描述交變電流的物理量

關(guān)于描述交變電流的物理量第一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化交變電流的變化規(guī)律

(從中性面開始計(jì)時(shí))(從垂直于中性面位置開始計(jì)時(shí))第二頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日et0Em-Emt0Im-ImiT/42T/43T/4TΦmΦ交流電的圖像

第三頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日例2.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈平面經(jīng)過中性面瞬間（

）A.線圈平面與磁感線平行

B.通過線圈的磁通量最大C.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

D.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向突變BD第四頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日例3.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e-t圖像如圖，則在時(shí)刻（

）A.t1，t3線圈通過中性面B.t2，t4線圈中磁通量最大C.t1，t3線圈中磁通量變化率最大D.t2，t4線圈平面與中性面垂直AD第五頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日例4.如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T,匝數(shù)n=20的矩形線圈ABCD繞中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度ω=200rad/s。已知AB=0.2m,BC=0.1m,線圈的總電阻R=40Ω,試求：⑴感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，感應(yīng)電流的最大值；⑵設(shè)時(shí)間t=0時(shí)線圈平面與磁感線垂直，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；⑶當(dāng)ωt=30°時(shí)，線圈中的電流的瞬時(shí)值是多大？⑷線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過

的過程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值是多大？OO′第六頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日第七頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日5.一個(gè)矩形線框共有10匝，它在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，從中性面開始繞中心軸以1200r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．已知線框的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為10cm，切割磁感線的邊長(zhǎng)為50cm，則該線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為_____V，當(dāng)線框平面和中性面的夾角為______時(shí)，交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值是31.4V．第八頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日第九頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日交流電知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)1.交流電的特征：方向隨時(shí)間周期性變化2.交流電的產(chǎn)生：d(c)a(b)vv甲a(b)vd(c)v乙d(c)vv丙a(b)d(c)va(b)v丁a(b)vv戊d(c)第十頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日結(jié)論（1）：線圈處在中性面時(shí)，磁通量

，磁通量變化率為

，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

。線圈處在垂直中性面時(shí)，磁通量

，磁通量變化率為

，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

。d(c)a(b)vv甲a(b)vd(c)v乙d(c)vv丙a(b)d(c)va(b)v丁a(b)vv戊d(c)最大零零為零最大最大結(jié)論（2）：線圈每經(jīng)過

時(shí)，電流方向改變一次，轉(zhuǎn)動(dòng)一周，方向改變

次。中性面兩第十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.交流電的變化規(guī)律：電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化(從中性面開始計(jì)時(shí))(從垂直于中性面位置開始計(jì)時(shí))第十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日1.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈平面經(jīng)過垂直中性面瞬間（）A.線圈平面與磁感線平行B.線圈平面與磁感線垂直C.通過線圈的磁通量最大D.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大作業(yè)講評(píng)課堂檢測(cè)AD第十三頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為e＝Emsinwt，若將其線框的轉(zhuǎn)速提高到原來的兩倍，其他條件不變，則其電動(dòng)勢(shì)變?yōu)椋ǎ〢.Emsinwt/2B.2Emsinwt/2C.Emsin2wtD.2Emsin2wt雙基訓(xùn)練D第十四頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.如圖所示,一矩形線圈，面積為100cm2，匝數(shù)為100，在場(chǎng)強(qiáng)為B=0.2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞著軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為100πrad/s，試求解:⑴當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小;⑵當(dāng)線圈從中性面開始,經(jīng)過1/200s時(shí)間轉(zhuǎn)到圖示位置,線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小.第十五頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日4.如圖所示，矩形線圈100匝，ab=30cm，ad=20cm，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T，繞軸OO＇從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω=100πrad/s，試求：⑴穿過線圈的磁通量最大值φm=?線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)取得此值？⑵線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em=?線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)取得此值？⑶寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化的表達(dá)式。第十六頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日5.2描述交變電流的物理量教學(xué)目標(biāo)：1.理解交變電流的周期和頻率；2.掌握交變電流的有效值的物理意義和應(yīng)用；3.了解交變電流的相位和相位差。第十七頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日一、周期和頻率----表征交流電變化的快慢。1.周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間。2.頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。3.關(guān)系：第十八頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間的關(guān)系，如圖所示，如果其它條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則電動(dòng)勢(shì)的最大值和周期分別變?yōu)椋ǎ〢．400V，0.02sB．200V，0.02sC．400V，0.08sD．200V，0.08s1.我國(guó)生產(chǎn)和生活用交流電的周期T=_____s，頻率f=____Hz，角速度ω=_____rad/s，在1s內(nèi)電流的方向變化____次。課堂練習(xí)0.0250100π100B第十九頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日預(yù)習(xí)自測(cè)1.一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化，其瞬時(shí)值的表達(dá)式為sin100πt(V)，下列說法中正確的是：()A.頻率是50HzB..當(dāng)t=0時(shí)，線圈平面與中性面重合C.當(dāng)s時(shí)，e的值最大，為220VD.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為314rad/sABD第二十頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日二、峰值和瞬時(shí)值----表征交變電流的大小1.最大值（峰值）：

Em,Um,Ｉm電容器接在交流電路中，就需要知道交變電壓的最大值。2.瞬時(shí)值：e,u,i第二十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日思考與討論：如圖的電流通過一個(gè)R=1Ω的電阻。它不是恒定電流。1.怎樣計(jì)算通電1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量？2.如果有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過這個(gè)電阻R，也能在1s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱，這個(gè)電流是多大？第二十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日（2）正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系：3.有效值：E，U，I（1）定義：根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，讓交流電和直流通過相同阻值的電阻，如果他們?cè)谝粋€(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。第二十三頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日(3)說明：

①.以上關(guān)系式只適用于正弦交流電；②.交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值；③.交流電流表和電壓表的讀數(shù)是有效值；④.計(jì)算電流做功或熱功率、熱量均用有效值；⑤.對(duì)于交流電若沒有特殊說明的均指有效值；⑥.求通過某導(dǎo)體截面的電量一定要用電流的平均值；⑦.計(jì)算電容器的擊穿電壓用交變電流的峰值。4.平均值：第二十四頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日例1.表示交變電流隨時(shí)間變化圖象.如圖所示，則交變電流有效值為()A.5A B.5AC.3.5A D.3.5A00.020.04t/Si/AB第二十五頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日4.有一交變電源u=200sin10πt（v），該交變電源的周期是

，接在該交變電源上的電壓表讀數(shù)是

；如果將某電容器接在該交變電源上，為使電容器不被擊穿，該電容器的最小耐壓值為

。預(yù)習(xí)自測(cè)：0.2s141v200V第二十六頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日例2.交流發(fā)電機(jī)矩形線圈邊長(zhǎng)ab=cd=0.4m，bc=ad=0.2m，共50匝，線圈電阻r=1Ω，線圈在B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直磁場(chǎng)方向的軸OO′以r/s轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外接電阻9Ω，如圖所示。求：⑴電壓表讀數(shù)；⑵電阻R上電功率。（3）線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周，外力做功多少？（4）從此位置旋轉(zhuǎn)60°時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為多大？（5）從此位置旋轉(zhuǎn)30°過程中，流過電阻R上的電荷量為多少？第二十七頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日例3.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)“冂”形導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=T，線框的CD邊長(zhǎng)為20cm.CE、DF長(zhǎng)均為10cm，轉(zhuǎn)速為50r/s，若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，⑴寫出線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；⑵若線框電阻r=3,再將AB兩端接“6V，12W”燈泡，小燈泡能否正常發(fā)光？若不能,小燈泡實(shí)際功率多大？第二十八頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.相位（1）相位：（2）相位差：第二十九頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日小結(jié)3、最大值（峰值）：

EmUm

Ｉm

4、瞬時(shí)值：

uie1、周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間。2、頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。5、有效值：EUI

（1）定義：

根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，讓交流電和直流通過相同阻值的電阻，如果他們?cè)谝粋€(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。（2）正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系：注意：A.對(duì)于交流電若沒有特殊說明的均指有效值C.求通過某導(dǎo)體截面的電量一定要用平均值。B.在求交流電的功、功率或電熱時(shí)必須用交流電的有效值。

第三十頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日第三十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日例3.交流發(fā)電機(jī)模型的矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁場(chǎng)垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈共有n匝，邊長(zhǎng)ab=L1，bc=L2，