交变电流(表征物理量以及公式图像)
认识交变电流第二节交变电流的描述
根据欧姆定律，纯电阻电路中的电流 大小与电压成正比，而与频率无关。
电感对交变电流阻碍作用
1 2
感抗
电感对交变电流具有阻碍作用，这种阻碍作用称 为感抗。感抗的大小与电感量L和交变电流的频 率f成正比。
电流滞后电压90度
在电感电路中，交变电流的电流相位滞后于电压 相位90度。
3
储存磁场能量
电感在交变电流作用下会储存磁场能量，并在电 流减小时释放能量。
合理配置用电设备
加强员工安全培训
企业应根据生产需要合理配置用电设备， 避免设备超负荷运行，降低能耗和生产成 本。
企业应加强对员工的用电安全培训，提高 员工的安全意识和操作技能，确保员工能 够正确使用和维护设备。
城市轨道交通系统供电方式选择
直流供电方式
城市轨道交通系统可采用直流供电方式，通过整流器将交流 电转换为直流电供给列车使用。这种方式具有简单、可靠、 维护方便等优点，但需要较大的整流设备和较多的电缆。
交流供电方式
城市轨道交通系统也可采用交流供电方式，直接通过变压器 将高压交流电降压后供给列车使用。这种方式具有节省电缆 、减少电能损耗等优点，但需要解决列车运行时产生的谐波 和无功补偿等问题。
06 总结回顾与拓展延伸
关键知识点总结回顾
交变电流的产生
通过交流发电机产生，其基本 原理是电磁感应。
交变电流的周期性变化
在使用电器时，要注意用电安 全，不要随意拆卸、修理电器
，避免发生触电事故。
企业生产线上设备用电管理规范
严格执行用电安全制度
定期进行设备检查和维护
企业应建立用电安全管理制度，明确各级 管理人员和操作人员的职责，确保用电安 全。
企业应定期对生产线上的设备进行检查和 维护，确保设备处于良好状态，避免因设 备故障引发事故。
高中物理交流电的描述ppt
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C、交流电流表和交流电压表的读数是 有效值
D、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值
（4）注意：峰值（最大值）、有效值、
平均值在应用上的区别。 A、在求交流电的功、功率或电热时必
须用交流电的有效值。 B、求通过某导体截面的电量一定要用
平均值。
平均值： E N t
例2.某交流电压随时间的变化规律如图所示，
例3.如图表示一交流的电流随时间 变化的图像,求该电流的有效值。
I 2RT
1 2
I
2 1
R
T
1 2
I22RT
42
I
1 2
( I12
I22
)
3 2
1 2
(4
2 )2 (3
2 )2 5 A
练习2：如图表示一交流随时间变化 的图像，求此交流的有效值。
iA
I 2RT
I12
R
T 2
I
2
2
R
T 2
2
o
4、频率：一秒内完成周期性变化的次数。
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？
《描述交变电流的物理量》 讲义
《描述交变电流的物理量》讲义一、交变电流的产生在我们的日常生活中，电的使用无处不在。
但大家是否知道，我们所使用的市电其实是一种交变电流呢？交变电流通常是由交流发电机产生的。
交流发电机的主要部件是一个在磁场中旋转的线圈。
当线圈在磁场中匀速转动时，穿过线圈的磁通量会发生周期性的变化，从而在线圈中产生感应电动势。
这个感应电动势的大小和方向都会随时间周期性地变化，于是就形成了交变电流。
二、描述交变电流的物理量1、周期和频率周期（T）是交变电流完成一次周期性变化所需的时间，单位是秒（s）。
频率（f）则是交变电流在 1 秒钟内完成周期性变化的次数，单位是赫兹（Hz）。
二者的关系是：f ＝ 1/T 。
比如说，我国市电的频率是 50Hz，这意味着它的周期就是 1/50 ＝002 秒。
周期和频率反映了交变电流变化的快慢。
2、峰值和有效值峰值（Em、Im）是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值。
对于正弦式交变电流，峰值与有效值之间存在着特定的关系。
有效值（E、I）是根据电流的热效应来定义的。
让交变电流和直流电流通过相同的电阻，如果在相同的时间内产生的热量相等，那么这个直流电流的值就称为交变电流的有效值。
对于正弦式交变电流，其有效值与峰值的关系是：E ＝ Em ／√2 ，I ＝ Im ／√2 。
在实际应用中，我们通常所说的交变电流的电压、电流值都是指有效值。
例如，我们说市电的电压是 220V，指的就是有效值；而用电器上所标注的额定电压、额定电流也都是有效值。
3、瞬时值瞬时值（e、i）是交变电流在某一时刻的值。
对于正弦式交变电流，其瞬时值可以用表达式 e ＝Em sinωt 、i ＝Im sinωt 来表示，其中ω是角频率。
三、正弦式交变电流的表达式正弦式交变电流的电动势、电压和电流的瞬时值表达式分别为：e ＝Em sinωtu ＝Um sinωti ＝Im sinωt其中，Em、Um、Im 分别为电动势、电压和电流的峰值，ω ＝2πf为角频率。
交变电流的描述 课件 -高二物理人教版(2019)选择性必修第二册
（ ×）
（4）交变电流的有效值总是小于峰值。（
（5）交变电流的峰值为有效值的 2 倍。（
）
√
）
×
课堂练习
2.关于交变电流的周期和频率,下列说法中正确的是(AC)
A．交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期的
一半
B．1 s内交变电流出现最大值的次数等于频率
角速度ω=100πrad/s，在1s内电流的方向变化100次
分析线圈的转动
e Em sin t
i I m sin t
u U m sin t
分析讨论
交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电
流的周期是多少？频率是多少？
二、峰值和有效值
1.有效值：让交流电和恒定电流通过同样的电阻，如果它们在相
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
人教版2019版选择性必修第二册
第三章 交变电流
3.2 交变电流的描述
一、周期和频率
周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫作它的周期，
通常用T表示，单位是秒。
频率：交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。频率通常用f
表示，单位是赫兹。
1
f
T
1
T
f
T
2Leabharlann f 2
我国生产和生活所用交流电：周期 T=0.02s，频率f=50Hz
这个电流不是恒定电流。
1. 怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？
2. 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？
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
第五章《交变电流》.ppt
10
判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？
N
b
a d
S
2020-11-9
c a
V
感谢你的观看
N
V
d
S
11
B∥S Φ=0 E最大 I最大
感应电流方向a到b
线圈与磁场平行时，Φ最小，
但线圈中的电动势最大 (V⊥B)
2020-11-9
感谢你的观看
12
判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？
NN
SS
2020-11-9
感谢你的观看
25
３、当线圈平面垂直于磁感线时， 线圈各边都不切割磁感线，线圈中没 有感应电流，这样的位置叫 做 中性面 ．线圈平面每经过中性面 一次，感应电流方向就改变一次，因 此线圈转动一周，感应电流方向改 变 两次 ．
2020-11-9
感谢你的观看
26
４、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，
线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在
任一时刻t感应电动势的瞬时值e
为 e=Emsinωt ．若电路总电阻为Ｒ，则
感应电流的瞬时值Ｉ为 i=(Em/R)·sinωt．
e
Em
2020-11-9
0
-Em
感谢你的观看
t
27
六、交流发电机
2020-11-9
感谢你的观看
28
2020-11-9
感谢你的观看
29
1、组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极
（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈 转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两 次．
2.线圈平行与磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，感应电
动势最大。
SAT物理课件：第章交变电流
SAT物理课件：第章交变电流引言交变电流是一种在电路中运行的电流类型。
与直流电流不同，交变电流的方向和大小随时间变化。
本章将介绍交变电流的基本概念、性质和应用。
交变电流的基本概念交变电流是指在电路中时刻在正负方向之间交替变化的电流。
它通常由交流电源提供，其电流大小和方向都在一个周期内不断变化。
交变电流的特点： - 方向：交变电流在电路中的方向会随时间变化，其中正向表示电流从正极到负极，而反向则表示电流从负极到正极。
- 频率：交变电流的频率是指电流在一个周期内变化的次数。
单位为赫兹（Hz）。
- 幅值：交变电流的幅值是指电流变化时的最大值，通常使用有效电流或峰值电流来表示。
交变电流的性质交变电流有一些特殊的性质，这些性质对于理解交变电流的工作原理和应用非常重要。
周期性交变电流是周期性变化的，即其电流大小和方向在一个周期内以相同的方式重复。
这种周期性使得交变电流在电路中的传输和控制更加方便。
交变电流的平均值由于交变电流的周期性变化，其平均值为零。
即使在一个周期内电流可能会正负交替变化，但总的平均电流值为零。
交变电流的有效值交变电流的有效值是指在一个周期内具有与直流电流相同功率的电流值。
有效电流对于描述交变电流的强度非常有用，特别是在计算电路中的功率和能量时。
交变电流的相位交变电路中的电流和电压之间存在相位差。
相位差是指电流和电压的波形之间的时间延迟。
相位差的大小和方向对于电路中的能量传输和调节起着重要作用。
交变电流的应用交变电流在许多电气设备和系统中得到广泛应用。
以下是一些常见的应用示例：家庭用电交变电流是在家庭和商业建筑中供电的主要电流类型。
通过将电源与家庭电器和灯具连接，交流电提供了方便的电力供应。
电力传输交变电流在电力传输中起着重要作用。
电力公司通过将发电厂产生的交流电输送到各个地区的变电站，然后再分配给住户和工业用户。
电子设备交变电流在各种电子设备中使用，如电视、手机和电脑。
这些设备需要将交变电流转换为直流电流以供内部电路使用。
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电磁感应回顾以及交变电流例1、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间：（）A.线圈平面与磁感线平行；B.通过线圈的磁通量最大；C.线圈中的感应电动势最大；D.线圈中感应电动势的方向突变。
例2、一矩形线圈，面积为s，匝数为N，在场强为B的匀强磁场中绕着轴oo’做匀速转动角速度为ω，磁场方向与转轴垂直，当线圈转到中性面位置开始计时，求：（1）线圈中感应电动势的最大值？写出线圈中感应电动势随时间变化的表达式？（2）若线圈中的电阻为R，则线圈中的电流的最大值为多少？写出线圈中的电流瞬时表达式。
变式训练：一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度是100πrad/s。
（1）写出感应电动势的瞬时值表达式（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路中的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120时电流强度的瞬时值为多少？针对训练1、图5-1-4所示各的电流中不是交流电的是：（）2、如图5-1-5所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图所示位置时，（）A.穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小B.穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大C.穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大D.穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小3、交流发电机在工作时的电动势为e＝E m sinωt，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为（）A.E m sinωt/2B.2E m sinωt/2C.E m sin2ωtD.2E m sin2ωt4、如图5-1-6所示，若线框abcd不闭合，当磁铁转动时，下列说法中正确的是（）A.线框中产生感应电动势，可跟随磁铁转动B线框中不产生感应电动势，可跟随磁铁转动C.线框中产生感应电动势，不跟随磁铁转动D.线框中不产生感应电动势，不跟随磁铁转动5、闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电瞬时值的表达式为i=0.2sin100πt，从t＝0到第一次出现通过线圈的磁通量变化率最大值的时间为（）A.1/50 sB.1/100 sC.1/200 s D1/400 s6、线圈在磁场中转动时产生的交变电流如图5-1-8所示，从图中可知：（）A.在A和C时刻线圈平面与磁场垂直B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量最大C.在A和C时刻，感应电流改变方向D.若从O时刻到D时刻的时间为0.02s，则在1s内交变电流的方向改变50次7、如图，矩形线圈面积为s，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO`轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。
求：⑴、写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；⑵、如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；例3：一交流电的电流随时间变化而变化的图象如图，此交变电流的有效值为（）A、52AB、5AC、3.52D、3.5A例4、如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈内阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO’轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。
在线圈由图示位置转过90°的过程中，求：(1)通过电阻R的电量q；（2）电阻R上产生的焦耳热Q和电压U练习：1、一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬时值的表达式为e=220sin100πt V，下列说法中正确的是：( )A．频率是50Hz B．.当t=0时，线圈平面与中性面重合C．当t=1/100 s时，e的值最大，为220V D．线圈转动的角速度为314rad/s2、一交流电流的图象如图所示，由图可知（）A．该交流电流即时值表达式为i＝102sin628t A B．该交流电流的频率为50 HzC．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为100W D．用电流表测该电流其示数为102 A3、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道（）A、0.01s时刻线圈处于中性面位置B、0.01s时刻穿过线圈的磁通量为零C、该交流电流有效值为2AD、该交流电流频率为50Hz4、正弦交流电压的峰值为10V，周期为0.2S，将此电压接在10 的电阻上，在0.05s内电阻上产生的热量（）A、可能为零B、一定为0 .25JC、不可能大于0.25JD、可能小于是0.25J5、一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图，下面说法中正确的是：（）A、t1时刻通过线圈的磁通量为零；B、t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；C、t3时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；D、每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值为最大。
6、一只氖管的起辉电压与交流电U=50sin314t (V)的有效值相等，求1个周期内氖管的发光时间；1min内的发光次数为。
7. 如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,边长L=10 cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r=1 Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,角速度ω=2π rad/s,外电路电阻R=4 Ω.求：(1)转动过程中感应电动势的最大值;(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势;(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势;(4)交流电压表的示数; (5)转动一周外力做的功.例5、一只矩形线圈匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动穿，过线圈的磁通量随时间变化的图像如图中甲所示，则下列说法中正确的是A.t=0时刻线圈平面与中性面垂直B.t=0.01s时刻，Φ的变化率达最大C.t=0.02s时刻，交流电动势达到最大D.该线圈相应的交流电动势图像如图乙所示例6、一长直导线通以正弦交流电i=Imsin ωtA，在导线下有一断开的线圈，如图所示，那么，相对于b 来说，a 的电势最高时是在（ ）A.交流电流方向向右，电流最大时B.交流电流方向向左，电流最大时C.交流电流方向向左，电流减小到0时D.交流电流方向向右，电流减小到0时例7、有一交流电压的变化规律为u=311sin314tV ，若将一辉光电压最小值是220V 的氖管接上此交流电压，则在1秒钟内氖管发光的时间是多少？小结：①对物理图象总的掌握要点一看：看“轴”、看“线”看“斜率”看“点”．二变：掌握“图与图”、“图与式”、“图与物”之间的变通关系．三判：在此基础上进行正确的分析，判断．②应用中性面特点结合右手定则与楞次定律，能快速、一些电磁感应现象问题．电感电容对交变电流的影响1、观察演示实验一：线圈和小灯泡串联分别按到直流电源和交流电源上，对比两种情况下灯泡的亮度。
思考：观察到什么现象？这个实验说明了什么？2、什么是感抗：感抗与哪二个因素有关，关系如何？3、低频扼流圈与高频扼流圈（感抗的实际应用）低频扼流圈的作用是： 高频扼流圈的作用是：1、 观察演示实验二：交流能够通过电容器实验的结论是：思考：电容器被二绝缘介质隔开，为什么会有电流通过？当交流电源按到电容器上时，电荷有没有从电容器的二极板中间流过？思考：直流电为什么不能通过电容器？5、什么是容抗：容抗与哪二个因素有关？关系如何思考：交流电能通过电容器，为什么还会有容抗？问题：如图所示，平行板电容器与灯泡串联后接在交变电源上，灯泡正常发光，则（ ）A.将介质板插入电容器中,灯泡将变暗.B.增大交变电流的频率,灯泡将变暗.C.把电容器极板间距拉开一些,灯泡将变暗.D.把电容器两极板错开一些,灯泡将变暗.滚动训练：1、如图所示是测定自感系数很大的线圈L 直流电阻的电路，L 两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应（ ）A. 先断开1SB. 先断开2SC. 先拆除电流表D. 先拆除电阻R2、如图7所示，一个边长为a 、电阻为R 的等边三角形线框，在外力作用下，以速度v 匀速穿过宽均为a 的两个匀强磁场.这两个磁场的磁感应强度大小均为B ，方向相反.线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直.取逆时针方向的电流为正。
若从图示位置开始，线框中产生的感应电流I 与沿运动方向的位移x 之间的函数图象，下面四个图中正确的是：A ．B ．C ．D ．图73、如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R ，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感强度为B ，一根质量为m 的金属杆从轨道上由静止滑下。
经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度v m ，则：（ ）A ．如果B 增大，v m 将变大 B ．如果α变大，v m 将变大C ．如果R 变大，v m 将变大D ．如果m 变小，v m 将变大4、如图所示，MN 、PQ 为平行光滑导轨，其电阻忽略不计，与地面成30°角固定．N 、Q 间接一电阻R ′=10Ω，M 、P 端与电池组和开关组成回路，电动势E =6V ，内阻r=1.0Ω，导轨区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场．现将一条质量m=10g ，电阻R=10 Ω的金属导线置于导轨上，并保持导线ab 水平。
已知导轨间距L =0.1m ，当开关S 接通后导线ab 恰静止不动．（1）试计算磁感应强度的大小。
（2）若某时刻将电键S 断开，求导线ab 能达到的最大速度。
（设导轨足够长）5、在图12中，直角坐标系0xy 的1、3象限内有匀强磁场，第1象限内的磁感应强度大小为2B ，第3象限内的磁感应强度大小为B ，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为l ，圆心角为900的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O 点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为R 。
(1)求导线框中感应电流最大值；(2)在图13中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I 随时间t 变化的图象.(规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为t =0)(3)欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习课件等等打造全网一站式需求。