高中物理交变电流的描述教学课件ppt

这是一份高中物理交变电流的描述教学课件ppt，共17页。PPT课件主要包含了类平抛运动，匀速圆周运动，交流电，物理量符号T，计算公式，物理量符号f，有效值，阻交流，阻直流等内容，欢迎下载使用。
方向随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。
其中按正弦规律变化的交流叫正弦式交变电流。
2.正弦式交流电的变化规律：
思考：交流电的一个显著特点就是周期性变化，如何来描述交变电流这种周期性变 化的特征呢？
完成一次周期性变化所需的时间。
国际单位制单位——秒（S）
单位时间内完成周期性变化的次数。
国际单位制单位——赫兹（HZ）
3.正弦式交变电流的公式：
例1.如图所示为我国居民日常生活用交流电电压u随时间t的变化图像，根据图像判断下列 说法正确的是（ ） A.此交变电流的频率为50Hz B.1s内电流方向变化50次 C.t＝0.01s时，线圈平面与磁场方向平行 D.产生该交流电的发电机线圈转动角速度为100πrad/s E．接在该交流电中的LED发光二极管，每秒钟闪烁100次
意义：所有使用交流的用电器，其最大耐压值应大于其使用的交流电压的峰值。
电容器的耐压值：电容器两极间所允许加的电压的最大值。
思考：交变电流的瞬时值和峰值都是交变电流在某一时刻的大小， 如果我将一阻值为R的电阻接入到下图所示的交变电流两 端，经过一个周期的时间T，该电阻产生的热量为多少？能 用瞬时值或峰值计算吗？该用什么值计算呢？
②设线圈面积为S，匝数为n，磁感应强度为B则 0到T时间内平均感应电动势大小为多少？
①能不能用电流的平均值求热量呢？
思考：下图是通过一个R为1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线，此电流不是恒定电流。 ⑴怎样计算通电１ｓ内电阻Ｒ中产生的热量？ ⑵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，这个电流是多大？
使交变电流和恒定电流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，我们就把这一恒定电流的U、I叫做这一交变电流的有效值。
3.正弦式交变电流的有效值：
注意：因有效值与方向无关，故0-T/4，T/4-T/2，T/2-3T/4，3T/4-T四个四分之一周期内 正弦式交流电产生的热量相同，因此这T/4时间内的有效值也是U和I。
注意：因有效值与方向无关，故0-T/4，T/4-T/2，T/2-3T/4，3T/4-T四个四分之一周期 内正弦式交流电产生的热量相同，因此这T/4时间内的有效值也是U和I。
4.关于有效值的说明：
d.一般说到交流的电动势、电压、电流或计算电功率，电热时指的都是有效值。
a.通常所说照明电路的电压是220v指的是交流的有效值。
b.各种交流用电器铭牌上所标的额定电流和额定电压的数值都是它的有效值。
c.交流电压表和电流表所测的数值也是有效值。
5.交变电流“四值”的比较
例3.一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中 绕垂直于磁感线的轴OO′以如图所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。 (1)写出此时刻线圈中感应电流的方向． (2)线圈转动过程中感应电动势的最大值为多大？ (3)线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为多大？ (4)从图示位置开始，线圈转过60°的过程中通过R的电荷量是多少？ (5)图中电流表和电压表的示数各是多少？
1.电感对交流电的阻碍作用
演示实验：把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接 到交流电源上。实验中取直流电源的电压与交流电压的有效值相等。
实验现象：接通直流电源时，灯泡亮些； 接通交流电源时，灯泡暗些。
实验结论：电感器通直流阻交流
思考：为什么电感器对交流电有阻碍作用？ 它对交流电阻碍作用的大小与哪些因素有关？
分析：交流电通过电感线圈时，电流时刻在改变，电 感线圈中必然产生自感电动势，阻碍电流的变 化，使灯泡变暗。 电感器对交变电流阻碍作用的大小，用感抗来 表示。
(1)反映电感对交变电流阻碍作用的大小。
(2)影响感抗大小的因素
1.电感器对交流电的阻碍作用
3.电容器对交变电流的阻碍作用
演示实验：把白炽灯和电容器串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电 源上，观察灯泡的发光情况。
实验现象：接通直流电源时，灯泡不亮； 接通交流电源时，灯泡发光。
实验结论：电容器通交流阻直流
思考：为什么电容器能过通交流电，他对交流的阻碍作用是 如何产生的？
分析：电容器通过充电和放电使电路中就有了电流，表现为 交流“通过”了电路。实际上自由电荷并没有通过电 容器两极板间的绝缘介质。 在充电过程中，电容器两极板上聚集的电荷就阻碍它 们向这个方向运动。电容器对交变电流的阻碍作用的 大小用容抗表示。
(1)反映电容器对交变电流阻碍作用的大小。
(2)影响容抗大小的因素
例4.如图所示，当交流电源的电压(有效值)U＝220V、频率f＝50Hz时，三只灯A、B、 C的 亮度相同(L无直流电阻)。 (1)将交流电源的频率变为f＝100Hz，则( ) (2)将电源改为U＝220V的直流电源，则 ( ) A．A灯比原来亮 B．B灯比原来亮 C．C灯和原来一样亮 D．C灯比原来亮