物理选择性必修 第二册2 交变电流的描述授课课件ppt

这是一份物理选择性必修 第二册2 交变电流的描述授课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了课前·自主预习，周期和频率，变化快慢，一次周期，峰值和有效值，答案A，课堂·重难探究，答案B，交变电流的变化规律，核心素养应用等内容，欢迎下载使用。

1．物理意义：描述交变电流____________的物理量．2．周期：交变电流完成____________性变化所需的时间，用T表示，单位是秒(s)．3．频率：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作它的频率，用f表示，单位是________(Hz)．
5．我国民用交变电流的周期和频率．(1)周期：T＝________s.(2)频率：f＝________Hz.ω＝100π rad/s，电流方向每秒钟改变________次．
打点计时器总是每0.02 s打一次点，交变电流的频率为多少？【答案】每0.02 s打一次点，打点计时器接的交变电流频率为f＝50 Hz.
关于交变电流的周期和频率，下列说法中正确的是(　　)A．正弦式交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期B．1 s内交变电流出现最大值的次数等于频率C．交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍D．50 Hz的交变电流，其周期等于0.05 s【答案】C　
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大小相同的________，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量________，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．(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．3．正弦式交变电流峰值和有效值的关系：I＝________，U＝________.
在阻值为70 Ω的电阻中通以正弦交变电流，测得在10 min内放出的热量为2.1×104 J，则此交变电流的最大值为(　　)A．0.24 A　　B．0.5 A　　　　C．0.707 A　　　D．1 A【答案】D　
1．某发电机产生的电动势为e＝50sin(100πt) V，对此电动势，最大值是____V；频率是____Hz；有效值是______V；周期是____s.2．如图是一个正弦式交变电流的图像，由图可知，电流的峰值Im＝____A，有效值I＝____A，周期T＝____s，频率f＝____Hz.
正弦式交变电流的公式和图像
如图所示是一个正弦式交变电流的图像，下列说法正确的是(　　)A．周期是0.2 s，电流的峰值是10 AB．周期是0.15 s，电流的峰值是10 AC．频率是5 Hz，电流的有效值是10 AD．频率是0.2 Hz，电流的有效值是7.07 A
1．周期(T)：交变电流完成一次周期性变化所需的时间．2．频率(f)：周期的倒数叫作频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数．
A．交流电的频率是100π HzB．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大C．交流电的周期是0.01 sD．t＝0.05 s时，e有最大值【答案】B　
变式1　(多选) 矩形金属线圈共10匝，绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示．下列说法中正确的是(　　)A．此交变电流的频率为0.2 HzB．1 s内电流方向变化10次C．t＝0.1 s时，线圈平面与磁场方向平行D．1 s内线圈转5圈【答案】BD　
1．交变电流有效值的定义．(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的．(2)等效是指恒定电流和交变电流，在相同的时间内，在相同的电阻上产生的热量相同．(3)通常所说的交变电流的电压、电流，用电表测量的交变电流的电压、电流，以及用电器的额定电压、额定电流，还有保险丝的熔断电流，都是指有效值．
2．交变电流有效值的计算．(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，且时间取一个周期．
例2　有一交变电流如图所示，则由此图像可知(　　)A．它的周期是0.4 sB．它的峰值是4 AD．它的频率是0.8 Hz【答案】B　
变式2　一个匝数为100匝，电阻为R＝0.5 Ω的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按如图所示规律变化，则线圈中产生交变电流的有效值为(　　)C．6 A　　D．5 A【答案】B　
1．交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时).
2．交变电流瞬时值表达式的书写．(1)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式Em＝nBSω求出相应峰值．(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式．如：①线圈在中性面位置开始计时，则i－t图像为正弦函数图像，函数表达式为i＝Imsin ωt.②线圈在垂直于中性面的位置开始计时，则i－t图像为余弦函数图像，函数表达式为i＝Imcs ωt.
例3　(多选)图甲、乙分别为两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压是正弦函数的一部分．下列说法正确的是(　　)
A．图甲、乙均表示交流电B．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝20sin(100πt) VC．图乙所示电压的有效值为20 VD．图乙所示电压的有效值为10 V【答案】ABD　
1．峰值．说明：峰值由线圈匝数N、磁感应强度B、转动角速度ω和线圈面积S决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关．
2．正弦式交变电流的瞬时值表达式．(1)从中性面位置开始计时：e＝Emsin ωt，i＝Imsin ωt，u＝Umsin ωt.(2)从与中性面垂直的位置开始计时：e＝Emcs ωt，i＝Imcs ωt，u＝Umcs ωt.
3．对交变电流图像的认识．如图所示，正弦式交变电流随时间的变化情况可以从图像上表示出来，图像描述的是交变电流的电动势、电流、电压随时间变化的规律，它们是正弦曲线．
例4　(多选) 矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时．穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，下列结论正确的是(　　)
A．在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，电动势最大B．在t＝0.2 s和t＝0.4 s时，电动势改变方向C．电动势的最大值是157 VD．在t＝0.4 s时，磁通量变化率达到最大，其值为3.14 Wb/s【答案】CD　
变式4　一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图像如图所示，则(　　)A．交流电的频率是4π HzB．当t＝0时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大C．当t＝π s时，e有最大值【答案】B　
正弦式交变电流四值比较及应用1．比较.
2．提醒．(1)不能混淆四值的物理意义，解决不同的问题要选用不同的物理量．(2)不能认为有效值就是平均值，有效值和平均值的物理意义、计算方法、应用对象都不同．
例5　一个矩形线圈的匝数为N，线圈面积为S，在磁感强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕所在平面内垂直磁感线的轴匀速转动，开始时，线圈平面与磁场平行．对于它产生的交变电动势，下列说法正确的是(　　)A．瞬时值表达式为e＝NBSωsin ωtD．频率为2πω
1．(多选)在交流电路中，下列说法正确的是(　　)A．阻碍电流的不仅有电阻，还有电感线圈和电容器B．电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗就越大C．交变电流能通过电容器，是因为交变电压的最大值大于击穿电压，电容器被击穿了D．电感对交变电流的阻碍作用，是因为交变电流通过电感线圈时，线圈中产生自感电动势阻碍电流的变化【答案】AD　
【解析】由电容器和电感对交变电流作用的特点可知A、D正确，B错误；在交变电流作用下，电容器不断进行充放电，电路中产生电流，表现为交变电流通过了电容器，故C错误．
A．交流电的频率是100π HzB．t＝0时，线圈位于中性面C．交流电的周期是0.02 sD．t＝0.05 s时，e有最大值【答案】BC　
3．在相同的时间内，某正弦式交变电流通过一个阻值为100 Ω的电阻产生的热量，与一电流为3 A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则(　　)【答案】A　
A．交变电流的频率为10 HzB．电动势的峰值为20 VC．电路中电流的有效值为1.0 AD．一周期内外接电阻消耗电能9.0 J【答案】C　
5．(多选)一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势图像，根据图像提供的信息，以下说法正确的是(　　)B．电动势的最大值为20 VC．t＝1.0×10－2 s时，线圈平面和磁场方向的夹角为30°D．t＝1.5×10－2 s时，穿过线圈平面的磁通量最大