选修3-2描述交变电流的物理量.ppt
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5.2描述描述交流电的物理量交流电的物理量阅读教材阅读教材3536页,完成以下内容:
页,完成以下内容:
(1)什么叫交变电流的周期?
)什么叫交变电流的周期?
(2)什么叫交变电流的频率?
)什么叫交变电流的频率?
(3)周期、频率、角速度的)周期、频率、角速度的关系是什么?
关系是什么?
(4)我国使用的交变电流的周期和频率各是多)我国使用的交变电流的周期和频率各是多大?
大?
学习任务学习任务11:
1、周期:
周期:
2、频率频率:
交变电流完成交变电流完成一次周期性变化一次周期性变化所需的所需的时间时间。
交变电流交变电流1秒内秒内完成周期性变化的完成周期性变化的次数次数。
3、关系:
、关系:
符号是符号是T、单位为秒、单位为秒(S)符号是符号是f、单位为赫兹单位为赫兹(Hz)一、描述一、描述交变电流交变电流变化快慢变化快慢的物理量的物理量1、我国生产和生活用交流电的、我国生产和生活用交流电的周期周期T=_s,频率频率f=_Hz,角速度角速度=_rad/s,在在1s内电流内电流的方向变化的方向变化_次。
次。
0.0250100100针对训练针对训练特别说明:
特别说明:
转速转速n的单位要换算成的单位要换算成:
(:
(转每秒)转每秒)阅读教材阅读教材35页,完成以下内容:
页,完成以下内容:
(1)什么叫交变电流)什么叫交变电流的峰值(最大值)?
的峰值(最大值)?
(2)交变电流的有效值是如何定义的)交变电流的有效值是如何定义的?
学习任务学习任务22:
交变电流的峰值交变电流的峰值(Em,Im,Um)i/mAi/mA0.50.5t/st/s-0.5-0.50.020.020.010.01二、峰值和有效值二、峰值和有效值1、峰值:
、峰值:
电流或电压所能达到的电流或电压所能达到的最大值最大值。
应用实例:
应用实例:
电容器的电容器的耐压值(也称击穿电压)要高耐压值(也称击穿电压)要高于交流电的峰值于交流电的峰值,否则电容器可能被,否则电容器可能被击击穿穿。
例如将例如将e=400sin314t加在电容器加在电容器两端,那么电容器的耐压值不得两端,那么电容器的耐压值不得低于低于400V电容电容工作电压工作电压(最大值)(最大值)电容器的耐压值电容器的耐压值(击穿电压)(击穿电压)有效值有效值“四值四值”之二:
之二:
22、有效值有效值(11)定义)定义:
根据根据电流的热效应电流的热效应来规定,让来规定,让交流和交流和恒定电流分别通过大小恒定电流分别通过大小相同相同电电阻,如阻,如果在果在交流的交流的一一个周期个周期内内它们它们产产生的热量生的热量相等相等,而这个恒定电流是而这个恒定电流是I、电压是、电压是U,我们就,我们就把把这这I、U叫叫做做这个交流的这个交流的有效值。
有效值。
2.对交交变电流有效流有效值的的理解理解交交变电流的有效流的有效值是根据是根据电流的流的热效效应(电流通流通过电阻生阻生热)进行定行定义的,所以的,所以进行有效行有效值计算算时,要要紧扣扣电流通流通过电阻生阻生热(或或热功率功率)进行行计算注算注意意“三同三同”:
即:
即“相同相同电阻阻”,“相同相同时间”内内产生生“相相同同热量量”计算算时“相同相同时间”要取周期的整数倍,要取周期的整数倍,一般取一个周期一般取一个周期注意:
注意:
在交流在交流电路中,路中,电压表、表、电流表等流表等电工工仪表的示数均表的示数均为交交变电流的有效流的有效值在没有具体在没有具体说明的情况下,所明的情况下,所给出的交出的交变电流的流的电压、电流指流指的是有效的是有效值你懂了吗?
你懂了吗?
试一试:
试一试:
见课本见课本P35“思考讨论思考讨论”(小组讨论)(小组讨论)你你真的真的懂了吗?
懂了吗?
v再独立试一试:
再独立试一试:
v见学案见学案“针对训练针对训练2”v“课后作业课后作业B”第第3题题答案答案“D”答案答案“B”(B层层3题)题):
如图表示一交流的电:
如图表示一交流的电流随时间变化的图像流随时间变化的图像,求该电流的有求该电流的有效值。
效值。
解:
解:
mmmmmmIIIUUUEEE707.02707.02707.02=4.4.正弦交流电正弦交流电的有效值与最大值的关系:
的有效值与最大值的关系:
最大值为有效值的倍。
最大值为有效值的倍。
解:
有效值为:
解:
有效值为:
1、我国市电用的交变电流为我国市电用的交变电流为e=311sin100t,求这种交变电流的有效值。
求这种交变电流的有效值。
最大值除以最大值除以倍求有效值的方法倍求有效值的方法只适用于只适用于求正弦或余弦求正弦或余弦交变电流的有效值交变电流的有效值说明:
说明:
1、以上关系式只适用于以上关系式只适用于正弦正弦或或余弦余弦交交流电;流电;2、交流用电器的、交流用电器的额定电压额定电压和和额定电流额定电流指的是有效值;指的是有效值;3、交流电流表和交流电压表交流电流表和交流电压表的读数是的读数是有效值有效值4、对于交流电若没有特殊说明的均指、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值有效值平均值:
平均值:
22、求通过某导体截面的、求通过某导体截面的电量电量一定要用一定要用平均值。
平均值。
注意:
注意:
峰值峰值(最大值)、(最大值)、有效值有效值、平均值平均值在应用上的区别。
在应用上的区别。
11、在求交流电的、在求交流电的功、功率或电热功、功率或电热时必时必须用交流电的有效值。
须用交流电的有效值。
电量:
电量:
课堂小结课堂小结22、峰值峰值(最大值(最大值):
表示交流电流的强弱或电压的高低表示交流电流的强弱或电压的高低1、周期和频率:
周期和频率:
33、有效有效值值:
(1)根据根据电流的热效应电流的热效应来规定。
来规定。
(22)正弦正弦交变电流交变电流的最的最大大值是有效值的值是有效值的倍。
倍。
(3)(3)注意:
注意:
AA、对、对于交于交流若流若没有特殊说明的均指有没有特殊说明的均指有效值。
效值。
DD、求、求通过某导通过某导体横截体横截面的面的电量电量一定要一定要用用交变交变电流的电流的平平均值均值。
CC、求交变电流的、求交变电流的功、功功、功率和电率和电热热时必须时必须用用交交变电流的变电流的有效值有效值。
B、电容器的、电容器的耐压值耐压值要高于交变电流的峰值。
要高于交变电流的峰值。
2、瞬时值:
、瞬时值:
e、i、u高频考点例析一个电阻为一个电阻为r、边长为、边长为L的正方形线圈的正方形线圈abcd共共n匝,匝,线圈在磁感应强度为线圈在磁感应强度为B的匀的匀强磁场中绕垂直于磁感线的强磁场中绕垂直于磁感线的轴轴OO以如图以如图1013所示所示的角速度的角速度匀速转动,外电匀速转动,外电路电阻为路电阻为R.题型一题型一正确应用交变电流的正确应用交变电流的“四值四值”例例1图10101133高频考点例析
(1)在图中标出此刻线圈感应电流的在图中标出此刻线圈感应电流的方向;方向;
(2)线圈转动过程中感应电动势的最线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大?
大值有多大?
(3)线圈平面与磁感线夹角为线圈平面与磁感线夹角为60时的时的感应电动势多大?
感应电动势多大?
(4)设发电机由柴油机带动,其他能设发电机由柴油机带动,其他能量损失不计,线圈转一周,柴油机做多少量损失不计,线圈转一周,柴油机做多少功?
功?
(5)从图示位置开始,线圈转过从图示位置开始,线圈转过60的的过程中通过过程中通过R的电荷量是多少?
的电荷量是多少?
高频考点例析【解析解析】
(1)电流方向电流方向dcba(图略图略)
(2)根据根据EBlv得得EmnBSnBL2.(3)线圈平面与线圈平面与B成成60时的瞬时感应电动势时的瞬时感应电动势高频考点例析高频考点例析高频考点例析【规律总结规律总结】
(1)求线圈在匀强磁场中转动时产生的正求线圈在匀强磁场中转动时产生的正弦交流电的电动势的最大值弦交流电的电动势的最大值Em时,可用公式时,可用公式EmnBS求解,求解,此时要注意别忘记线圈的匝数此时要注意别忘记线圈的匝数n.3.3.有效值有效值定义:
定义:
根据根据电流的热效应电流的热效应来规定,让交流与直流分来规定,让交流与直流分别通过别通过相同的电阻相同的电阻,如果在交流的,如果在交流的一个周期一个周期内它内它们产生的们产生的热量相等热量相等,就把这个直流的数值叫做这,就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。
个交流的有效值。
4.4.正弦交流电正弦交流电的有效值与最大值的关系:
的有效值与最大值的关系:
E、U、I有效值有效值【典例典例11】(20102010石家庄高二石家庄高二检测)如图所示为一交变电流的检测)如图所示为一交变电流的图象,则该交变电流的有效值为图象,则该交变电流的有效值为多大?
多大?
【思路点拨思路点拨】解答本题可按以下流程进行分析解答本题可按以下流程进行分析【标准解答标准解答】令该交变电流通过一电阻令该交变电流通过一电阻R,R,它在前半周它在前半周期期内通过该电阻产生的热量内通过该电阻产生的热量它在后半周期它在后半周期内产生的热量内产生的热量QQ22=I=I0022RR=故在一个周期内产生的热量故在一个周期内产生的热量QQ交交=Q=Q11+Q+Q22=I=I0022RT.RT.设某一恒定电流设某一恒定电流II在相同的时间在相同的时间TT内通过该电阻产生的热内通过该电阻产生的热量为量为II22RTRT,由有效值的定义知:
,由有效值的定义知:
II0022RT=IRT=I22RTRT,得,得I=II=I00.答案:
答案:
II00【典例典例22】(20102010广东高考)广东高考)图是某种正弦式交变电压的波图是某种正弦式交变电压的波形图,由图可确定该电压的形图,由图可确定该电压的A.A.周期是周期是0.01s0.01sB.B.最大值是最大值是311V311VC.C.有效值是有效值是220V220VD.D.表达式为表达式为U=220sin100t(V)U=220sin100t(V)【思路点拨思路点拨】解答本题时可按以下思路分析:
解答本题时可按以下思路分析:
【标准解答标准解答】选选BB、C.C.由图知:
最大值由图知:
最大值UUmm=311V=311V,且为,且为正弦交流电,有效值正弦交流电,有效值U=220VU=220V,周期,周期T=0.02sT=0.02s,表达式表达式U=311sin100t(V)U=311sin100t(V),BB、CC选项正确选项正确.1.1.(20102010铜陵高二检测)如图是一个正弦式交变电流铜陵高二检测)如图是一个正弦式交变电流的图象,下列说法正确的是的图象,下列说法正确的是()()课堂达标课堂达标A.A.周期是周期是0.2s,0.2s,电流的峰值是电流的峰值是10A10AB.B.周期是周期是0.15s,0.15s,电流的峰值是电流的峰值是10A10AC.C.频率是频率是5Hz,5Hz,电流的有效值是电流的有效值是10A10AD.D.频率是频率是0.2Hz,0.2Hz,电流的有效值是电流的有效值是7.07A7.07A【解析解析】选选A.A.由图象可知由图象可知T=0.2T=0.2s,Is,Imm=10A,=10A,故频率故频率AA正确正确,B,B、CC、DD错误错误.2.2.(20092009福建高考)一台小型发电机产生的电动势随福建高考)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示时间变化的正弦规律图象如图甲所示.已知发电机线圈内已知发电机线圈内阻为阻为5.05.0,现外接一只电阻为,现外接一只电阻为95.095.0的灯泡,如图乙的灯泡,如图乙所示,则所示,则()()A.A.电压表电压表VV的示数为的示数为220V220VB.B.电路中的电流方向每秒钟改变电路中的电流方向每秒钟改变5050次次C.C.灯泡实际消耗的功率为灯泡实际消耗的功率为484W484WD.D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J24.2J【解析解析】选选D.
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- 选修 描述 电流 物理量