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《2020版高中物理第二章交变电流2描述交流电的物理量课件教科版选修3_2.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2.描述交流电的物理量一、周期和频率1.周期:做一次周期性变化所需的_____称为周期,用符号T表示,单位是___。2.频率:在____时间内完成周期性变化的次数称为频率,用符号f表示,单位是_____。3.周期和频率的关系:T=____或f=____。4.角速度ω与频率f的关系:ω=_____。秒1s赫兹时间2πf二、峰值 有效值1.峰值:(1)定义:正弦交流电表达式中的Um和Im分别称为电压和电流的峰值。(2)意义:峰值是表示交流电_____的物理量。(3)应用:交变电压的_____不能超过电容器、二极管所能承受的电压。大小峰值2.有效值:(1)定义:如果交流电与某
2、一直流电通过同一电阻,在相同的时间内所产生的_____相等,则这个直流电的电流和电压值,就分别称为相应交流电的电流和电压的有效值。热量(2)正弦交流电的有效值与峰值的关系:I=____Im,U=_____Um。(3)应用:交流电表测出的数值是正弦交流电的________。有效值【思考辨析】1)生活用电的电压220V指有效值,动力用电的电压380V指峰值。()(2)只要是交变电流,其峰值就是有效值的倍。()(3)家用电器铭牌上标称的电流、电压都是指有效值。()(4)有效值是根据电流的热效应定义的。()提示:(1)×。生活用电的电压220V和动力用电的电压380V都是指有效
3、值。(2)×。只有正弦交流电的峰值是有效值的倍,其他形式的交变电流一般不是这种关系。(3)√。通常所说的交变电流的电流、电压,交流电表的读数,家用电器的额定电压、额定电流,保险丝的熔断电流等都是指有效值。(4)√。由有效值的定义知是正确的。一 交变电流有效值的定义和计算【典例】通过一阻值R=100Ω的电阻的交变电流如图所示,其周期为1s。电阻两端电压的有效值为世纪金榜导学号()A.12VB.4VC.15VD.8V【解析】选B。根据图像,一个周期T=1s,设该交变电流的有效值为U。0～0.4s的时间间隔为t1=0.4s,电流=0.1A;0.4～0.5s的时间间隔t2=0.
4、1s,电流I2=0.2A;0.5～0.6s的时间间隔为t3=0.1s,电流I3=0.2A;0.6～1s的时间间隔t4=0.4s,电流I4=0.1A,根据电流的热效应,由Rt1+Rt2+Rt3+Rt4=T,解得U=4V,故B正确。【核心归纳】1.交变电流有效值的计算:(1)若是正弦交流电,可利用交变电流的有效值与峰值间的关系求解,即E=,U=,I=。(2)若不是正弦交流电,则必须根据电流的热效应来求解其有效值,且时间取一个周期。(3)求解思路:假设让交变电流通过电阻R,计算交变电流在一个周期内产生的热量Q(可分段计算),其中热量Q用相应的物理量I或U来表示(如Q=I2Rt
5、或Q=),则I或U为交变电流的相应有效值。2.几种常见电流的峰值与有效值的关系:【过关训练】1.(2018·全国卷Ⅲ)一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻接到正弦交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值均为u0,周期均为T,如图所示,则Q方∶Q正等于()A.1∶B.∶1C.1∶2D.2∶1【解析】选D。据Q热=T得:Q方=T、Q正=T,两式相除就有Q方∶Q正=2∶1,故选D。2.(2019·乐山高二检测)如图所示为某一线圈交流电的I-t关系图像(其中前半个周期为正弦波形的),则一个周期内该电流的有效值为()A.I0B.I0
6、C.I0D.I0【解析】选B。根据电流的热效应:I2RT=+,可得电流的有效值为:I=I0,故B正确,A、C、D错误。【补偿训练】1.把220V的交流电接在440Ω电阻两端,则通过该电阻的电流峰值()A.0.5AB.0.5AC.2AD.A【解析】选B。根据交变电流的有效值的定义可得:=,Im==A。2.如图所示为一交变电流的图像,则该交变电流的有效值多大?【解析】令该交变电流通过一电阻R,它在前半周期内,通过该电阻产生的热量Q1=()2R·=它在后半周期内产生的热量Q2==故在一个周期内产生的热量Q=Q1+Q2=RT设某一恒定电流I在相同的时间T内通过该电阻产生的热量为
7、I2RT,由有效值的定义知:RT=I2RT,得:I=I0答案:I0二 交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值的对比【典例】如图所示,交流发电机的矩形线圈abcd中,ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=100,线圈电阻r=0.2Ω,外电阻R=4.8Ω。线圈在磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动,角速度ω=100πrad/s。世纪金榜导学号(1)求产生感应电动势的最大值。(2)若从图示位置开始计时,写出感应电流随时间变化的表达式。(3)交流电压表和交流电流表的示数各为多少?(4)从图示位置起,
