【物理课件】交变电流课件2
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第1课 交变电流(课件)高二物理(人教版2019选择性必修第二册)
( √)
(6)当线圈位于中性面位置时，线圈中的感应电动势最大。
( ×)
不同形式的交流电：
正弦式电流是最简单、最基 本的交变电流。电力系统中应用 的大多是正弦式电流。在电子技 术中也常遇到其他形式的交流。
交流发电机的基本结构
五、交流发电机
1.基本组成
线圈（叫电枢） →产生感应电动势 磁极 →产生磁场
2.基本种类
旋转电枢式 →电枢动，磁极不动 旋转磁极式 →磁极动，电枢不动
无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子。
五、交流发电机
3.两种发电机的比较 旋转电枢式的缺点： 旋转磁极式的优点：
电压高会火花放电、电枢无法做大 高电压、高功率输出
交流发电机
例1:一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为Em=400V， 线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s，试写出电动势瞬时值的表达式？ 如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2000Ω，内电阻不计。 电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表达式。
时(CD )
A．线圈中感应电流的方向为abcda
特点：1.B⊥S，φ最大 2.没有切割，E=0，I=0
此时位置称之为--中性面
二、交变电流的产生 2.向左转过90度
B A
C D
B∥S，φ=0
A(B)
D(C)
乙 a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线， E最大，I最大
特点：1.B∥S，φ=0，E最大，I最大，
2.感应电流方向DCBA
二、交变电流的产生
（ ABD ）
A．当线圈位于中性面时，线圈中感应电动势为零 B．当穿过线圈的磁通量为零时，线圈中感应电动势最大 C．线圈在磁场中每转一周，产生的感应电动势和感应电流的方向改变一次 D．每当线圈越过中性面时，感应电动势和感应电流的方向就改变一次
第2节 交变电流的描述
第2节 交变电流的描述学习目标要求核心素养和关键能力1.知道交变电流的周期、频率的概念，掌握 T 、f 、ω之间的关系。
2．理解交变电流的峰值、有效值的概念，会根据电流的热效应计算电流的有效值。
3．理解正弦式交变电流的公式和图像。
1.科学思维利用等效的思想理解“电流热效应”的概念。
2．关键能力数形结合分析问题的能力。
一、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，通常用T 表示，单位是秒。
2．频率：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作它的频率。
数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。
通常用f 表示，单位是赫兹。
3．T 、f 、ω三者之间的关系(1)周期与频率的关系：f ＝1T 或T ＝1f 。
(2)角速度与频率的关系：ω＝2πf 。
二、峰值和有效值1．峰值：交变电流的最大值。
峰值I m 或U m ，用来表示电流的强弱或电压的高低。
2．有效值定义：让交变电流与恒定电流分别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，则这个恒定电流的数值就叫作这一交变电流的有效值。
3．正弦式交变电流的有效值与峰值的关系理论计算表明，正弦式交变电流的有效值I 、U 与峰值I m 、U m 之间的关系为I ＝I m 2＝0.707I m ，U ＝U m2＝0.707U m 。
【判一判】(1)正弦式交变电流的正负两部分是对称的，所以有效值为零。
(×)(2)交变电流的有效值就是一个周期内的平均值。
(×)(3)一个正弦式交变电流的峰值同周期、频率一样是不变的，但有效值是随时间不断变化的。
(×)(4)交流电路中，交流电压表、交流电流表的测量值都是有效值。
(√)三、正弦式交变电流的公式和图像1．正弦式交变电流的公式和图像可以详细描述交变电流的情况。
若线圈通过中性面时开始计时，交变电流的图像是正弦曲线。
2．若已知电压、电流最大值分别是U m、I m，周期为T，则正弦式交变电流电压、电流表达式分别为u＝U m sin__2πT t，i＝I m sin__2πT t。
高二物理三相交变电流2
将三相电源的三个绕组始、末端顺次相联，接成 一个闭合三角形，再从三个联接点U、V、W分 别 引出三根输电线L1、L2、L3，如图5-2-4（a） 所示，这就构成了三相电源的三角形显然，这种 接法只有三线制。
2. 线电压与相电压的关系
根据线电压与相电压的定义，从图5-2-4（a）可 以看出，联接的对称三相电源，其线电压就是相 应的相电压
1. 负载的线电压与相电压的关系 负载作Y形联接的线电压与相电压的关系规律同电源作形联接的线 电压与相电压的关系，如负载的相电压为对称时，其线电压为同 相序的对称电压，且满足关系：
' 3U ' 30 U L P
2. 线电流与相电流的关系 由图5-3-1显然可以得到，在星形联接中，线电流就是相电流，即
N
;
/ 石器时代私服
xrg92yua
不怎么喜欢马这种生物了，它们真是只会带来争端……愚蠢至极。”那种事情为什么要怪马啊？不应该怨人吗？虽然慕容凌娢 很不理解百蝶的思维，但她实在不敢插话了。“那次，我终于赶上了他，因为他在那个干燥炎热而又黄沙漫天的地区呆了很长 时间。等我赶过去时，我甚至不敢相信自己亲眼所看到的事情。我一直以为，他是一个野心勃勃，一心只想称霸的人，没想到 他居然也会被一个女人给迷住。不得不说，那个女人漂亮而又妩媚，而且十分聪明。我自以为藏的很隐蔽，居然被她发现了。 她说，她很喜欢我的毛色，纯净而又洁白，所以就将我留在了她的宫殿。”“这就是后来会遇见茉莉的根本原因啊……”慕容 凌娢惊呆了，如果这是真的，百蝶算是神助攻还是电灯泡呢？“我表面上受着十分优厚的待遇，实际上是被软禁了。去哪里都 有人跟着，完全失去了自由。没过多久，他再次离开了，我多次想要逃走，却都没有成功。再后来，我听闻了他的死讯，好像 是死于谋杀。接着，有人代替他来接管这里，没想到这个女人竟然用老办法，再次蛊惑了新的当权者。我从未想过，当初他对 她立下的海誓山盟，她为他所说的甜言蜜语，竟是如此的脆弱，好像从未存在过一般。”“这梗还真是简单粗暴……”慕容凌 娢有点怀疑人生，莫非百蝶就是喜欢当电灯泡吗？(古风一言)滴不尽相思血泪抛红豆,开不完春柳春花满画楼。第089章 你猜 完了完了，韩哲轩在一旁看着，紧张的握住了拳，按照百蝶的个性，怎么会让别人如此放肆的挑衅。这酒，不会有问题 吧……“这位姑娘。”韩哲轩漫不经心的伸出折扇，恰好挡住了百蝶递过来的酒杯。面对着百蝶凌厉的目光，韩哲轩笑道， “请问这是什么酒？”“西域的葡萄酒，有什么问题吗？”百蝶眨眨眼，瞬间变得十分无辜，又往韩辰耀身旁靠了靠，完全是 受了欺负的感觉。“倒也没什么。”韩哲轩张开折扇，脸上带着尴尬的笑意。“只是觉得色泽和香味比较特别。”听了韩哲轩 的话，韩辰耀也警觉起来，手中的酒杯停在了嘴边。“确实是西域珍藏的葡萄酒啊～”百蝶直接侧身过去，喝了一口酒杯里的 酒，又以一个恰到好处的姿势抬头对韩辰耀笑着说道，“醉影楼的东西，殿下大可放心。”百蝶都做到这种地步了，就算韩哲 轩说她是妖，百毒不侵，又有谁会信！韩辰耀果然还是将酒一饮而尽了，在他饮酒之时，韩皓泽也悄然举杯，掩盖了那极其罕 见微微上扬的唇角。“我听说醉影楼里有个叫白绫的歌伎。”韩辰耀放下酒杯，露出一抹颇具玩味的笑容。“是。”百蝶满心 疑惑，他怎么会听说过慕容凌娢？“她现在可曾在醉影楼？”“在。”百蝶已经感觉到慕容凌娢的气息，就在醉影楼没错。可 是她着实想不通韩辰耀为什么会放着头牌
2. 线电压与相电压的关系
根据线电压与相电压的定义，从图5-2-4（a）可 以看出，联接的对称三相电源，其线电压就是相 应的相电压
1. 负载的线电压与相电压的关系 负载作Y形联接的线电压与相电压的关系规律同电源作形联接的线 电压与相电压的关系，如负载的相电压为对称时，其线电压为同 相序的对称电压，且满足关系：
' 3U ' 30 U L P
2. 线电流与相电流的关系 由图5-3-1显然可以得到，在星形联接中，线电流就是相电流，即
N
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不怎么喜欢马这种生物了，它们真是只会带来争端……愚蠢至极。”那种事情为什么要怪马啊？不应该怨人吗？虽然慕容凌娢 很不理解百蝶的思维，但她实在不敢插话了。“那次，我终于赶上了他，因为他在那个干燥炎热而又黄沙漫天的地区呆了很长 时间。等我赶过去时，我甚至不敢相信自己亲眼所看到的事情。我一直以为，他是一个野心勃勃，一心只想称霸的人，没想到 他居然也会被一个女人给迷住。不得不说，那个女人漂亮而又妩媚，而且十分聪明。我自以为藏的很隐蔽，居然被她发现了。 她说，她很喜欢我的毛色，纯净而又洁白，所以就将我留在了她的宫殿。”“这就是后来会遇见茉莉的根本原因啊……”慕容 凌娢惊呆了，如果这是真的，百蝶算是神助攻还是电灯泡呢？“我表面上受着十分优厚的待遇，实际上是被软禁了。去哪里都 有人跟着，完全失去了自由。没过多久，他再次离开了，我多次想要逃走，却都没有成功。再后来，我听闻了他的死讯，好像 是死于谋杀。接着，有人代替他来接管这里，没想到这个女人竟然用老办法，再次蛊惑了新的当权者。我从未想过，当初他对 她立下的海誓山盟，她为他所说的甜言蜜语，竟是如此的脆弱，好像从未存在过一般。”“这梗还真是简单粗暴……”慕容凌 娢有点怀疑人生，莫非百蝶就是喜欢当电灯泡吗？(古风一言)滴不尽相思血泪抛红豆,开不完春柳春花满画楼。第089章 你猜 完了完了，韩哲轩在一旁看着，紧张的握住了拳，按照百蝶的个性，怎么会让别人如此放肆的挑衅。这酒，不会有问题 吧……“这位姑娘。”韩哲轩漫不经心的伸出折扇，恰好挡住了百蝶递过来的酒杯。面对着百蝶凌厉的目光，韩哲轩笑道， “请问这是什么酒？”“西域的葡萄酒，有什么问题吗？”百蝶眨眨眼，瞬间变得十分无辜，又往韩辰耀身旁靠了靠，完全是 受了欺负的感觉。“倒也没什么。”韩哲轩张开折扇，脸上带着尴尬的笑意。“只是觉得色泽和香味比较特别。”听了韩哲轩 的话，韩辰耀也警觉起来，手中的酒杯停在了嘴边。“确实是西域珍藏的葡萄酒啊～”百蝶直接侧身过去，喝了一口酒杯里的 酒，又以一个恰到好处的姿势抬头对韩辰耀笑着说道，“醉影楼的东西，殿下大可放心。”百蝶都做到这种地步了，就算韩哲 轩说她是妖，百毒不侵，又有谁会信！韩辰耀果然还是将酒一饮而尽了，在他饮酒之时，韩皓泽也悄然举杯，掩盖了那极其罕 见微微上扬的唇角。“我听说醉影楼里有个叫白绫的歌伎。”韩辰耀放下酒杯，露出一抹颇具玩味的笑容。“是。”百蝶满心 疑惑，他怎么会听说过慕容凌娢？“她现在可曾在醉影楼？”“在。”百蝶已经感觉到慕容凌娢的气息，就在醉影楼没错。可 是她着实想不通韩辰耀为什么会放着头牌
高中物理教科版选修3-2课件：2-2描述交流电的物理量
答案：BD
解析：根据题图可知该交变电流电压的最大值为100 V，周
期为4×10－2 s，所以频率为25 Hz，A错，B对；而ω＝2πf＝50π
rad/s，所以u＝100sin50πt
V，C错；又P＝
U2 R
＝
10202 100
W＝50
W，D对。
02 题型分类指导
No.1 描述交变电流的物理量 例1 [2012·广东高考]某小型发电机产生的交变电动势为e＝ 50sin100πt(V)。对此电动势，下列表述正确的有( ) A．最大值是50 2 V B．频率是100 Hz C．有效值是25 2 V D．周期是0.02 s
解析：由题图可得其T＝0.8 s，f＝T1＝1.25 Hz，故A对，D 错；又由题图读得Im＝4 A，故B对；因为电流为非正弦式交流 电，故有效值I≠ Im2＝2 2 A，C错。
答案：AB
No.2 交变电流有效值的计算 例 2 如图表示一交变电流随时间变化的图象，此交变电流 的有效值是( )
A．5 2 C.722 A
②交变电流的平均值是交变电流图象中图线与时间轴所围 的面积跟时间的比值。
(2)计算的方法不同：
①交变电流的有效值要根据电流的热效应进行求解。
②交变电流的平均值与交变电流的方向及所取时间的长短
均有关，其数值需根据法拉第电磁感应定律E＝n
ΔΦ Δt
计算。例
如，对于正弦交变电流，在0～
T 4
时间内
E
＝
2 π
B．2.5 A D．3.5 A
[分析] 解答本题的思路如下：
[解析] 根据交变电流有效值的定义，让题图中的交变电流 和某一恒定电流分别通过同一个电阻，如果在相同时间内电阻产 生的热量相同，则此恒定电流的数值就等于此交变电流的有效 值。设此交变电流的有效值为 I，则任意一个周期内，有 I2RT＝ I21RT2＋I22RT2，代入数据得 I2＝(2 2)2×12＋(322)2×12，解得 I＝2.5 A，选项 B 正确。
解析：根据题图可知该交变电流电压的最大值为100 V，周
期为4×10－2 s，所以频率为25 Hz，A错，B对；而ω＝2πf＝50π
rad/s，所以u＝100sin50πt
V，C错；又P＝
U2 R
＝
10202 100
W＝50
W，D对。
02 题型分类指导
No.1 描述交变电流的物理量 例1 [2012·广东高考]某小型发电机产生的交变电动势为e＝ 50sin100πt(V)。对此电动势，下列表述正确的有( ) A．最大值是50 2 V B．频率是100 Hz C．有效值是25 2 V D．周期是0.02 s
解析：由题图可得其T＝0.8 s，f＝T1＝1.25 Hz，故A对，D 错；又由题图读得Im＝4 A，故B对；因为电流为非正弦式交流 电，故有效值I≠ Im2＝2 2 A，C错。
答案：AB
No.2 交变电流有效值的计算 例 2 如图表示一交变电流随时间变化的图象，此交变电流 的有效值是( )
A．5 2 C.722 A
②交变电流的平均值是交变电流图象中图线与时间轴所围 的面积跟时间的比值。
(2)计算的方法不同：
①交变电流的有效值要根据电流的热效应进行求解。
②交变电流的平均值与交变电流的方向及所取时间的长短
均有关，其数值需根据法拉第电磁感应定律E＝n
ΔΦ Δt
计算。例
如，对于正弦交变电流，在0～
T 4
时间内
E
＝
2 π
B．2.5 A D．3.5 A
[分析] 解答本题的思路如下：
[解析] 根据交变电流有效值的定义，让题图中的交变电流 和某一恒定电流分别通过同一个电阻，如果在相同时间内电阻产 生的热量相同，则此恒定电流的数值就等于此交变电流的有效 值。设此交变电流的有效值为 I，则任意一个周期内，有 I2RT＝ I21RT2＋I22RT2，代入数据得 I2＝(2 2)2×12＋(322)2×12，解得 I＝2.5 A，选项 B 正确。
51交变电流-天津市第一中学人教版高中物理选修3-2课件(共21张PPT)
我国生产和生活所用的交流电，周期是0. 02 s，频率是50 H：．每秒钟内，电流的方向变化100 次。
4. 线圀转动角速度 不频率f的关系： 2f
二、常用的四个值 1．峰值
1 匝数为N的矩形线圀在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转到不磁感线平行时，感应电动势有最大值
Em NBS 戒者 Em Nm ，此时电路中的电流及用电器两端的电压也最大。
3．有效值
（2）正弦式交流电的有效值不峰值乊间的关系
E
Em 2
0.707Em
,
I
Im 2
0.707I m
以上这种 2 倍的关系，仅适用于正弦式交变电流，对于非正弦式交变电流，应按电流的热效应求
解交变电流的有效值。
非正弦交流电丌满足上述关系，如下图所示的电流
I 2 RT
I
2 1
R
T 2
I
2 2
R
（3） QR
R(BL1L2)2
T 2
I
I2 1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I
2 2
2
（3）用电器铭牌上标注的电流、电压及电表测量值等均指有效值。提到交变电流的数值，凡是没有说
明的，所指的数值均为有效值。电气元件的保险丝的熔断电流为有效值。
4．平均值 平均值即乊前在电磁感应中讲过。 求解平均电流和电荷量时，会与门用到。
（4）平均值：求电荷量
例1：如图为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圀的面积为S，共有n匝，线圀总电阻为r，处于 磁感应强度为B的匀强磁场中，可绕不磁场方向垂直的固定对称轴OO转动，线圀在转动时可以通过滑 环K和电刷L保持不外电路电阻R的连接，在外力作用下线圀以恒定的角速度ω绕轴OO'匀速转动．（丌 计转动轴及滑环不电刷的摩擦）
4. 线圀转动角速度 不频率f的关系： 2f
二、常用的四个值 1．峰值
1 匝数为N的矩形线圀在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转到不磁感线平行时，感应电动势有最大值
Em NBS 戒者 Em Nm ，此时电路中的电流及用电器两端的电压也最大。
3．有效值
（2）正弦式交流电的有效值不峰值乊间的关系
E
Em 2
0.707Em
,
I
Im 2
0.707I m
以上这种 2 倍的关系，仅适用于正弦式交变电流，对于非正弦式交变电流，应按电流的热效应求
解交变电流的有效值。
非正弦交流电丌满足上述关系，如下图所示的电流
I 2 RT
I
2 1
R
T 2
I
2 2
R
（3） QR
R(BL1L2)2
T 2
I
I2 1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I
2 2
2
（3）用电器铭牌上标注的电流、电压及电表测量值等均指有效值。提到交变电流的数值，凡是没有说
明的，所指的数值均为有效值。电气元件的保险丝的熔断电流为有效值。
4．平均值 平均值即乊前在电磁感应中讲过。 求解平均电流和电荷量时，会与门用到。
（4）平均值：求电荷量
例1：如图为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圀的面积为S，共有n匝，线圀总电阻为r，处于 磁感应强度为B的匀强磁场中，可绕不磁场方向垂直的固定对称轴OO转动，线圀在转动时可以通过滑 环K和电刷L保持不外电路电阻R的连接，在外力作用下线圀以恒定的角速度ω绕轴OO'匀速转动．（丌 计转动轴及滑环不电刷的摩擦）
高二物理第五章交变电流复习课件
【解析】（1）由题图乙可知通过线圈导线的任意一个横截面 的电流的最大值Im=2.0A。 （2）矩形线圈转动的周期 T=4.0×10-3s。 （3）由有效值I= P=I2R=
I m 2 =4W。 R 2 Im 知，线圈电阻上产生的电热功率为 2
（4）由能量守恒定律可知，外界对线圈做的功先转化成电能
再转化成电热，1min内外界对线圈做的功W=Pt=240J。
为 E E m 2 Bnr
2
2
4
2
2
电阻R上产生的热量
E 2 T 4 B2 r 4 n Q （ ） R 。 R 4 8R
（2）在线圈从图示位置转过 1 转的时间内，电动势的平均值
为 E 。
t
4
2 E Br 通过R的电荷量 q I t t 。 R R 2R
A.通过R1的电流有效值是
6 A 5
B.R1两端的电压有效值是6 V
C.通过R2的电流最大值是 6 2 A
5 D.R2两端的电压最大值是 6 2 V
【标准解答】选B。首先从交变电流图像中找出交变电流的最 大值即为通过R2的电流的最大值为
3 2 A，由正弦交变电流最 5
大值与有效值的关系Im= 2 I，可知其有效值为0.6 A，由于R1 与R2串联，所以通过R1的电流的有效值也是0.6 A，A、C错 误；R1两端电压的有效值为U1=IR1=6 V，B正确；R2两端电压 的最大值为 U m2＝I m R 2 3 2 20 V 12 2 V， D错误。
答案：（1）2.0A
（3）4W
（2）4.0×10-3s
（4）240J
二、交变电流图像的应用
交流电的图像反映了交变电动势（电流）随时间变化的特征， 对正弦式交流电来说，我们可以从图像中获取如下信息： 1.交流电的周期（T）：一个完整的正弦波对应的时间段，知 道了周期便可以算出线圈转动的角速度ω =
3-2交变电流的描述(教学课件)——高中物理人教版(2019)选择性必修二
从而造成电能的损耗。
知识点:
交变电流的描述
1、交变电流的周期和频率
考点:
2、交变电流的“四值”问题
1、电流热效应计算有效值（重点)
①峰值（最大值）
2、求解焦耳热与电荷量
②瞬时值
③有效值
④平均值
3、电容与电感对交流电的作用（难点)
E=n
平均值
交变电流图象中图线与时间
ΔΦ
Δt
E
R+ r
ΔΦ
q= N
R+ r
I=
轴所围面积与时间比值
适用情况
(3)电气设备铭牌标注额定电压、额定电流
(4)保险丝的熔断电流
(1)某段时间内产生的平均感应电动势
(2)某段时间内产生感应电流的平均值
(3)某段时间内通过横截面的电荷量
练习、（多选）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动
(2)理解应用：
交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的。
理解有效值重点在“等效”,“效果相同”在定义中体现为相同电阻、
相同时间、产生相同热量，交变电流与多大的恒定电流“效果”相同，
有效值就是多大。
交流电压表、电流表的读数
标注的额定电压和额
定电流是有效值
保险丝熔断电流
①交流用电设备上所标的额定电压和额定电流
是有效值；一般交流电表测量的数值是有效值。
②交变电流的数值在无特别说明时都指有效值。
凡涉及能量、电功以及电功率等物理量时均用有效
值,在确定保险丝的熔断电流时也用有效值
3、有效值的两种计算方法
(1)特殊值法：若按正(余)弦规律变化的交流电,可利用正弦式交变
电流的有效值与峰值间的关系求解,
Em
知识点:
交变电流的描述
1、交变电流的周期和频率
考点:
2、交变电流的“四值”问题
1、电流热效应计算有效值（重点)
①峰值（最大值）
2、求解焦耳热与电荷量
②瞬时值
③有效值
④平均值
3、电容与电感对交流电的作用（难点)
E=n
平均值
交变电流图象中图线与时间
ΔΦ
Δt
E
R+ r
ΔΦ
q= N
R+ r
I=
轴所围面积与时间比值
适用情况
(3)电气设备铭牌标注额定电压、额定电流
(4)保险丝的熔断电流
(1)某段时间内产生的平均感应电动势
(2)某段时间内产生感应电流的平均值
(3)某段时间内通过横截面的电荷量
练习、（多选）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动
(2)理解应用：
交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的。
理解有效值重点在“等效”,“效果相同”在定义中体现为相同电阻、
相同时间、产生相同热量，交变电流与多大的恒定电流“效果”相同，
有效值就是多大。
交流电压表、电流表的读数
标注的额定电压和额
定电流是有效值
保险丝熔断电流
①交流用电设备上所标的额定电压和额定电流
是有效值；一般交流电表测量的数值是有效值。
②交变电流的数值在无特别说明时都指有效值。
凡涉及能量、电功以及电功率等物理量时均用有效
值,在确定保险丝的熔断电流时也用有效值
3、有效值的两种计算方法
(1)特殊值法：若按正(余)弦规律变化的交流电,可利用正弦式交变
电流的有效值与峰值间的关系求解,
Em
高中物理第二章交变电流第7节电能的输送-2一等奖公开课ppt课件
1．自主思考——判一判
(1)增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失。(√)
(2)高压输电是通过提高电压、减小输电电流来减少电路的发热损耗。
(√)
(3)高压输电一定是电压越高越好。
(×)
(4)远距离输电时，若升压变压器匝数比为 1∶n，降压变压器匝数比为
n∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等。(×)
一、电能输送中的电压损失和电能损耗 1．电能输送中的电压损失 U 损＝Ir，其中 I 为输电线中的电流，r 为 输电线 的电阻。 2．电能输送中的电能损失 (1)电能损失：W 损＝P 损 t。 (2)功率损失：P 损＝ I2r 。
二、远距离输电系统 1．电网 通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起 来，形成全国性或地区性的输电网络。 2．远距离输电基本原理 在发电站内用 升压 变压器升压，然后进行 远距离 输电，在 用电区域通过 降压 变压器降到所需的电压。
3．远距离输电中，当输送的电功率为 P，输送电压为 U 时，输电
线上损失的电功率为 ΔP，若输送的电功率增加为 2P，而输电
线中损失的电功率减为Δ4P，(输电线电阻不变)那么输电电压应
增为
()
A．32U
B．16U
C．8U
D．4U
解析：由 P＝UI 知 I＝UP，则输电线上损失的功率 ΔP＝I2R＝ UP2R，得输电电压 U＝P ΔRP，若输送的电功率增加为 2P， 而输电线中损失的电功率减为Δ4P，由上式得输电电压 U 应增 为 4U；故 D 正确，A、B、C 错误。 答案：D
线路的电阻为 R，则下列说法中正确的是
()
A．根据公式 I＝U据公式 I＝UR，提高电压后，输电线上的电流增为原来的 20 倍
高中新教材物理课件选择性必修第二册第章交变电流
高中新教材物理课件选择性 必修第二册第章交变电流
汇报人：XX 20XX-01-23
目 录
• 交变电流基本概念 • 电阻、电感和电容对交变电流作用 • 变压器原理及应用 • 远距离输电与高压输电技术 • 日常生活中交变电流现象解释 • 实验：测量交变电流参数和波形图绘制
01 交变电流基本概 念
交变电流定义及特点
缺点
需要建设大量的输电线路和变电站 ，投资成本高；输电线路容易受到 自然灾害等不可控因素的影响，运 行维护成本高。
高压输电技术发展历程
初期阶段
现阶段
20世纪初，高压输电技术开始得到应 用，但当时主要采用直流输电方式， 电压等级较低。
目前，特高压交流输电和直流输电技 术已经成为远距离输电的主要方式， 具有输电容量大、距离远、损耗小等 优点。
电容对交变电流作用
储存电能
电容是一种储存电能的元件，当交变电流通过电容时，它会 在极板间储存电荷并产生电场。因此，电容对交变电流的阻 碍作用与频率有关，频率越高，阻碍作用越弱。
消耗有功功率
与电感不同，电容在交变电流中会消耗有功功率，即它会真 正消耗电能并将其转化为其他形式的能量（如热能）。有功 功率的消耗会导致电网的效率下降，因此需要采取措施来减 少电容的有功功率消耗。
02 电阻、电感和电 容对交变电流作 用
电阻对交变电流作用
阻碍电流
电阻是指导体对电流的阻碍作用，在交变电流中同样存在。电阻越大，对电流 的阻碍作用越强，电流通过导体时产生的热量也越多。
不消耗电能
虽然电阻会阻碍电流并产生热量，但它不会像电感或电容那样消耗电能。在交 变电流中，电阻只是将电能转化为热能，而不会改变电流的频率或幅度。
和电器。
使用符合安全标准的电器和 电线，不乱接乱拉电线，避
汇报人：XX 20XX-01-23
目 录
• 交变电流基本概念 • 电阻、电感和电容对交变电流作用 • 变压器原理及应用 • 远距离输电与高压输电技术 • 日常生活中交变电流现象解释 • 实验：测量交变电流参数和波形图绘制
01 交变电流基本概 念
交变电流定义及特点
缺点
需要建设大量的输电线路和变电站 ，投资成本高；输电线路容易受到 自然灾害等不可控因素的影响，运 行维护成本高。
高压输电技术发展历程
初期阶段
现阶段
20世纪初，高压输电技术开始得到应 用，但当时主要采用直流输电方式， 电压等级较低。
目前，特高压交流输电和直流输电技 术已经成为远距离输电的主要方式， 具有输电容量大、距离远、损耗小等 优点。
电容对交变电流作用
储存电能
电容是一种储存电能的元件，当交变电流通过电容时，它会 在极板间储存电荷并产生电场。因此，电容对交变电流的阻 碍作用与频率有关，频率越高，阻碍作用越弱。
消耗有功功率
与电感不同，电容在交变电流中会消耗有功功率，即它会真 正消耗电能并将其转化为其他形式的能量（如热能）。有功 功率的消耗会导致电网的效率下降，因此需要采取措施来减 少电容的有功功率消耗。
02 电阻、电感和电 容对交变电流作 用
电阻对交变电流作用
阻碍电流
电阻是指导体对电流的阻碍作用，在交变电流中同样存在。电阻越大，对电流 的阻碍作用越强，电流通过导体时产生的热量也越多。
不消耗电能
虽然电阻会阻碍电流并产生热量，但它不会像电感或电容那样消耗电能。在交 变电流中，电阻只是将电能转化为热能，而不会改变电流的频率或幅度。
和电器。
使用符合安全标准的电器和 电线，不乱接乱拉电线，避
交变电流第1节交变电流课件-人教版高中物理选修3-2
3．[多选]下图中哪些情况，线圈中产生了正弦交变电流(均匀
速转动)
()
解析：根据正弦交变电流产生的条件可知，B、C、D 正确。 答案：BCD
交变电流瞬时值表达式的书写
1．导体切割磁感线分析的过程 若线圈平面从中性面开始转动，如图所示，则经过时间 t：
线圈转过的角度为ωt ⇩
ab边的线速度跟磁感线方向的夹角θ＝ωt ⇩
当 N′＝N2 、n′＝2n 时，ω′＝2ω，Em′＝N′BSω′＝N2 ·BS·2ω＝ NBSω，即 Em′＝Em，故 e＝Emsin 2ωt。 答案：D
2．如图所示，一半径为 r＝10 cm 的圆形线圈
共 100 匝，在磁感应强度 B＝π52 T 的匀强
磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线
OO′以 n＝
具体分析如图所示，当线圈转动到图甲位置时，导体不切 割磁感线，线圈中无电流；当线圈转动到图乙位置时，导体垂 直切割磁感线，线圈中有电流，且电流从 a 端流入；线圈在图 丙位置同线圈在图甲位置；线圈在图丁位置时，电流从 a 端流 出，这说明电流方向发生了改变；线圈在图戊位置同在图甲位 置。线圈这样转动下去，就在线圈中产生了交变电流。
(1)方向周期性变化，大小不变的电流也是交变电流。 (√ )
(2)在匀强磁场中线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动通过中性面
时，感应电流为零，但感应电流为零时，不一定在中性面位
置。
(×)
(3)表达式为 e＝Emsin ωt 的交变电流为正弦式交变电流，表达
式为 e＝Emsinωt＋π2的交变电流也是正弦式交变电流。(√ )
[典例] 处在匀强磁场中的矩形线圈
abcd，以恒定的角速度绕 ab 边转动，磁场方向
平行于纸面并与 ab 边垂直，在 t＝0 时刻，线
高中物理(新人教版)选择性必修2：交变电流【精品课件】
思考：若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，则负载两端的电 压u、流过的电流i随时间变化的规律是怎样的？
• 流过负载的电流：
i e Em sin t Im sin t，其中Im Em
Rr Rr
Rr
• 负载两端电压：
u R e R Em sin t Um sin t,其中Um R Em
• 线圈在甲图位置是否有感应电流？ • 线圈在乙图位置是否有感应电流？
• 在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 由B→A
•
×
• 线圈在丙图位置是否有感应电流？ • 线圈在丁图位置是否有感应电流？
• 在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 由A→B
•
×
× ×
思考：线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么位置时线圈中电流最大？
【答案】BD【解析】直流电的特征是电流方向不变，交流电的特征是电流方向周 期性改变。另外交变电流不一定都是正弦式电流或余弦式电流。故A、C错误，B、 D正确。
例2．(多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产 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，各边不切割磁感线
• •
中性面：与磁感线垂直的平面
• 线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最 大，感应电动势为零，感应电流为零
• 线圈每经过中性面一次，交流电方向改变 一次，线圈每转动一周（交流电的一个周 期） ，两次经过中性面，交流电的方向 改变两次。
中性面的垂面
× ×
3-1交变电流(教学课件)高中物理人教版(2019)选择性必修第二册
(1)写出t时刻整个线圈中的感应电动势e的表达式．
(2)线圈转过300，流过R的电荷量为多少？
(3)线圈转过300时，磁通量的变化率为多少？
解析：(1)感应电动势最大值Em＝NBSω＝NBL1L2·2πn＝50 V.
整个线圈中的感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emcosωt＝50cos100t(V)．
③交流电压的大小可以通过变压器随意转换。
二、交变电流的产生
2.交流电的产生原理
ABCD——线圈 K、L——圆环
•
×
E=0、I=0
磁通量为最大 电流：B→A→D→C→B
中性面 :线圈与磁场方向垂直的平面
E、 F——电刷
•
×
1.交流发电机示意图
电流：C→D→A→B→C
二、交变电流的产生
•
×
•
磁通量为最大 电流：B→A→D→C→B
D．线框产生的交变电动势频率为100Hz
6.如图为电动机模型图，左侧为N极，右侧为S极。电动机线
框通过换向器连入电路中，线框abcd的面积为S，匝数为n，匀
强磁场磁感应强度为B，线框平面与磁场平行。若此时闭合开
关，则下列说法正确的是（ C ）
A.从正前方看去，该线框将会逆时针转动
B.若同时调转电极和磁极方向，则线圈的转动方向改变
①线圈与中性面的夹角是多少？ t
② AB边的速度多大？ v =
2 v= 2
③ AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？
④ AB边中的感应电动势多大？
1 = vsinθ =
2
sin t
⑤线圈中的感应电动势多大？
= 21 = sin t= BSsin t
②直流电：
(2)线圈转过300，流过R的电荷量为多少？
(3)线圈转过300时，磁通量的变化率为多少？
解析：(1)感应电动势最大值Em＝NBSω＝NBL1L2·2πn＝50 V.
整个线圈中的感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emcosωt＝50cos100t(V)．
③交流电压的大小可以通过变压器随意转换。
二、交变电流的产生
2.交流电的产生原理
ABCD——线圈 K、L——圆环
•
×
E=0、I=0
磁通量为最大 电流：B→A→D→C→B
中性面 :线圈与磁场方向垂直的平面
E、 F——电刷
•
×
1.交流发电机示意图
电流：C→D→A→B→C
二、交变电流的产生
•
×
•
磁通量为最大 电流：B→A→D→C→B
D．线框产生的交变电动势频率为100Hz
6.如图为电动机模型图，左侧为N极，右侧为S极。电动机线
框通过换向器连入电路中，线框abcd的面积为S，匝数为n，匀
强磁场磁感应强度为B，线框平面与磁场平行。若此时闭合开
关，则下列说法正确的是（ C ）
A.从正前方看去，该线框将会逆时针转动
B.若同时调转电极和磁极方向，则线圈的转动方向改变
①线圈与中性面的夹角是多少？ t
② AB边的速度多大？ v =
2 v= 2
③ AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？
④ AB边中的感应电动势多大？
1 = vsinθ =
2
sin t
⑤线圈中的感应电动势多大？
= 21 = sin t= BSsin t
②直流电：
高一物理交变电流2
导体棒产生的感应电动势
e Blv Blv0 cos t
通过电阻R的电流
Blv0 e i cos t Rr Rr
R两端的电压
Blv0 R u iR cos t Rr
(2)导体运动方向发生变化，即导体棒在AA′、BB′位 置时电流的方向发生变化，此时刻导体棒的速度为零， 瞬时电动势和电流都为零，电流的变化率等最大．
cd边中的感应电动势就是 L2 1 e cd sin t BL1L2 sin t 2 2 而且两边又是串联的 ab 边中的感应电动势跟cd边中的大小相同， BL1V⊥ BL1 所以，这一瞬间整个线圈感应电动势
（1）电动势按正弦规律变化 e E m sin t
• 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面 时开始计时．
交流电的图像
b a K K A L B c d k a
3、交变电流的种类 (1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲
完整地看交流电产生
交流发电机
发电机的基本组成? 发电机的基本种类?
交流发电机简介
• • • • • •
（1）发电机的基本组成： 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）发电机的基本种类 ①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动） ②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）
一、交变电流
穿过闭合电路的磁通量发生变化时，产
生感应电流，而磁通量变化的方式不同，产
生的感应电流也不同，感应电流可以是恒定 的，可以是变化的，可以是周期性变化的， 本节我们将研究一种十分重要的周期性变化 的电流——正弦式交变电流．
直流电:电流方向不随时间而改变
【课件】交变电流的描述 高二物理同步课件(人教版2019选择性必修第二册)
Q交=2（Q1+Q2）=2.8J
Q交 I Rt 带入数据得： 2.8 I 1 1
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
直
2
直
I 直 1.67A
三、有效值
2.有效值：让交流和恒定电流分别通过大小相同电阻，如果在相同时间（一个周期内）
它们产生的热量相等，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把这I、U叫做这个交流
的有效值。
Q交 (4 2 )2 R 1 (3 2 )2 R 1 50R
所以50R=I2Rt，解得I=5A
三、有效值
3.有效值与峰值的关系
理论计算表明，正弦交流电的峰值与有效值有以下关系：
Em
E
0.707 Em
2
Um
U
0.707U m
2
Im
I
0.707 I m
2
上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不适用。需按定义计算。
(2)负载电压u随时间变化的规律：
u U m sin t
(3)电流i随时间变化的规律：
i I m sin t
思考与讨论：
正弦式交变电流的大小和方向都随时间发生周期性变化，那么
我们如何描述这种电流的变化特征呢？
一、周期和频率
线圈转
动一周
电压、电流都发生一次周期性变化
e=Emsinωt
u=Umsinωt
名称
瞬时值
最大值
物理含义
重要关系
适用情况
交变电流某一时刻的值
e＝Emsin ωt
i＝Imsin ωt
分析交变电流在某一时
最大的瞬时值
Em＝NBSω
Em
Im
交变电流课件
二、交变电流的产生
图2 假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如图 2 甲至丁所示.请分析判断： (1)图中，在线圈由甲转到乙的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？ (2)在线圈由丙转到丁的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？ (3)当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？ (4)大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从 E 经过负载流向 F 的电流记为正， 反之为负.在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻.
解析
(1)交变电流电动势的峰值为 Em＝2nBLv＝nBSω＝10×0.5×0.22×10 π V≈6.28 V 图4 电流的峰值为 Im＝ERm≈6.28 A.
(2)从中性面位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 e＝Emsin ωt≈6.28 sin（10πt）V.
(3)线圈从中性面位置开始转过 30°，感应电动势 e＝Emsin 30°≈3.14 V.
1.交变电流
方向随时间做 周期性 变化的电流，简称 交流 .
2.直流
方向 不随时间变化的电流.
对直流电流和交变电流的区分主要是看电流
方向 是否变化.
3.图象特点
(1)恒定电流的图象是一条与时间轴 平行的直线 . (2)交变电流的图象有时在时间轴的上方，有时在时间轴的下方，随时间做 周期性 变化.
二、交变电流的产生
一、交变电流的判断 例 1 如下图所示图象中属于交流电的有
(ABC)
交变电流
电流方向 变化
×
图象有正 负变化
二、交变电流的产生
例 2 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
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4．常见的交变电流的波形图
课堂讲义
例1 下列各图中，表示交变电流的是( )
交变电流
方向随时间作周期性变化是交变电流的重要特征
课堂讲义
交变电流
二、对描述交变电流物理量的认识 1．周期和频率的关系：T＝1f ，f＝T1 2．角速度与周期、频率的关系：ω＝2Tπ＝2πf 3．转速(n)：线圈单位时间(1 s 或 1 min)转过的圈数，单位是 r/s 或 r/min. 角速度与转速的关系：ω＝2πn(n 的单位为 r/s)或 ω＝2π6n0(n 单位为 r/min) 4．峰值：也叫最大值． 电容器接在交流电路中，交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值．
2．交变电流及其分类 大小和方向随时间做周期性变化的电流叫交变电流．其 中大小不变、方向改变的电流也是交变电流．按交变电流 的特点可分为正弦(或余弦)式交变电流和矩形波交变电流、 锯齿波交变电流等．
课堂讲义
交变电流
一、直流电和交变电流
3．交变电流的图象 从图中可以找出正弦式交变电流的最大值 Im 和周期 T.
仅限于正弦交流电而言
对点练习
对描述交变电流物理量的认识
3.某交变电压随时间的变化规律如图 所示，则此交变电流的频率为 __5_0_____Hz.线圈转动的角速度是 __1_0_0_π___rad/s.若将此电压加在10 μF 的电容器上，则电容器的耐压值不应 小于__2_0_0____V.
交变电流
交变电流
再见
对点练习
交变电流
对描述交变电流物理量的认识
2．关于交流电的有效值 U 和最大值 Um，下列说法中正确的是( ) A．任何形式的交流电都具有 U＝Um2的关系
B．只有正弦交流电才具有 U＝Um的关系 2
C．照明电压 220 V，动力电压 380 V 指的都是最大值 D．交流电压表和交流电流表测的都是最大值
二、交变电流的周期和频率 1次周期性变化 次数 赫兹 Hz
三、交变电流的最大值和有效值 最大 相等 最大值 有效值 有效值 有效值
交变电流
课堂讲义
交变电流
一、直流电和交变电流
1．直流电及其分类 方向不随时间变化的电流叫直流电．直流电分为恒定电 流和脉动直流电两类．其中大小和方向都不随时间改变的 电流叫恒定电流；方向不随时间改变、而大小随时间改变 的电流叫脉动直流电．
对点练习
直流电和交流电的区别
1．对于如图所示的电流i随时间t做周期性 变化的图象，下列说法中正确的是( )
A．电流大小变化，方向不变，是直流电 B．电流大小、方向都变化，是交变电流 C．电流最大值为0.2 A，周期为0.01 s D．电流大小变化，方向不变，不是直流 电，是交变电流
交变电流
电流最大值为0.2 A，周期为0.01 s 电流大小变化，但方向不变，是直流电，不是交变电流
交变电流的周期为0.25 s 频率为4 Hz
由欧姆定律可知交变电流的最大值为2A 有效值为 2A
课堂讲义
交变电流
三、交变电流有效值的计算
1．对有效值的进一步理解：
(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的．
(2)理解有效值重点在“等效”上，“效果”相同在定义中体现为相同电阻 、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．
5．有效值 有效值是根据电流热效应定义的．
课堂讲义
交变电流
例 2 小型交流发电机中，矩形金 属线圈在匀强磁场中匀速转动，产 生的感应电动势与时间呈正弦函 数关系，如图所示，此线圈与一个 R＝10 Ω 的电阻构成闭合电路，不 计电路的其他电阻．下列说法正确 的是( ) A．交变电流的周期为 0.125 s B．交变电流的频率为 8 Hz C．交变电流的有效值为 2A D．交变电流的最大值为 4 A
课堂讲义
针对训练 图是一交 变电压随时间变化的 图像，求此交变电压 的有效值．
交变电流
在一个周期(0.2 s)内，产生的热量 Q′＝UR21t1＋UR22t2＝URm22t1＋UR22t2＝1R5 在这一个周期内，直流电产生的热量 Q＝UR2T＝0.2RU2 由 Q＝Q′，得0.R2U＝1R5， 所以 U＝5 3 V U′＝U＝5 3 V.
所示，其周期为 1 s．电阻两端电压的有效值为( )
A．12 V
B．4 10V
C．15 V
D．8 5V
根据电流的热效应先计算电流的有效值．
由 0.12R×0.4×2＋0.22R×0.1×2＝I2R×12，可得流过电阻
的电流的有效值 I＝
10 25
A，再由电阻两端电压的有效
值为 U＝IR＝4 10 V 可得 B 正确．
周期 T＝0.02 s，频率 f＝T1＝50 Hz；ω＝2Tπ100π rad/s.
对点练习
交变电流有效值的计算
4．是一交变电流随时间 变化的图像，求此交变 电流的有效值．
在一周期(T＝0.3 s)内，产生的热量 Q′＝I21Rt1＋I22Rt2＝I1m22Rt1＋I2m22Rt2=10.8R 在这一个周期内，直流电产生的热量 Q＝I2RT＝0.3I2R 由 Q＝Q′得 0.3I2R＝10.8R， 所以 I＝6 A，I′＝I＝6 A.
高中物理·选修3-2·鲁科版
第三章 交变电流
第一讲 交变电流
目标定位
交变电流
1 理 知道解什楞么次是定交律变的电内流容，通并过应实用验楞探次究定出律恒判定电感流应与电交流变的电方流向的.
区别
2 知道交变电流的周期和频率、最大值和有效值.
3 了解最大值和有效值不同的实际应用意义
预习导学
一、恒定电流和交变电流的比较 大小和方向 交变电流
2．有效值的计算
(1)对于正弦交变电流，可先根据
Em＝NBSω
求出最大值，然后根据
E＝Em求 2
出其有效值．
(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．
计算交变电流在一个周期内产生的热量Q
将热量Q用相应的物理量的有效值表示Q＝I2RT或
=
U
2
T
R
代入数值求解有效值
课堂讲义
交变电流
例 3 通过一阻值 R＝100 Ω 的电阻的交变电流如图