2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第3章交变电流3.2交变电流的描述(4)课件

交变电流的描述\n一、交变电流的周期和频率1.周期:交变电流完成一次周期性变化的,通常用T表示,单位是.2.频率:交变电流在1s内完成周期性变化的次数,通常用f表示,单位是.时间sHz二、交变电流的峰值和有效值1.峰值:交变电流在一个周期内能达到的数值.最大\n2.有效值(1)定义:交变电流和恒定电流分别通过相同的电阻,如果它们在相同时间内产生的相等,这一恒定电流的数值就是相应交变电流的.(2)应用①通常所说的交变电流的电压、电流值是有效值;②交流电表测量的交变电流的电压、电流值是;③交流用电设备所标注的、指有效值.3.正弦式交变电流有效值与峰值的关系(1)E==0.707Em.阻值热量有效值有效值额定电压额定电流\n(2)I==0.707Im.(3)U==0.707Um.\n要点一　交变电流有效值的理解与计算答案:不是,有效值是根据电流的热效应确定的,而平均值可通过Δt时间内磁通量的变化量ΔΦ求得.【问题导引】1.正弦式交变电流的电动势的有效值是电动势的平均值吗?\n\n【要点透析】1.对有效值的理解理解有效值重点在“效果”相同,即体现为相同电阻、相同时间,产生相同热量,交变电流与多大的直流电“效果”相同,有效值就是多大.2.有效值的计算方法(2)当电流是非正弦交变电流时,必须根据有效值的定义求解.即计算交变电流在一个周期内产生的热量Q的表达式→代入数值,求解相对应的I、U即为交变电流、电压的有效值→\n3.几种常见交变电流的有效值(以电压值为例)\n\n【典例1】两个完全相同的电热器分别通过如图(甲)和(乙)所示的电流峰值相等的方波交变电流和正弦式电流,则这两个电热器功率Pa、Pb之比为()A.1∶1B.2∶1C.1∶2D.4∶1\n〚思路探究〛(1)题中求解电热器功率,应选用电功率的哪个公式?式中的物理量为有效值还是最大值?答案:P=I2R,式中的电流I为交变电流的有效值.(2)图(甲)和图(乙)所示的电流的有效值分别是多少?答案:B\n方法技巧\n〚针对训练1-1〛一个边长为6cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36Ω.磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示,则线框中感应电流的有效值为()\n答案:B\n要点二　瞬时值、峰值、有效值及平均值的区别答案:交变电流的热效应与交变电流的有效值有关,电器铭牌上标的电压值、电流值均为其有效值.【问题导引】1.交变电流的热效应与交变电流的什么值有关系?一些电器的铭牌上标的电压值和电流值又是交变电流的什么值?2.试分析一个击穿电压为250V,电容为6×10-7F的电容器能否连接到“220V50Hz”的正弦式交变电源上?\n【要点透析】交变电流的“四值”对比\n〚思路探究〛求交变电流有效值的方法是什么?答案:由感应电动势最大值,求出有效值,再由闭合电路欧姆定律求出电流的有效值.\n答案:D\n方法技巧有效值的应用(1)在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率以及确定保险丝的熔断电流时,只能用交变电流的有效值.(2)在交流电路中,电压表、电流表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值.\n〚针对训练2-1〛小型发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO′,线圈绕OO′匀速转动,如图所示.矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压()\n答案:D\n1.某交变电流的方向在1s内改变100次,则其周期T为()A.0.01sB.0.02sC.100sD.50sB解析:由于交变电流每周期内方向改变两次,所以T=0.02s,B项正确.\n2.(多选)下面关于交变电流的说法中正确的是()A.交流电气设备上所标的电压和电流值是交流的有效值B.用交流电流表和电压表测定的读数值是交流的瞬时值C.给定的交流数值,在没有特别说明的情况下都是指有效值D.对同一电阻且时间相同,则跟交流有相同的热效应的直流的数值是交流的有效值ACD解析:交流电气设备上所标值及交流电表的测定值均为有效值,故A正确,B错误;根据有效值的定义,D正确;通常情况,如果没有特别说明,给出的交流值均为有效值,故C正确.\n3.闭合金属线框曲线部分恰好是半个周期的正弦曲线,直线部分长度为0.4m线框的电阻为1Ω,若线框从虚线位置开始以2m/s的速度匀速进入足够大的匀强磁场的过程中(线框直线部分始终与磁场右边界垂直),线框释放出的焦耳热为0.4J,则线框中电流随时间变化的关系式为()C\n\n4.如图所示,图(甲)和图(乙)分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系.若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻,则经过1min的时间,两电阻消耗的电功之比W甲∶W乙为()C\n