第二節

描述交變電流的物理量第三章

交變電流

1.周期和頻率

1.周期T

：一次周期性(線圈轉動一圈)變化的時間。單位是s．2.頻率

f：1s內交變電流完成周期性變化的次數．單位是Hz．3.關系：T、f、n(轉速)、ω(角速度)【例1】我國民用交變電流電壓隨時間變化圖像如圖所示，則：（1）周期：（2）角速度：（3）頻率：（4）電流方向每秒鐘改變多少次？交變電流的u-t圖像2.瞬時值和峰值

中性面開始計時內阻為r的線圈給外電阻R

供電

R2.瞬時值和峰值【問題2】一個電容器，當它的兩個極板間的電壓超過50V時，其間的電介質就可能被破壞而不再絕緣，這個現象叫作電介質的擊穿，這個擊穿電壓叫作這個電容器的耐壓值。能否把這個電容器接在我國民用交變電流的電路兩端?為什么?耐壓值為400V的電容器？3.有效值

【問題3】我國民用交變電流電壓隨時間變化圖像如圖所示，為什么說電壓為220V呢？一個周期內電壓數值在變化，而且正負值，為什么用交流電壓表的示數固定都為正值？3.有效值【問題3】圖甲是通過一個R=1Ω的電阻的電流i隨時間變化的曲線。這個電流不是恒定電流。（1）該交變電流的周期？（2）一個周期內電阻R中產生的熱量？（3）如圖乙所示，如果有一個大小和方向都不變的恒定電流通過這個電阻R，在相同時間內產生相同的熱量，這個電流是多大？~3.有效值有效值：根據電流的熱效應，讓交變電流與恒定電流分別通過大小相同的電阻，如果在交流的一個周期內它們產生的熱量相等，則這個恒定電流的電流I、電壓U，叫作該交流的有效值。定義有效值時要“三同”：電阻相同，時間相同（一個周期），熱量相同。~等效法思想3.有效值【課本P72】正弦式交變電流有效值的推導（結論非常重要）根據對稱性思想，它們具有相同的有效值I:它們在一個周期內產生的熱量之和為即是所以3.有效值正弦式交變電流的有效值與最大值的關系：注意：對非正弦式交變電流有效值只能通過電流的熱效應計算OT/2Tte、u、iEm、um、im-Em、-um、-ime、u、iOTtEm、um、im-Em、-um、-imT/2U=Um

=0.707UmI=Im

=0.707ImE=Em

=0.707Em3.有效值

交流用電設備上所標的額定電壓和額定電流是指有效值交流電壓表、電流表測量的數值是指有效值保險絲的熔斷電流是指有效值無特別說明時提到的交變電流的數值是指有效值3.有效值

【例2—課時跟蹤檢測P165】如圖所示是一交變電流的i-t圖像，則該交變電流的有效值為A.4AB.C.D.3.有效值【例3—課本P88，多選】有一種家用電器，其電路工作原理圖如圖（a）所示.當電阻絲接在交流電源上后，電阻絲開始加熱.當其溫度達到某一數值時，自動控溫裝置P啟動，使電阻絲所接電壓變為如圖（b）所示波形（部分仍為正弦波），從而進入保溫狀態.不計電阻絲阻值的變化，自動控溫裝置P啟動后，則下列說法正確的是A.電阻絲的功率變為原來的一半B.電阻絲所接交變電壓的頻率變為原來的一半C.電壓表的示數大約是原來的0.5倍D.電壓表的示數大約是原來的0.7倍3.有效值【例4—課本P74】矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的中心軸勻速轉動，產生的交變電動勢表達式為e=311sin314t（V）.（1）求電動勢的峰值、有效值和頻率？（2）當線圈平面從中性面開始轉過3/4周期時，電動勢的瞬時值為多大?（3）若線圈阻值為r=4Ω的與一個R＝6Ω的電阻構成閉合電路。交流電流表、電壓表的示數？3.有效值

12月28日星期二物理作業（描述交變電流的物理量課時1）作業范圍：《三維設計》

P84-87全部

P89-思維建模2、P90-全部

P109-針對訓練1

《課時跟蹤檢測》P165-1、2、3、5P166—11上交時間：晚修結束后上交（只收三維設計）3.有效值

(多選)如圖甲所示為一交變電壓隨時間變化的圖像，每個周期內，前二分之一周期電壓恒定，后二分之一周期電壓按正弦規律變化。若將此交流電連接到如圖乙所示的電路，電阻R的阻值為100Ω，電表均為理想電表，則A．電壓表讀數為100VB．電流表讀數為0.75AC．電阻R消耗的電功率為75WD．電阻R在100s內產生的熱量為5625J4.用圖像描述交變電流

4.平均值：交變電流圖像中圖線與時間軸所圍成的面積與時間的比值。平均感應電動勢eOttS不易求！vOtt平均速度S平均感應電流iOttS不易求！感應電動勢平均值：感應電流的平均值：通過線圈的電荷量：內阻為r的線圈給外電阻R

供電

R4.用圖像描述交變電流4.用圖像描述交變電流【例5】如圖所示交流發電機的矩形線圈邊長ab＝cd＝0.4m，ad＝bc＝0.2m，線圈匝數N＝100，電阻r＝1Ω，線圈在磁感應強度B＝0.2T的勻強磁場中繞垂直于磁場的軸以ω＝100πrad/s的角速度勻速轉動，外接電阻R＝9Ω，以圖示時刻開始計時，則(1)感應電動勢的最大值(2)交流電壓表的示數(3)由圖示位置轉過60°時的瞬時感應電動勢(4)由圖示位置轉過60°的過程中產生的平均感應電動勢(5)由圖示位置轉過60°的過程中通過電阻R的電荷量4.用圖像描述交變電流

【例6—課本87,多選】如圖（甲）所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉動，產生的交變電動勢圖像如圖（乙）中曲線a、b所示，則A.兩次t=0時刻，線圈平面均與中性面重合B.曲線a、b對應的線圈轉速之比為2∶3C.曲線a表示的交變電動勢頻率為25HzD.曲線b表示的交變電動勢有效值為10V【例7—三維設計P89,多選】單匝閉合矩形線框電阻為R，在勻強磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉動，穿過線框的磁通量Φ與時間t的關系圖像如圖所示。下列說法正確的是A.

t=0時刻線框平面與中性面垂直B．線框的感應電動勢有效值為C．線框轉一周外力所做的功為D．從t＝0到

過程中線框的平均感應電動勢為4.用圖像描述交變電流4.用圖像描述交變電流

【例8—三維設計P109,多選】(2021年1月新高考8省聯考·福建卷)一手搖交流發電機線圈在勻強磁場中勻速轉動。轉軸位于線圈平面內，并與磁場方向垂直。產生的交變電流i隨時間t變化關系如圖所示，則 A．該交變電流頻率是0.4HzB．該交變電流有效值是0.8AC．t＝0.1s時，穿過線圈平面的磁通量最小D．該交變電流瞬時值表達式是i＝0.8sin5πt(A)5.用圖像描述交變電流12月28日星期三物理作業（描述交變電流的物理量課時2）作業范圍：《三維設計》P82—素養訓練2

P88-9