《交变电流的描述》课件下载1

答案 C
解析 由题图可知，当 t＝0.5×10－2 s 时，感应电动势最大，线圈平面与中性面
垂直，故 A 错误；当 t＝1×10－2 s 时，感应电动势为 0，线圈平面与中性面重合，
磁通量最大，磁通量变化率为 0，故 B 错误；该交流电的周期 T＝0.02 s，则线
圈转动角速度ω＝2π＝ 2π T 0.02
2
ω
线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即 W＝I2(R＋r)T＝RE＋2 rT
代入数据得 W≈98.6 J。 (4)从 t＝0 时起线圈转过 90°的过程中，流过电阻 R 的电荷量
q＝－I·Δt＝NRB＋ΔrS＝NRB＋l1lr2 代入数据得 q＝0.1 C。
大感应电动势为 Em＝nBSω＝200 V，电压的有效值为 U＝Em＝100 2 V。选项 A、 2
B 中，交变电压的有效值由 U＝Em可得，UA＝100 2 V，UB＝100 V；选项 时间内产生的热量相同，则有 U2T＝U21·2T＋ R R3
U22·1T，得 R3
C
C.交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍
D.频率为50 Hz的交变电流，其周期等于0.05 s
2.在匀强磁场中，匝数N＝100的矩形线圈绕垂直磁感线的转轴匀速 转动，线圈中产生的感应电动势随时间的变化规律如图3所示，则 下列说法正确的是( )A.t＝0.5×10－2 s时，线圈平面与中性面重 合B.t＝1×10－2 s时，线圈中磁通量变化率最大C.穿过线圈的最大磁 通量为1×10－3 WbD.线圈转动的角速度为50π rad/s
有效值计算方法
一.正(余)弦交流电有效值
若图像只有正(余)弦一
部分，则该部分有效值
仍可用公式计算 几点说明：

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试一试 电流 i 通过一个 R = 1 Ω的电阻根据电流的热 效应计算右图电流的有效值I
正弦交流电有效值峰值的关系
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人们通常说家庭电路的电压是220 V， 指的便是有效值； 使用交流的电气设备上，标出的额定电压和额定电流都是有效值； 一般交流电压表测量的数值也是有效值； 以后提到交变 电流的数值，凡没有特别说明的，都指有效值。
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电容器对交变电流的阻碍作用 把电容器从电路中取下来，使灯泡直接与交 流电源相连观察灯泡亮度 现象 灯泡要比接有电容器时更亮 结论 电容对交流有阻碍作用。 容抗 电容对交流阻碍作用的大小用容抗表示。
电感对交变电流的阻碍作用 把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电 源上，再把它们接到交流电源上。 取直流电源的电压与交 流电压的有效值相等。 观察两种情况下灯泡的亮度。
现象 接直流的亮些，接交流的暗些 结论 电感对直流电没有阻碍作用对交流电却有
感抗 在直流电路中，当电压一定时，影响电流强弱的只是电阻。 在交流电路中，电感对交变电流也有阻碍作用，阻碍作用的大小用感抗来表示。
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功率与功率因数
功率
表示电路元件或设备在单位时间内转换、吸收或消耗的能量 。对于交流电，功率分为有功功率、无功功率和视在功率三 种。
功率因数
表示有功功率与视在功率的比值，用于衡量交流电路的效率 。功率因数过低会导致能源浪费和设备性能下降，因此需要 采取措施提高功率因数。
05 交变电流的测量与实验
示波器的使用
使用交流电压表和电流表时，需要注意量程的选 择和读数的准确性，同时要确保仪表的安全使用 。
实验数据的处理与分析
1
在进行交变电流的实验时，需要记录大量的实验 数据，如电压、电流、相位差等。
2
对实验数据的处理和分析是实验的重要环节，可 以通过计算、绘图、拟合等方法对数据进行处理， 以得出实验结论和规律。
频率
交变电流在单位时间内完 成周期性变化的次数，单 位为赫兹（Hz）。
角频率
描述交变电流相位变化的 物理量，单位为弧度/秒 （rad/s）。
瞬时值、峰值和有效值
瞬时值
01
交变电流在某一时刻的数值。
峰值
02
交变电流在一个周期内的最大值或最小值。
有效值
03
等效于直流电的交变电流的值，用于表示交变电流做功的能力。
交流电源的电压和电流波形
交流电源的电压和电流波形是随时间 变化的，其变化规律符合正弦或余弦 函数。
电压和电流的有效值是根据波形峰值 和频率计算得出的，有效值等于峰值 除以√2。
电压和电流波形具有周期性，周期为 2πf，其中f为电源频率。
03 交变电流的描述
周期、频率和角频率
周期
交变电流完成一个周期性 变化所需的时间，单位为 秒（s）。
相位角
表示一个交流电的相位与基准相位之间的角度差。在交流电的波形图中，相位角表示了正弦波相对于参考点的时 间偏移量。

(3)ab 边转动的线速度大小：v＝ωR＝ωL2ad. (4)ab 边产生的感应电动势：Eab＝12BSωsin ωt. (5)整个线圈产生的感应电动势：E＝2Eab＝BSωsin ωt，若线 圈为 N 匝，E＝NBSωsin ωt.
2．峰值 (1)由 E＝NBSωsin ωt 可知，电动势的峰值 Em＝NBSω. (2)交变电动势最大值，由线圈匝数 N，磁感应强度 B，转动 角速度 ω 及线圈面积 S 决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置 无关，因此如图 2-2-5 所示的几种情况，若 N、B、S、ω 相同， 则电动势的最大值相同．
线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如 图 2-2-11 所示，由图可知( )
图 2-2-11 A．在 A、C 时刻线圈处于中性面位置 B．在 B、D 时刻穿过线圈的磁通量为零 C．从 A 时刻到 D 时刻线圈转过的角度为 π D．若从 0 时刻到 D 时刻经过 0.02 s，则在 1 s 内交变电流的 方向改变 100 次
Em＝NBSω
e＝Emsin ωt
电流
Im＝ERm
i＝Imsin ωt
电压 Um＝ImR′(R′为外电路电阻值) u＝Umsin ωt
二、用图象描述交变电流 1．正弦交变电流的图象
图 2-2-2
2．几种交变电流的波形 图 2-2-3
思考：当线圈围绕与轴平行的线转动时(都在线圈平面内)， 或者围绕与轴平行的两条边转动时，产生的瞬时感应电动势的表 达式是否发生了变化？如果线圈平面不是矩形而是圆形，产生的 感应电动势的瞬时值的表达式是否发生了变化？
图 2-2-10
解析：矩形线圈绕垂直于匀强磁场的转轴匀速转动产生正弦
式交变电流，在开始计时(t＝0)时线圈达图(b)所示的位置，据右 手定则判断电流为负方向，首先排除 A、B 选项．若达图(a)所示 的位置，感应电流为负向的峰值，可见 t＝0 的时刻交变电流处于 负半周且再经T8到达中性面位置，或者 φ0＝π4，瞬时表达式 i＝ Imsin(ωt－φ0)，所以 0＝Imsin(2Tπt－π4)，t＝T8.

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 .

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？

电容对交变电流的阻碍作用
通交流 ，隔直流 隔直电容器 通高频 ，阻低频 高频旁路电容器(C小)
《交变电流》高中物理精品课件1
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•
1.我热爱这种浑然天成的泥泞。泥泞 诞生了 跋涉者,它给忍 辱负重 者以光 明和力 量,给苦 难者以 和平和 勇气。 一个伟 大的民 族需要 泥泞的 磨砺和 锻炼,它 会使人 的脊梁 永远不 弯,使 人在艰 难的跋 涉中懂 得土地 的可爱 、博大 和不可 丧失,懂 得祖国 之于人 的真正 含义。 当我们 爱脚下 的泥泞 时,说明 我们已 经拥抱 了一种 精神。
•
6.苹果落地是自古以来就有的现象,其 现象背 后也始 终包含 着万有 引力的 本质。 但只有 牛顿最 先透过 现象看 到了本 质。透 过现象 看本质,这需要 背景知 识的储 备,更需 要积极 的持恒 的思维 状态。
•
7.个性并非社会的敌人,而是社会的逻 辑前提 。社会 是人之 共性和 个性的 统一体;共性相 约,个性 相得;共性是 社会的 基础,个 性是社 会的灵 魂。扼 制个性 便是扼 制了社 会之根 本。
课后习题P40 2
自
~ 前
级
R
输
入
C向 ~后 级 输 出
《交变电流》高中物理精品课件1
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(2)高频旁路电容：通高频，阻低频。
在电子技术中，从某一装置输出的交流常常既有高频成分，
又有低频成分。如果只需要把低频成分输送到下一级装置，可以
在一级电路的输入端并联一个电容器。这样，进入下一级的高频
L
~R1
R2
现
直流电，灯泡不亮，
象
交流电，灯泡亮了
二、电容对交变电流的阻碍作用

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.

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。

Q交=2（Q1+Q2）=2.8J
Q交 I Rt 带入数据得： 2.8 I 1 1
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
直
2
直
I 直 1.67A
三、有效值
2.有效值：让交流和恒定电流分别通过大小相同电阻，如果在相同时间（一个周期内）
它们产生的热量相等，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把这I、U叫做这个交流
的有效值。
Q交 (4 2 )2 R 1 (3 2 )2 R 1 50R
所以50R=I2Rt，解得I=5A
三、有效值
3.有效值与峰值的关系
理论计算表明，正弦交流电的峰值与有效值有以下关系：
Em
E
0.707 Em
2
Um
U
0.707U m
2
Im
I
0.707 I m
2
上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不适用。需按定义计算。
(2)负载电压u随时间变化的规律：
u U m sin t
(3)电流i随时间变化的规律：
i I m sin t
思考与讨论：
正弦式交变电流的大小和方向都随时间发生周期性变化，那么
我们如何描述这种电流的变化特征呢？
一、周期和频率
线圈转
动一周
电压、电流都发生一次周期性变化
e=Emsinωt
u=Umsinωt
名称
瞬时值
最大值
物理含义
重要关系
适用情况
交变电流某一时刻的值
e＝Emsin ωt
i＝Imsin ωt
分析交变电流在某一时
最大的瞬时值
Em＝NBSω
Em
Im