2 描述交變電流的物理量

5.2描述交變電流的物理量復(fù)習(xí)回顧(一)交變電流：

大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流;簡(jiǎn)稱(chēng)交流。其中按正弦規(guī)律變化的交流電叫正弦交流電。（二）正弦交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律

當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交流是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的。即正弦交流。

跟磁感線垂直的平面叫做中性面。這一位置穿過(guò)線圈的磁通量最大，但線圈的磁通量變化率為零，線圈中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。1．產(chǎn)生：2．中性面：3．規(guī)律：

函數(shù)表達(dá)式：從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)在純電阻電路中:電流:

電壓:電動(dòng)勢(shì):一、描述交流電的物理量：1．最大值（峰值）：

EmUm

Ｉm

２．瞬時(shí)值：

uie３．周期和頻率：（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)。

T和f的物理意義：表征交流電變化的快慢。（3）關(guān)系：

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。0.0250１００π100一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次。

例1.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，則交流電動(dòng)勢(shì)的最大值和周期分別變?yōu)椋?/p>

）A．400V，0.02sB．200V,0.02sC．400V,0.08sD．200V,0.08sB４．有效值：EUI

（1）定義：

根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)規(guī)定，讓交流電和直流通過(guò)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：(3)說(shuō)明：A．以上關(guān)系式只適用于正弦或余弦交流電；B．交流用電器的額定電壓和額定電流

指的是有效值；

C．交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值D．對(duì)于交流電若沒(méi)有特殊說(shuō)明的均指有效值平均值：B．求通過(guò)某導(dǎo)體截面的電量一定要用平均值。（4）注意：峰值（最大值）、有效值、

平均值在應(yīng)用上的區(qū)別。

A．在求交流電的功、功率或電熱時(shí)必須用交流電的有效值。

例2.某交流電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示，則此交流電的頻率是_____Hz。若將該電壓加在10uF的電容器上，則電容器的耐壓值不應(yīng)小于______V；若將該電壓加在一阻值為1KΩ的純電阻用電器上，用電器恰能正常工作，為避免意外事故的發(fā)生，該電路中保險(xiǎn)絲的額定電流不能低于______A。200－20020.25200u/vt/s相位如圖所示，甲、乙兩交流電的表達(dá)式分別為：u甲＝Emsinωt；u乙＝Emsin(ωt＋Φ)，其中“______”叫做交變電流的____，Φ是t＝0時(shí)的相位，叫做交變電流的______．ωt＋Φ相位初相位兩支交流的________叫做它們的相位差．例如兩支交流電，u1＝Emsin(ωt＋Φ1)，u2＝Emsin(ωt＋Φ2)，它們的________，但初相位不同，它們的相位差(ωt＋Φ2)－(ωt＋Φ1)＝_______，是一個(gè)常量，等于兩個(gè)初相之差，不隨時(shí)間變化，可以說(shuō)，這兩支交變電流的變化規(guī)律是相同的，只是________不同．相位之差頻率相同Φ2－Φ1變化步調(diào)例3.如圖表示一交流的電流隨時(shí)間變化的圖像,求該電流的有效值。練習(xí)2：如圖表示一交流隨時(shí)間變化的圖像，求此交流的有效值。例4.圖中兩交變電流通過(guò)相同的電阻R。求：（1）分別寫(xiě)出它們的有效值、周期和頻率。（2）計(jì)算它們?cè)赗上產(chǎn)生的功率之比。（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2

練習(xí)3:一個(gè)電阻接在10V的直流電源上，它的發(fā)熱功率是P，當(dāng)接到電壓為u=10sinωtV的交流電源上，它的發(fā)熱功率（）

A．0.25PB．0.5P

C．PD．2PB

例4.如圖所示，線圈的面積是0.05㎡，共有100匝；線圈電阻為1Ω，外接電阻R＝9Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1／πT，當(dāng)線圈以300r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，求：(1)若從線圈處于中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式；(2)線圈轉(zhuǎn)過(guò)1／30s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值多大；(4)

線圈每轉(zhuǎn)過(guò)一周，外力所做的功。(3)電路中電壓表和電流表示數(shù)

各是多少25J例5.如圖所示，矩形線圈的匝數(shù)為n，線圈面積為S，線圈內(nèi)阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO’軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R。在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，求：(1)通過(guò)電阻R的電量q；(2)

電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q

在此過(guò)程中電阻R上的焦耳熱為一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱的1／4，

練習(xí)4：邊長(zhǎng)為a的單匝正方形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以O(shè)O’為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直，線圈電阻為R，求：(1)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)T／4的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q。(2)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)T／4的過(guò)程中通過(guò)線圈某截面的電量q。

小結(jié)1．最大值（峰值）：

EmUm

Ｉm

２．瞬時(shí)值：

uie3．周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間。4．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(lái)規(guī)定，讓交流電和直流通過(guò)相同阻值的