高二物理交流電

關(guān)于高二物理交流電第1頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日問題1.為什么引入有效值？2.有效值如何定義？3.如何計算？4.正弦交流電的有效值？第2頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日甲、乙圖中電爐燒水,設(shè)壺材料相同、水質(zhì)量相等、水的初溫相同．若直流電源用10分鐘把水燒開，而第二次用交流電時也用10分鐘把水燒開情景：第3頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日交流電的熱效果和直流電相同我的電流是恒定的3A我10分鐘把水燒開我10分鐘也把水燒開！我的電流是變化的我的電流有效值也是3A第4頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日3．有效值(E，I，U)（1）概念的引入：為了反映交變電流所產(chǎn)生的效果，引入有效值的概念（2）定義：使交變電流和直流通過相同阻值的電阻，如果它們在相等時間內(nèi)產(chǎn)生相等的熱量，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交變電流的有效值第5頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日【例1】如圖表示一交流的電流隨時間變化的圖像，此交變電流的有效值是多大？第6頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日

解析：交流的有效值等于熱效應(yīng)與此交流等效的直流電的值，為分析方便，可選交流電的一個周期進(jìn)行研究。設(shè)此交變電流的有效值為I，根據(jù)交流有效值的定義，有：所以：（3）特點：交變電流的有效值根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，與電流的方向無關(guān)，在計算時，要緊扣電流通過電阻生熱或熱功率進(jìn)行計算，“相同時間”至少要取一個周期的時間第7頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日（4）

．有效值與最大值之間的關(guān)系任何電流都有有效值，但上述關(guān)系只限于正弦式交變電流，對其他形式的交變電流并不適用.但可按有效值的定義進(jìn)行推導(dǎo)，

第8頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日〖例2〗一個電阻接在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．0.5PC．PD．2PB請同學(xué)們看金榜一號P40相關(guān)內(nèi)容！第9頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日[例3]、如圖表示一交流隨時間變化的圖像，求此交流的有效值。解析：

第10頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日⑴交流用電設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓和額定電流是有效值；交流電壓表和交流電流表的示數(shù)是有效值；交變電流的數(shù)值在無特別說明時都是指有效值⑵有效值與平均值不同，有效值是按熱效應(yīng)定義的，對一個確定的交變電流來說，其有效值是恒定的。而交變電流的平均值與時間長短有關(guān)，是由公式E=nΔΦ/Δt確定的。在計算交變電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的焦耳熱，做功的電功率以及保險絲的熔斷電流時，只能用交變電流的有效值；在計算通過導(dǎo)體某一截面的電量時，只能用交變電流的平均值．注意第11頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日交流電有效值的應(yīng)用強(qiáng)調(diào)：1.交流電器的銘牌上所示值為有效值.2.交流電表（電壓表或電流表）所測量值也為有效值.3.計算熱效應(yīng)相關(guān)的量（熱量、電功率）.4.保險絲的熔斷電流第12頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日4．平均值：求通過某導(dǎo)體截面的電量一定要用平均值。第13頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日【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)磁場中繞OO’軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R。在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，求：(1)通過電阻R的電量q；解析：

在此過程中，穿過線圈磁通量變化所用時間產(chǎn)生的平均電動勢為平均電流為通過R的電量

第14頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日（2）電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q

在此過程中電阻R上的焦耳熱為一個周期內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱的1／4，第15頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日〖練習(xí)4〗邊長為a的單匝正方形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，以O(shè)O’為軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，線圈電阻為R，求：(1)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過T／4的過程中產(chǎn)生的熱量Q解析：第16頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日(2)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過T／4的過程中通過線圈某截面的電量q解析：第17頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日(2)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過T／4的過程中通過線圈某截面的電量q解析：第18頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日

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，求：(1)若從線圈處于中性面開始計時，寫出線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式；(2)線圈轉(zhuǎn)過1／30s時電