高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册2 交变电流的描述授课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册2 交变电流的描述授课ppt课件，共19页。PPT课件主要包含了周期和频率，线圈转动一周，ω2πf，角频率或圆频率，eEmsinωt，iImsinωt，uUmsinωt，T002s，角速度，瞬时电压的表达式等内容，欢迎下载使用。

正弦式交变电流的大小和方向都随时间发生周期性变化，那么我们如何描述这种电流的变化特征呢？
电压、电流都发生一次周期性变化
交变电流完成一次周期性变化所需的时间
符号：T 单位是秒（S）
交变电流一秒内完成周期性变化的次数
符号：f 单位是赫兹（Hz）
一交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？
ω=2πf=2π×50=100πrad/s
u=umsinωt=umsin100πt
交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交流电的电流或电压变化幅度。
把电容器接在交流电路中，就需要知道电压的峰值。电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿。
如图是通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。这个电流不是恒定电流。 1、怎样计算通过1S内电阻R中产生的热量? 2、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1S内产生同样的热量，这个电流是多大？
在0.2-0.5s内电路中产生的热量为Q2，则
1、在0-0.2s内电路中产生的热量为Q1，则
故1s内产生的总热量：
Q交=2（Q1+Q2）=2.8J
让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流的电流与电压分别为 I、U，我们就把 I、U 叫 作这一交变电流的有效值。
【例题1】通过某交流电流表的电流i随时间t变化的关系如图所示，该电流表的示数是多少?
电流表的示数是有效值。
Q交=2×（I12Rt1+I22Rt2）从图中把数据代入，则有
所以100R=I2Rt，解得I=5A
根据有效值的定义：有Q直=Q交
4.有效值与峰值的关系
理论计算表明，正弦交流电的峰值与有效值有以下关系：
交流电流表和交流电压表的读数是有效值
交流用电器的铭牌上标识的是有效值
【例题2】如图所示为一交变电流的i­-t图象，则此交变电流的有效值为(　　)
计算线圈某时刻的受力情况
交变电流图象中图线与时间轴所围的面积与时间的比值
跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值
(1)计算与电流的热效应有关的量(如功、功率、热量)等
计算通过电路横截面的电荷量
(2)电气设备“铭牌”上所标值
(3)保险丝的熔断电流
(4)交流电流表、电压表的示数
三、正弦式交变电流的公式和图像
写出下面情况下交流电的表达式
【例题3】如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时，电流方向为正．则下列四幅图中正确的是 (　 　)
电感器对交变电流的作用
①接通直流，灯泡亮度几乎相同。
②接通交流，串联有线圈的支路灯泡较暗。
③匝数越多，灯泡越暗。
④频率越高，灯泡越暗。
线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作用，这叫感抗。
线圈的自感越大，线圈的感抗就越大。
交流的频率越高，线圈的感抗就越大。
电容器对交变电流的作用
①接通直流，串联有电容的支路灯泡不亮。
②接通交流，串联有电容的支路中，灯泡较暗。
③电容越小，灯泡越暗。
④频率越高，灯泡越亮。
电容器对交流有阻碍作用。电容器对交流阻碍作用的大小叫容抗。
交流的频率越高，容抗越小。
电感器和电容器对交变电流的作用
1、电阻对交流和直流的阻碍作用相同。
扼流圈是电工技术和电子技术常用的元件，它利用了电感器对交流的阻碍作用，分为高频扼流圈和低频扼流圈。
1、ー个灯泡，上面写着“220V 40W”。当它正常工作时，通过灯丝电流的峰值是多少?
灯泡正常工作时，通过灯丝电流的有效值
2、有一个电热器，工作时的电阻为50Ω，接在电压为u＝Umsinωt的交流电源上，其中Um＝311V，ω＝100πs-1。该电热器消耗的功率是多大?