第二章 2 第12页
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1．对峰值的理解 (1)峰值可以表示交变电流的强弱或电压的高低，但不适合 用来描述交变电流产生的效果。 (2)最大值在实际中有一定的指导意义，如电容器、二极管 等元件在使用时，交变电压的峰值不能超过它们所能承受的电 压(耐压值)。
第二章 2 第5页
4．两者的关系
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
1
1
互为倒数关系，即T＝ f 或f＝ T 。
第二章 2 第6页
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
1．角速度ω与T、f的关系：ω＝2Tπ＝2πf。
2．我国使用的交变电流：T＝0.02
s，f＝
1 T
第二章 2 第3页
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
01 教材要点突破
第二章 2 第4页
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
要点1 交变电流的周期与频率
1．物理意义 描述交变电流 变化快慢 的物理量。 2．周期(T) 交变电流完成一次 周期性变化 的时间，单位：秒(s)。 3．频率(f) 交变电流在1 s时间内完成周期性变化的 次数 ，单位： 赫兹 (Hz)。
＝50
Hz，ω＝
100π rad/s，电流方向每秒改变100次。
第二章 2 第7页
教材要点突破 题型分类指导 课堂效果自测 课后巩固训练
1．一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e ＝220 2sin100πt V，则( )
A．交流电的频率是100π Hz B．t＝0时，线圈位于中性面 C．交流电的周期是0.02 s D．t＝0.05 s时，e有最大值 答案：BC