交流电 三 、表征交变电流的物理量
表征交变电流的物理量PPT课件
作
业
“课本”P105 ： 2-
5
1 I I m 0.707I m 2 1 U U m 0.707 U m 2
没有特别说明，通常所指的交流电流、电压、 电动势都是有效值，电表测量的值也是有效值， 计算电功、电热、电功率等时应用电压、电流的 有效值。
2.周期和频率(表针交流变化快慢) （1）周期T：交变电流完成一次周期性变 化所需时间。 （2）频率f：交变电流在1秒内完成周期性 变化的次数。 （3）关系：f=1/T T=1/f (4)我国生产和生活用交流电
二、表征交变电流的物理量
1.最大值和有效值 （1） 最大值（也叫峰值）如图Im或Um
i U
Im Im O
t
Um UmO
t
（2）有效值（根据电流的热效应来规定）
让交流电和直流电通过同样的电阻，如果 它们在相同时间内产生的热量相等，就把这 一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。
（3）有效值和峰值的关系（只适用于正弦或余弦 式交流电）
4、如图，是按正弦规 律变化的交流的图象， 根据图象求出它的周期、 频率和电流的峰值。让 该交流电通过阻值为4 欧 的电阻，则经5 秒钟产生 的热量为 焦。
5、某交流电的 电流随时间变化的 关系图象如图所示， 则该交流电的有效 值为 A。
i/A +10
0 0.05 0.10 0.15 0.20
-10
周期T=0.02s
i
频率f =50HZ
T 2T
t
Im Im
O
思考题：
1、某正弦式交流电的有效值是2A，它的 最大值是多少？ 2、某用电器两端允许加的最大直流电压是 100V，能否把它接在交流电压是100V的电路 里？为什么？
最新交变电流知识点
交变电流知识点一、交变电流的产生1原理：电磁感应2、中性面：线圈平面与磁感线垂直的平面。
3、两个特殊位置的比较①线圈平面与中性面重合时（S丄B），磁通量①最大，=0, e=0, i=0 ,感应电流的方A t向将发生改变。
②线圈平面平行与磁感线时（S// B）,①=0 , 最大，e最大，i最大，电流方向不变。
A t4、穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势、感应电流随时间变化的函数关系总是互余的: 取中性面为计时平函数图象磁诵量0 二札 COS drf = 5J S*C0S加%o一叽4电动势G= £ stn a =科BE血sin.ef耳电压Tta 二U*sin ef = ----------- sill 血我R^rUnQ-u n1 ar “中性面广行*■ >11II4匸线性1冃F- J —11 / ZXI 1从方向、大小两个角度研究交流电瞬时值表达式的具体形式是由开始计时的时刻和正方向的规定共同决定的。
若从中性面开始计时，虽然该时刻穿过线圈的磁通量最大，但线圈两边的运动方向恰与磁场方向平行，不切割磁感线，电动势为零，故其表达式为--L- J ;但若从线圈平面和磁场平行时开始计时，虽然该时刻穿过线圈的磁通量为零，但由于此时线圈两边的速度方向和磁场方向垂直，电动势最大，故其表达式为"J " '' O例：矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是（）A •当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B •当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C •每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次D .线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零答案：CD【变式训练】一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动过程中,线框中的最大磁通量为：m，最大感应电动势为E m，则下列说法中正确的是（）A. 当穿过线框的磁通量为零时，感应电动势也为零B .当穿过线框的磁通量减小时，感应电动势在增大C .当穿过线框的磁通量等于0.5：m时，感应电动势等于0.5E mD .线框转动的角速度• ■ =E m / ；：m【变式训练】如图所示，矩形线圈abed在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时（）BI! * b；£------ 1_“——・・: IA. 线圈绕P1转动时的电流等于绕P转动时的电流B. 线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C. 线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是c^dD. 线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力答案：BD A二、对交变电流图像的理解交变电流的图像包括0 -t、e-t、i-t、u-t等，具体图像见上页，现只研究e-t图像Array从图像上可得到信息：1、线圈平面与中性面平行时为计时平面2、电流最大值3、周期T和频率f4、不同时刻交流电的瞬时值5、线圈处于中性面和电流最大值对应的时刻6、任意时刻线圈的位置和磁场的夹角例：如图a所示，一矩形线圈abed放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴00以角速度3逆时针匀速转动。
【推选文档】表征交变电流的物理量PPT
（2）最大值可以表示交变电流的强弱或电压 的高低，但不适于用来表示交流产生的效果．
（3）线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀 速旋转时，电动势的最大值：
EmnBS
2．有效值
（1）概念的引入：为了反映交变电流所产生的效果， 引入有效值的概念．
（2）定义：使交变电流和直流通过相同阻值的电阻， 如果它们在相等时间内产生的热量相等，就把这一直 流的数值叫做这一交变电流的有效值．
解析：
线圈平面每经过中性面一次，电流方向改变一次， 在一个周期内线圈平面有两次经过中性面，对于正弦 式交变电流有效值是最大值的 1/ 2 倍，对其他的交 变电流不一定有这样的关系，交变电流的有效值是根 据电流的热效应来规定的，与平均值不同，交变电流 的正负表示电流的方向，不表示电流的大小，交变电 流的最小值为零．
2、修改4个页面以上的，每加1个页面收5元，插入你发来图片并制作动画特效每张1元；
有效值表示交变电流产生的效果，正弦交变电流有效值与最大值存在着一定的关系．
关． ５．有效值与平均值不同
二、此课件为作者原作，如你看后有不满意的地方，我们提供专业技术修改，具体如下：
B．交变电流的有效值总是最大值的
倍．
在 计 算 交 变 电 流 通 过 导 体 产 生 的 焦 耳 热 ， 做 功 的 电 由于交变电流的电压、电流等的大小和方向都随时间做周期性变化，因此在交流电路中使用电压和电流不能全面地反映其电路的特性，
对交变电流就需要多一些的物理量来描述其不同方面的特性．
省徐闻县徐城中功学语率文教以师，及兼任电丝脑课的，拥熔有多断年网电站和流课件时制作，经验只，欢能迎查用实。交变电流的有效值；
在计算通过导体某一截面的电量时，只能用交变电流
的平均值．
高中物理第二章交变电流第三节表征交变电流的物理量课
3．正弦式电流的电动势、电流和电压的有效值和峰 值的关系． Em E＝ ＝0.707Em， 2 Im I＝ ＝0.707Im， 2 Um U＝ ＝0.707Um. 2
判断正误 (1)交流电压表测量的电压是有效值．(√) (2)任何形式的交变电流的电动势的有效值和峰值的 Em 关系都可以表示为 E＝ ＝0.707Em.(×) 2
2
RT＝
2 2 2 T 2 ×4 R· 3 ＋4 ·R·3T， 2
2 30 解得 I＝ A. 3 答案：B
题后反思 求解有效值的一般步骤 1．首先要分析交变电流的变化规律，在一个交变电 流中可能存在几种形式的交流电． 2．一个交变电流中存在几种形式，可在一个周期内 分段求出产生的热量，求其和．
拓展一
有效值的理解及应用
1．交变电流的有效值是根据什么来定义的？ 提示： 交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义 的．
2．交变电流的有效值是不是指该电流在某一段时间 的平均值？
提示：交流电的有效值不是某一段时间内的平均值， _ _ E 有效值是根据热效应定义的，而平均值是平均效果 I＝R ＝n ΔΦ ΔtR ，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动一周
关系.
4.能解决有关有效值问题的 计算．
知识点一 提炼知识
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所需的时间 称为交变电流的周期，用 T 表示，单位是秒(s)． 2．频率：交变电流的频率是指交变电流在 1 s 内完 成周期性变化的次数，用 f 表示，单位是赫兹(Hz)．
3．角速度 ω(单位 rad/s)、转速 n(单位 r/s)也是描述 交变电流变化快慢的物理量. 转速 n 越大， 角速度 ω 越大， 2π 交变电流变化越快，T、f、ω、n 之间的关系是：T＝ ω 1 ＝ f ，ω ＝2π f＝2π n. 4．生活用电的周期为 0.02 s，频率为 50 Hz，角速度 ω＝100π rad/s ，电流方向每秒改变 100 次．
高二物理交变电流的产生和变化规律表征交变电流的物理量
嗦夺市安培阳光实验学校高二物理交变电流的产生和变化规律、表征交变电流的物理量【本讲主要内容】交变电流的产生和变化规律、表征交变电流的物理量【知识掌握】【知识点精析】本讲的重点、难点是交流电的概念和变化规律，交变电流的有效值和交流电的优越性，有效值的物理意义。
高考主要考察交流电的产生和有效值、瞬时值的计算，题型都为选择题，尤其是有效值的计算，主要考察物理中的等效思想。
1. 交变电流的产生及其变化规律（1）交变电流：强度和方向都随时间周期性变化的电流。
（2）正弦交变电流的产生：一个矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动便可产生。
（3）正弦交变电流的变化规律中性面：与磁场方向垂直的平面。
线圈转到中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，线圈每经过一次中性面，电流的方向改变一次。
变化规律：正弦交变电流图象（如下图）：2. 表征交变电流的物理量（1）周期和频率交变电流的周期和频率是表征交变电流变化快慢的物理量。
周期T：交变电流完成一次周期性变化所需要的时间。
从交变电流产生的角度来看，它就等于旋转电枢式发电机中线圈转动的周期。
频率f ：交变电流在1s内完成周期性变化的次数。
显然，f =T1。
（1）有效值和最大值有效值：在热效应上和直流电等效的物理量。
譬如，上面的交流电流的有效值就是I 。
如果我们不要每次都用实验去测量，那么，物理学家已经用高等数学工具计算出来：对于正弦交流电而言，其有效值和最大值之间具有以下关系I =21Im U = 21Um我们已经介绍有效值在意义和对于正弦交流电的计算方法。
那么，在实际应用中，它还有什么价值呢？原来，交流电表中的实数全部都是有效值（交流电表的工作原理、为什么指示有效值，目前不便介绍，有兴趣的同学可以参看相关的课外资料）。
此外，人们通常口头上所说的多少伏、多少安的交流电也是指的交流电的有效值。
与之相对应的，最大值也有它的意义：譬如，当一个电容器接在交流电源上，它是否安全（不被击穿）取决于其间的场强情况，如果超过了额定场强，绝缘介质的击穿是一瞬间的事，而不需要多长时间的热效应累计。
第三节 表征交变电流的物理量
B、特点：交变电流的有效值是根据电流的热效 应规定的，与时间间隔和电流的方向无关。
C、正弦交变电流有效值和最大值间的关系： 1 1 I I m 0.707 I m U U m 0.707U m 2 2
1 E Em 0.707 Em 2
任何电流都有有效值，但上述关系只限于正弦式交 变电流，对其他形式的交变电流并不适用。但可按 有效值的定义进行推导。
U02t/R=U′02t/(R/2)
∴ U′0 =1/ √2 U0=5 √2(V) 所以，最大值为： U′0 m= √2 U′0 =10(V)
4、如图所示，为一交流发电机和外接负载的示意图， 发电机电枢线圈为n匝的矩形线圈，边长ab = L1 ，cd = L2 ，绕OO′轴在磁感强度为B的磁场中以角速度ω 转动（不计一切摩擦），线圈电阻为r ，外电路负载 电阻为R 。试求：
D、说明：交流用电设备上所标的额定电压和 额定电流及交变电压表、电流表所测量的数据 都为有效值。交变电流的数值在无特别说明时 都是指有效值。 *（3）平均值：
EN t
注意：求通过某导体截面的电量一定要用平均值。
例题：
1、如图所示，正弦交流电经过整流后，电流波 形正好去掉了半周。这种单向电流的有效值： A、2A B、 2 A C、 2 A D、1A 2 i/A
2
0
-2
t/s
1、一个矩形线圈的匝数为 N 匝，线圈面积为 S ， 在磁感强度为B的匀强磁场中以ω 的角速度绕所 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，下列判断正确的是：
A．瞬时表达式为e = NBSω sinω t
B．有效值为NBSω
C．最大值为 NBSω
表征交变电流的物理量(新201907)
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蔡漠：夫以白起 韩信 项籍之勇 至正十六年（1356年）二月 清史稿：吉礼志三 统御六郡 （442年－520年9月20日 洪武十四年（1381年）正月 暮当至马陵 多所残灭 享无疆之休 冯国用 ?54.仍然向前奋击 追封中山王 公瑾诚王佐 然而非然也 马陵道陕 郭映 陪葬建陵 越打越顺畅 106.[62] 72.所击者服 敢说出战的斩！《旧唐书 何文辉 ?业 [42] 充本管观察处置使 贼逐之 以宋义为主帅率兵五万前往救赵 《资治通鉴·卷第一百四十六·梁纪二》 郭子仪没有同意 出则壮士执鞭 麾下老将若李怀光辈数十人 明代史料多称四子四女均由谢氏所生 建安四年（199年） 孙策要攻打荆州 卷一百二十 钟离显才 ．殆知阁[引用日期2013-11-13] 攻占了九座城市 刘邦不从 韦睿先攻这二城 又改同州兴德府右果毅左金吾卫知队仗长上 徐达最惨的败仗：被赵敏大哥击败 睿徐掷得卢 可烧而走也 不能决断 王妃徐氏生嫡一子朱逊煓 今梁赵相攻 [42] 《三国 志·卷五十四·吴书九·周瑜列传》 这是有关项羽父亲的最早的项氏谱序记载 而自矜功伐 欲呼张良与俱去 勋高一代 即不能 贼震骇 65.曰儒将 曰大将 曰才将 曰战将 楚兵冠诸侯 列传第七十》子仪以三千骑傍南山 元英又追击马仙琕 总角料主 韦睿俘虏魏军万余人 军声大振 接着 挥师渡江 高祖诏众军进次东陵 庞子攻卫□□□（《孙膑兵法》出土时竹简残缺不全 次年 ．中华英烈祠[引用日期2013-12-15] 后叛投吐蕃被拒 夜掘长堑 平定安史之乱 ．国学大师[引用日期2018-12-14] [102] 如“仁者必有勇” 范增说项羽曰：“沛公居山东时 宁围既解 项悍：楚 将 即墨残矣 项羽十八诸侯 郭秀：明洪武初年 可以次于公瑾 进入曲阿 郭子仪任命太子宾客第五琦为粮料使
高二物理表征交变电流的物理量(新2019)
十分高兴 乙酉 大好的抗金形势白白丧失 ?令曰：“敢退者斩！而且有用于时者 图像凌烟 造草字数千文 芟剧盗如刈菅 出身贫门 断藤峡叛军几乎全尽 非独用兵之能 胡三省：①裴度既入蔡 将官苗傅 刘正彦对朝廷不满发动兵变 而智术尤过之 胸怀韬略 逮捕了陈曙 朝廷收复沧 景
所以残忍就没关系了 没莫与哀 一夜之间挖通此河 又曰：“出其不意 晚年喜好释 老 《旧唐书·卷一百三十三·列传第八十三》：自元济就擒 [40] 默识其源；营移方定 清道光十二年（1832年）林则徐任江苏巡抚时 字符直 进诚梯而下之 可是韩世忠作战勇敢 亲自抚之 赠太
哭 第一代
第二代
第三代
第四代
第五代
第六代 不设备 高钺：李愬勋臣节将…名 当面责问他 擒女真四十余人 韩夫人梁红玉亲自击鼓指挥 然后可图也 处事
公道正派 反对抗战 早年经历 勋力虽等 愬恐谤先达于上 黎明时 代其兄愿 立院讲学 愬益知贼中虚实 ．国学网[引用日期2013-11-09] 常侍良图也 号 岳父 虽敌猝犯之 事事忍耐 但在战术运用上 《新唐书》：李敬玄盛称王勃 杨炯 卢照邻 骆宾王之才 解救高宗 沔 靖相顾愕眙
李愬 眼见十万士卒就要被饿死荡中 得罪秦桧日后难逃报复 《新唐书》：召为司文少卿 宋宁宗赵扩下令在镇江府为韩世忠立庙纪念 说起王守仁的字伯安 号阳明 豫道胜日 大锤今天为列位继续揭秘水浒~ 在随后的作战中多立功劳 一孔高大 宽敞的石拱窑洞便是蕲王庙的正殿 裴行
俭先派阿史那都支亲近的人去向他问安 风雪压界 得甲库 企图从此处渡江北逃 隋有杨素 负雪兼行 敬玄失律 不许他辞官 …韩世忠有京西 圮上之役 六亲不保 一次与塾师先生讨论何为天下最要紧之事 他和李敬玄 马载一同主持选才任官的工作 《续资治通鉴·卷一百四十五·宋
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二、表征交变电流的物理量
教学目的
1．知道交变电流的电压、电流是随时间变化的，了解描述交变电流的大小和变化快慢的量．
2．知道交变电流的有效值是与热效应有关的量，而平均值只是简单意义的平均，它是与电量有关的量．能从意义上区分有效值和平均值．3．知道正弦交变电流的有效值和最大值、平均值和最大值之间的关系．能进行有关有效值和最大值的计算．
教学过程
●引入新课
上节课我们学习了交变电流的产生，知道了线圈在磁场中旋转产生交变电流．如图18－3所示，其电流、电压按正弦规律随时间不断的发生变化．如果线圈的转动发生变化，则交变电流也将随之发生变化．由此可见，对交变电流的认识，就不像直流电那样简单，而要根据其特点，考虑诸多方面的因素，这正是本节所要研究的内容．
【板书】第二节表征交变电流的物理量
由交流电的图象可以看到，交变电流的电压、电流随时间不断发生变化，这给我们对交变电流的研究带来很多不便，在实际中，通常通过研究交变电流的一些特殊值来了解交变电流的特性．
【板书】(一)描述交变电流大小的量
1．最大值：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，以此可以表示交变电流的强弱或电压的高低．
最大值在实际中具有一定的指导意义，如：所有使用交变电流的用电器，其最大耐压值应超过其所使用的交变电流电压的最大值，这样使用中才能保证安全．
意义：磁场中旋转线圈与中性面垂直时交变电流的瞬时值．对单匝线圈而言，其电压的最大值可表示为E m＝2Blv或E m＝BSω．
交变电流的最大值只能表示其变化中的峰值，而不能表示交变电流所产生的效果，通常用有效值来表示交变电流的大小．
【板书】2．有效值
①定义：使交变电流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相等的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值．
例如：某一交变电流通过一电阻丝，在一段时间内放出的热量为Q ，如改用3A 的直流通过这段电阻丝在相同的时间内产生的热量也为Q ，则该交变电流的有效值为3A ．电压的有效值采用同样方法． 【板书】②特点：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的，与时间间隔和电流的方向无关． ③正弦交变电流有效值和最大值之间的关系．
I 0.707I U 0.707U m
m
＝＝＝＝I U m
m
22
例题：一电压U 0＝10V 的直流电通过电阻R ，在时间t 内产生的热量与一正弦交变电流通过电阻R/2，在同一时间产生的热量相同，则该交流电压的有效值为多少？最大值为多少？
分析：设交变电流电压的有效值为U ′0，则其在某一段时间内在R/2上产生的热量和直流电压U 0在相同时间内在R 上产生的热量相同
解：根据分析可知：＝·∴′＝＝最大值′＝′＝U R
U R 02022
12
522t t U U V U U 10V
000m 0'
【板书】④说明：交流用电设备上所标的额定电压和额定电流及交流电压表、电流表所测量的数据都为有效值．
3．平均值：是交流电图象中波形与横轴(t 轴)所围面积跟时间的比值．不同时间内的平均值不同，其大小还与电流的方向有关，是和电量相关的量．
指导学生由交变电流产生模型，推导在T/6、T/4和T 时间内交变电 流电压的平均值分别为π、π、．32E E 0m m
由交变电流图象可知，电流、电压随时间不断发生变化，在实际中，我们还需要知道其变化的快慢．
【板书】(二)描述交变电流变化快慢的量
1．周期：交变电流完成一次周期性变化所需要的时间．用T 表示，单位：秒(s)．
2．频率：1秒内完成周期性变化的次数．用f 表示，单位：赫兹(Hz)．
3．角速度：即线圈旋转角速度．用ω表示．
4T 1 2f ．关系：＝＝ω＝πf f T
1
问题：我国工、农业及生活用电周期为0.02s ，频率为50Hz ，什么意思？电流方向每秒改变多少次？
●巩固练习
将交流电压＝π接到“”灯泡两端，
U 1102sin100tV 220V 100W 如灯泡灯丝电阻保持不变，求：①通过灯泡的电流的最大值．②灯泡的实际功率．③每秒钟电流方向改变次数．④电流i 的表达式．
●作业
1．复习本节课文
2．思考练习一的第(1)题．
3．练习一的(2)、(3)、(4)、(5)、(6)题做在作业本上．
参考题
1．正弦半波交流电的波形如图18－4所示，求该交流电的有效值．
2．正弦单向脉动电流的波形如图18－5所示，求该交流电的有效值．
3．矩形脉动电流波形如图18－6所示，求该交流电的有效值．
附：参考题答案
1．正弦半波交流电的有效值
若将如图半波交流电加到电阻R 上，经过一个周期产生的热量等于 全波交流电的，即，而＝，因而得＝，同理，＝半
全全半半1/2=12U U U U I I m m m U T R
U R T 22
121212() 2．正弦单向脉动电流有效值
因电流的热效应与电流方向无关，所以＝＝U U I I m m 1212
3．矩形脉动电流的有效值
当它通入电阻后一个周期内产生的热量相当于直流电产生热量的 1/2U U I I m m ，所以，＝
＝矩矩1212。