高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第三章 交变电流2 交变电流的描述图文ppt课件

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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,叫作它的周期。单位是s。周期越大,交变电流变化越慢,在一个周期内,交变电流的方向变化两次。2.频率f交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作它的频率。单位是Hz。频率越大,交变电流变化越快。
4.我国民用交变电流的周期和频率(1)周期:T=0.02 s。(2)频率:f=50 Hz。ω=100π rad/s,电流方向每秒钟改变100次。
1.(多选)某正弦式交变电流的方向在1 s内改变100次,则其周期T和频率f分别为(　　)A.T=0.01 sB.T=0.02 sC.f=100 HzD.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,由T= 得T=0.02 s。
二、峰值和有效值1.峰值(1)定义:交变电流的电压、电流所能达到的最大值。(2)意义:用来表示电流的强弱或电压的高低。(3)应用:电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值。2.有效值(1)定义:让交变电流和恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等,这个恒定电流的电流I、电压U,叫作这个交变电流的有效值。(2)应用:①交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值;一般交流电压表测量的数值是有效值。②交变电流的数值在无特别说明时都指有效值。3.有效值与峰值的关系
有效值的理解与计算情境探究如图所示的电流i通过一个R=1 Ω的电阻。
1.它不是恒定电流,怎样计算通电1 s内电阻R中产生的热量?2.如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R,也能在1 s内产生同样的热,这个电流是多大?
交变电流的描述—新教材人教版高中物理选择性必修第二册ppt课件
知识归纳1.对有效值的理解(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的,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)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.有效值的两种计算方法(1)特殊值法:若按正(余)弦规律变化的电流,可利用交变电流的有效
(2)定义法: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。
3.几种常见电流的有效值
2.(多选)下面关于交变电流的说法中正确的是(　　)A.交流电气设备上所标的电压值和电流值是交变电流的最大值B.用交流电表测定的读数是交变电流的瞬时值C.给定的交变电流数值,在没有特别说明的情况下都是指有效值D.在相同时间内通过同一电阻,跟交变电流有相同热效应的恒定电流的数值是交变电流的有效值解析:交流电气设备上所标的电压值和电流值是交变电流的有效值,选项A错误;一般用交流电表测定的读数是交变电流的有效值,选项B错误;一般情况下交变电流的数值都是指有效值,选项C正确;根据有效值的定义知,选项D正确。答案:CD
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(　　)
2.如图表示一交变电流随时间变化的图像,则此交变电流的有效值是(　　)
知识归纳:瞬时值、最大值、有效值、平均值之间的区别和联系
交变电流“四值”的对比和应用情境探究矩形线圈abcd在磁感应强度B=2 T的匀强磁场中绕轴OO'以角速度ω=10π rad/s匀速转动,线圈共10匝,电阻r=10 Ω,ab=0.3 m,bc=0.6 m。求:(1)感应电流的最大值。(2)感应电流的有效值。(3)转动0.025 s时感应电流的瞬时值。(4)从图示位置转动0.05 s感应电流的平均值。
实例引导例2如图所示,线圈abcd的面积是0.05 m2,共100匝,线圈电阻为1 Ω,外接电阻R为9 Ω,匀强磁场的磁感应强度为B= T,当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时,则:(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;(2)线圈转过 s时电动势的瞬时值多大?(3)电路中,电压表和电流表的示数各是多少?(4)从中性面开始计时,经 s通过电阻R的电荷量为多少?
三、正弦式交变电流的公式和图像如果已知交变电流的周期T或频率f,又知道它的电压的有效值或峰值,详细描述交变电流的情况可以用公式和图像两种方式:
(2)图像如图所示。