高中人教版 (2019)2 交变电流的描述公开课课件ppt
展开物理观念: 知道交变电流的周期、频率、峰值、有效值、瞬时值等概念及其间的关系,能通过函数表达式和图像来描述交变电流,并通过图像信息求有关物理量。科学思维: 经历推导有效值的过程,体会等效的科学方法。科学探究: 通过演示实验了解电感器与电容器对交变电流的作用,了解家用电路的频率和电压的有效值。科学态度与责任: 要勇于探索生活中的物理现象,勤于思考,体会物理知识在生活中的重要性。
重点: 瞬时值、峰值、有效值之间的关系难点: 有效值的理解与计算
1.交变电流(AC)
电流大小和方向随时间做周期性变化,叫作交变电流。
2.正弦交流电的变化规律:
不同的运动形式,用不同的物理量来描述。比如直线运动、曲线运动、圆周运动、简谐运动,各有不同的物理量来描述运动的特征。今天我们学习描述交变电流的物理量。
一、描述交流电变化快慢的物理量
交变电流完成一次周期性变化所需的时间
1秒内线圈在匀强磁场中转动的角度(弧度)
交变电流1秒内完成周期性变化的次数
我国生产和生活所用交流电:周期 T=_____s频率f=_____Hz角速度ω=_____rad/s在1s内电流的方向变化____次
(一个周期内电流方向改变2次)
二、描述交流电大小的物理量
对应某一时刻的交流的值,用小写字母,e、i 、u表示。
电流或电压所能到达的最大值称为峰值,用Im或Um表示.
电容器的耐压值(即击穿电压)要高于交流电的峰值,否则电容器可能被击穿。
如:将e=400 sin 314 t加在电容器两端,那么电容器的耐压值不得低于_____V
如图所示电流I=2A通过一个R=2Ω的电阻。它是恒定电流。通电10s内电阻R中产生的热量?
如图所示电流I通过一个R=2Ω的电阻。通电10s内电阻R产生的热量?
如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R,也能在10s内产生同样多的热量,这个电流多大?
让交流电和恒定电流通过相同电阻,如果它们在相同时间内,产生热量相等,把恒定电流的值叫交流电的有效值。
描述交流电做功或热效应的物理量。
①无特殊说明的电压值、电流值,额定电压、额定电流
②交流电流表和交流电压表的读数
③计算交流电的功、功率或电热时必须用有效值、熔断器的熔断电流
(4)下列情况均指有效值:
已知某电阻元件在正常工作时,通过它的电流按如图所示的规律变化,今将这个电阻元件与一个多用电表串联,已调至交变电流电流挡则多用电表的读数为( )
多用电表的读数是有效值,设该电流的有效值为I,根据交变电流有效值的定义有
所以多用电表的读数为5A,故选A。
计算感应电荷量时必须用平均值
三、电感器和电容器对交变电流的作用
在直流电路中,影响电流和电压关系的只有电阻,而在交流电路中影响电流和电压关系的除了电阻,还有电感和电容.通过电感和电容对交变电流影响的分析讨论,我们可以进一步认识到交流与直流的区别.
电阻对直流和交流的阻碍作用相同.
视频:电阻对直流和交流的阻碍作用
(1)电感对直流电没有阻碍
电感对交流电有阻碍作用
(2)交流电的频率越高, 电感的阻碍作用越大。
(3)电感对交流电的阻碍 作用叫感抗.
视频:电感对直流和交流的阻碍作用
(1)电容对直流起完全隔断作用,
(2)交流电的频率越高,电容的 阻碍作用越小。
(3)电容对交流电的阻碍作用 叫容抗。
视频:电容对直流和交流的阻碍作用
如图所示,线圈的自感系数和电容器的电容都很小(如L=1mH,C=200pF),此电路的重要作用是( )A.阻直流通交流,输出交流B.阻交流通直流,输出直流C.阻低频通高频,输出高频交流D.阻高频通低频,输出低频交流和直流
因线圈自感系数很小,所以对低频成分的阻碍作用很小,这样直流和低频成分能顺利通过残留,电容器并联在电路中,起旁路作用,因电容C很小,对低频成分的阻碍作用很大,而对部分通过线圈的高频成分阻碍作用很小,最终输出的是低频交流和直流.所以,正确选项为D.
1.最大值——如电容器的耐压值;
2.瞬时值——启辉值、偏转值;
(2)数值上也等于图线与t轴包围的面积与t的比值
(3)通过导体的电荷量必须用平均值
1.一个电阻接在10V的直流电源上,它的发热功率是P,当接到电压为u=10sinωtV的交流电源上,它的发热功率( ) A.0.25P B.0.5P C.P D.2P
2.下列有效值为 的是( )
3.有一电阻极小的导线绕制成线圈接在交流电上,如果电源电压峰值保持不变,比较下面哪种情况,通过线圈的电流最小( )A.所加电源频率为50 HzB.所加电源频率为100 HzC.所加电源频率为50 Hz,减少线圈匝数D.在线圈中加入铁芯,所加电源频率为 100 Hz
4.有两个电容分别为C1=5 μF,C2=3 μF的两电容器,分别加在峰值一定的交流电源上,比较下列哪种情况通过电容器的电流最大( )A.在C1上加f=50 Hz的交变电流B.在C2上加f=50 Hz的交变电流C.在C1上加f=60 Hz的交变电流D.在C2上加f=60 Hz的交变电流
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