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《2021_2022版高中物理第五章交变电流2描述交变电流的物理量课件新人教版选修3_2202103192142.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描述交变电流的物理量一、周期和频率【情境思考】我国民用交变电流的周期和频率是多少?电流方向每秒钟改变多少次?提示:我国民用交变电流的周期是0.02s,频率是50Hz,电流方向每秒改变100次。必备知识·自主学习周期、频率、角速度和转速:一次周期性变化次数赫兹Hz二、峰值、有效值和相位【情境思考】某交流电压的瞬时值表达式u=6sin(100πt)V,把标有“6V2W”的小灯泡接在此电源上会不会被烧坏?把标有6V的电容器接在此电源上会不会被击穿?提示:小灯泡不会被烧坏,交流电压的瞬时值表达式u=6sin(100πt)V中6V是最大值,其有效值是6V,而标有“6V2W
2、”的小灯泡中的6V是有效值。电容器会被击穿。1.峰值:(1)定义:交变电流的电压、电流所能达到的_____数值。(2)应用:电容器所能承受的电压要_____交流电压的峰值。2.有效值:(1)定义:让交变电流与恒定电流分别通过相同的_____,如果在交流的一个周期内它们产生的热量_____,则这个恒定电流的电流I、电压U,叫作这个交流的有效值。最大高于电阻相等(2)应用:①交流用电设备上所标的_____电压和_____电流;②交流电压表测量的数值;③无特别说明时提到的交变电流的数值。额定额定3.正弦式交变电流峰值和有效值的关系:I=,U=。4.相位:(1)正弦式交变
3、电流瞬时值表达式中正弦符号“sin”后面的量“_______”叫作交变电流的相位,“φ”叫作_______。(2)两支交流的相位之差叫作它们的_______;当它们的_____相同时,相位差是个常数。ωt+φ初相位相位差频率5.关于交流电的“四值”:解释符合科学实际的有:_____。①对于一个正弦式电流的峰值同周期、频率一样是不变的,但有效值是随时间不断变化的。②正弦式交变电流的正负两部分是对称的,所以有效值为零。③正弦式交变电流的有效值等于峰值的倍。非正弦式交变电流的有效值不一定等于峰值的倍。④只要是交变电流,其峰值就是有效值的倍。⑤家用电器铭牌上标称的电流、电
4、压都是指有效值。③⑤【易错辨析】(1)各国交变电流的周期都是0.02s。()(2)若交变电流是线圈在匀强磁场中匀速转动形成的,则交变电流的周期也是线圈做圆周运动的周期。()(3)我国提供市电的发电机转子的转速为3000r/min。()(4)交变电流的有效值总是小于峰值。()(5)当线圈从中性面位置开始转动时,初相为0。()×√√×√关键能力·合作学习知识点一交变电流的有效值的理解与计算1.有效值的计算方法:(1)若是正弦式交变电流,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)若不是正弦式交变电流,则必须根据电流的热效应来求解其有效值,且时间
5、取一个周期。具体解法: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用相应的恒定电流物理量I或U来表示(如Q=I2Rt或Q=t),则I或U为交变电流的相应有效值。2.几种典型交变电流的有效值:提醒:有效值是按照相同时间内的产热量决定的。【问题探究】从实验的角度出发,看看是否能从中找到有效值和最大值的某种关系。设计如图所示的实验:将一个恒定电流和一个交变电流分别通过同一个小灯泡,若两种情况下小灯泡的亮度是一样的,就可以说明所通的恒定电流的值即为交变电流的有效值。提示:(1)为了判断小灯泡的亮度是否一样,在小灯泡的旁边固定了一
6、个光照度传感器,通过数值来判断小灯泡的亮度;(2)为了读出交变电流的峰值和恒定电流的值,我们将它们接入示波器,借由示波器来读数。【典例示范】【典例】通过一阻值R=100Ω的电阻的交变电流图象如图所示,其周期为1s。电阻两端电压的有效值为()A.12VB.4VC.15VD.8V【解题探究】(1)该电流周期为多少?提示:1s(2)一个周期内的热量如何去求?提示:分段按照直流电求。【解析】选B。由题意结合有效值的定义可得I2RT=2将I1=0.1A,I2=0.2A代入可得流过电阻的电流的有效值I=A,故电阻两端电压的有效值为IR=4V,B正确。【规律方法】交变电流有效值
7、的计算(1)U=、I=只适用于正弦式交变电流,对于按其他规律变化的交变电流,上述关系式一般不再适用。(2)对于非正弦式交变电流有效值的计算,时间一般选取一个周期。(3)凡涉及能量、电功以及电功率等物理量时均用有效值,在确定保险丝的熔断电流时也用有效值。【素养训练】1.【母题追问】上例中,若在电路中串联一个二极管,其他条件不变,则电阻两端电压的有效值为多少?【解析】I′2RT=R·T+R·T解得I′=A故U′=I′R=4V答案:4V2.两个完全相同的电热器,分别通以图甲、乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦交变电流,则这两个电热器的电功率之比P甲∶P乙等于()A.∶
8、1B.2∶
