人教版 (2019)选择性必修 第二册2 交变电流的描述课文内容ppt课件

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1|周期、频率、角速度和转速
1.峰值(1)定义:交变电流的电压、电流所能达到的⑩　　 　    。(2)应用:电容器所能承受的电压要 　　　    交流电压的峰值。
2.有效值(1)定义:让交变电流和恒定电流分别通过大小 　　　    的电阻,如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等,而这个恒定电流的电流与电压分别为I、U,我 们就把I、U叫作这个交变电流的有效值。注意    根据定义求解有效值时要注意“三同”,即电阻相同、时间相同、产生的 热量相同。
(2)实际中的有效值a.使用交流的电气设备上所标注的额定电压和额定电流。b.交流电表测量的数值。c.无特别说明时提到的交变电流的数值。注意    在计算交变电流通过导体产生的热量和电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流时,只能用交变电流的有效值。(3)在正弦式交变电流中:有效值E= 　　    ,U= 　　    ,I= 　　    。
判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。
1.保险丝的额定电流、电容器的耐压值是交变电流的有效值。 (　　)
2.使用交流的电气设备上所标注的电压和电流值是交变电流的峰值。 (　　)
4.用交流电流表测交变电流时,指针来回摆动。 (　　)
1 |交变电流有效值的理解和计算
情境　家庭照明电路使用的是电压为220 V的正弦式交变电流,电流在灯丝中忽强 忽弱,那么电流强时灯应该亮,电流弱时灯应该暗。平时我们感觉不到灯有明暗变 化,是因为电流变化太快。为了保护视力,一般使用调光台灯,现在很多调光台灯都 是用可控硅电子元件来实现调节的。 
1.交变电流的电压、电流在不停地变化,如何来描述交变电流?
提示:用周期、频率、有效值、最大值、瞬时值来描述。
2.为什么用交流电压表测量交变电流的电压时,其指针不左右摆动呢?
提示:交流电压表测量的是交变电流的有效值,有效值不随时间变化。
3.如图所示为经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯两端的电压随时间变化的 图像,则此时该交变电流电压的有效值是多少? 
4.利用闸流晶体管来实现无级调节灯的亮度的电路连接如图甲所示。经过闸流晶 体管调节后,加在灯管两端的电压如图乙所示,则此时电压表的示数是多少? 
　计算有效值的两种方法(1)按正(余)弦规律变化的交变电流,可利用交变电流的有效值与峰值的关系求解, 即E= ,U= ,I= 。(2)对于非正弦式交变电流,必须根据有效值的定义进行计算。第一步:计算交变电流在一个周期内产生的热量Q;第二步:将Q用相应的物理量的有效值表示,Q=I2RT或Q= T;第三步:代入数值,求解有效值。
　几种常见电流有效值的计算
2 |交变电流的图像问题
　对交变电流图像的认识正弦式交变电流随时间的变化情况可以用图像表示,图像描述的是交变电流的电 动势、电流或电压随时间变化的规律,它们是正弦曲线,如图为i-t图像。 
　交变电流图像的应用从图像中可以得到的信息:(1)交变电流的最大值、线圈转动一圈所用的时间。(2)线圈位于中性面的时刻。(3)线圈平行于磁感线的时刻。(4)线圈中磁通量的变化情况。(5)i、e随时间的变化规律。
3 |交变电流的“四值”
　平均值的求法交变电流的图像中,图线与横轴(t轴)所围的面积跟时间的比值表示交变电流的平 均值。电压与电流平均值的数学表达式为 =N , = 。当需要求某段时间内通过某一横截面的电荷量时,可用q= Δt,而 是这段时间内电流的平均值,可用 = 求解, =N ,故q= ·Δt=N 。求ΔΦ的方法之一是先求Φm,由于Em=NBSω,则Φm=BS= ,然后根据Φ=Φm cs ωt(或Φ=Φm sin ωt)很容易求出线圈转过某一角度时磁通量的变化量。
　交变电流四值的对比
     　　如图所示为交流发电机示意图,矩形线圈的匝数N=50匝,每匝线圈的边长lab=0. 4 m,lbc=0.2 m【1】,矩形线圈所在处的匀强磁场的磁感应强度B=0.2 T,线圈总电阻r=1 Ω,外接电阻R=9 Ω【2】。线圈以n=  r/s的转速在磁场中匀速转动。求: 
(1)线圈中产生的感应电动势的最大值;(2)若从线圈通过中性面时开始计时,写出回路中电流随时间变化的关系式;(3)交流电压表和电流表的读数;(结果保留2位小数)(4)此交流发电机的总功率和输出功率。
信息提取    【1】可结合线圈转动的角速度计算交变电流的最大值Em=NBSω。【2】线圈内阻和外电阻组成闭合回路,回路总电阻为10 Ω。
思路分析    根据线圈匝数、面积和转速写出感应电动势的最大值;从线圈通过中 性面时开始计时,电流随时间变化的关系式是正弦函数【3】,结合闭合电路欧姆定律 【4】计算回路中的电流,写出回路中电流随时间变化的关系式;根据电功率的定义【5】 求出交流发电机的总功率和输出功率。
解析    (1)Em=NBSω=NBlablbcω=50×0.2×0.4×0.2× ×2π V=160 V。(由【1】得到)(2)ω=2πn=200 rad/sIm= =16 Ai=16 sin 200t(A)。(由【3】【4】得到)(3)电流表的读数I= Im=8  A=11.31 A电压表的读数U=IR=72  V=101.82 V。(4)发电机的总功率P=IE,E= EmP=8 × ×160 W=1 280 W。(由【5】得到)发电机的输出功率等于外电路电阻消耗的电功率,即PR=IU=8 ×72  W=1 152 W。(由【5】得到)