高中物理第五章交变电流5.2描述交变电流的物理量课件新人教选修 (1)(1)3-2
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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。
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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
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2
2
R
T 2
2
o
4、频率：一秒内完成周期性变化的次数。
高中物理第五章交变电流1交变电流课件选修32高二选修32物理课件_00001
第三十四页，共七十三页。
规律二 交变电流的瞬时值和平均值的求解 1．瞬时值表达式 e＝nBSωsinωt，电动势的峰值 Em＝nBSω＝nΦmω，与线 圈的形状及转轴位置无关． 2．概念深化 (1)若线圈从中性面开始计时，e＝Emsinωt.若线圈从位于与 中性面垂直的位置开始计时，e＝Emcosωt，所用瞬时值表达式 与开始计时的位置有关．
中性面
中性面的垂直面
图示
位置 磁通量 磁通量的变化率 感应电动势 感应电流 电流方向
12/13/2021
线圈平面与磁场垂直 最大 零 零 零 改变
第十七页，共七十三页。
线圈平面与磁场平行 零 最大 最大 最大 不变
三、交变电流的图象 1．正弦交流电图象(可用示波器观察 到) 若 n 匝面积为 S 的线圈以角速度 ω 绕 垂直于磁场方向的轴匀速转动，从中性面 开始计时，其函数形式为 e＝nBSωsinωt， 用 Em＝nBSω 表示电动势最大值，则有 e ＝Emsinωt.其电流大小为 i＝Re ＝ERmsinωt ＝Imsinωt.对应的图象如图所示．
场的转轴旋转，会产生正弦或余弦交流电．与转轴的位置和线圈
的形状无关．
12/13/2021
第二十页，共七十三页。
【教材延伸】 (1)交变电流感应电动势的最大值由线圈匝数 N、磁感应强度 B、转动角速度 ω 及线圈面积 S 共同决定，与线圈的形状无关， 与转轴的位置无关，如图所示的几种情况，若 N、B、S、ω 相同， 则感应电动势的最大值相同．
12/13/2021
第十八页，共七十三页。
ΔΦ 2．如果线圈绕垂直于磁场的转轴旋转，能不能用 E＝n Δt 推 导交变电流电动势的瞬时表达式？
可以，因为现在高中加入了导数的知 识，那么用到导数的知识很容易就推出交变电 流电动势的瞬时表达式了．我们还是假设线圈 从中性面开始以恒定角速度 ω 在匀强磁场里旋转，线圈的轴与磁 场垂直，但并没有在 ad 的中心．此时的磁通量为 Φ＝BS，S 为 线圈面积，线圈也可以不是矩形．经过时间 t 线圈转过的角度为 ωt，则此时的磁通量为 Φ1＝BScosωt.
物理第五章交变电流5.2描述交变电流的物理量教案新人教版选修Word版
描述交变电流的物理量请同学们阅读教材，回答下列问题： （1）什么叫交变电流的周期？ （2）什么叫交变电流的频率？ （3）它们之间的关系是什么？（4）我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？交变电流完成一次周期性的变化所用的时间，叫做交变电流的周期，用T 表示。
交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率，用f 表示。
T =f1 我国使用的交变电流频率f =50 Hz ，周期T =0。
02 s 。
2．交变电流的峰值（E m ，I m ，U m ）交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流或电压变化幅度。
［演示］电容器的耐压值将电容器（8 V ，500μF ）接在学生电源上充电，接8 V 电压时电容器正常工作，接16 V 电压时，几分钟后闻到烧臭味，后听到爆炸声。
电容器的耐压值是指能够加在它两端的最大电压，若电源电压的最大值超过耐压值，电容器可能被击穿。
但是交变电流的最大值不适于表示交变电流产生的效果，在实际中通常用有效值表示交变电流的大小。
思考与讨论：0～0.2s 、0.2～0.5s 、0.5～0.8s 、0.8～1s 这四个阶段电流大小不变化，分别计算出热量，然后加起来。
由Rt I Q 2=解得2.01=Q J ；综合应用【例2】交流发电机矩形线圈边长ab =cd =0.4 m ，bc =ad =0.2 m ，共50匝，线圈电阻r=1 Ω，线圈在B =0.2 T 的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO ′以100r/s转速匀速转动，外接电阻9Ω，如图所示。
求：（1）电压表读数； （2）电阻R 上电功率。
板书 设计描述交变电流的物理量1．表征交变电流的几个物理量：周期和频率、峰值和有效值。
2．交变电流的周期与频率的关系：T =f1。
3．正弦式交变电流最大值与有效值的关系：I =2m I ，U =2m U 。
教学反思学生对于计算题过于依赖计算器，要让他们养成手算习惯。
高中物理 第五章 交变电流 5.1 交变电流课件2高二选修32物理课件
果n、B、ω、S均相同，则感
应电动势的峰值均为Em＝nBSω.
12/10/2021
第十八页，共三十八页。
图4
3.正弦交变电流的瞬时值表达式
(1)从中性面位置(wèi zhi)开始计时 e＝Emsin ωt，i＝Imsin ωt，u＝Umsin ωt
(2)从与中性面垂直的位置开始计时
e＝Emcos ωt，i＝Imcos ωt，u＝Umcos ωt.
答案 线圈转到乙或丁位置时线圈中的电流最大.
线圈转到甲或丙位置时线圈中电流最小，为零，此时线圈所处(suǒ chǔ)的平面称
为中性面. 12/10/2021
第十二页，共三十八页。
答案(dá
[知识深化] 两个特殊位置
1.中性面(S⊥B位置，如图2中的甲、丙)
线圈平面与磁场垂直的位置，此时(cǐ shí)Φ最大，ΔΦ为0，e为0，i为0. 线圈经过中性面时，电流方向发生改变，线圈转Δ一t 圈电流方向改变两次.
答案(dáàn) e＝50sin 10πt (V)
解析 线圈转速n＝300 r/min＝5 r/s，
角速度ω＝2πn＝10π rad/s，
线圈产生的感应电动势最大值Em＝NBSω＝50 V， 由此得到的感应电动势瞬时值表达式为
e＝E sin 12/10/2021 m
ωt＝50sin
10πt
(V).
第二十页，共三十八页。
10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的 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(zhuàn dòng)过程中线圈中感应电动势的最大值.
答案 2 2 V
解析 设转动过程中感应电动势的最大值为Em，
应电动势的峰值均为Em＝nBSω.
12/10/2021
第十八页，共三十八页。
图4
3.正弦交变电流的瞬时值表达式
(1)从中性面位置(wèi zhi)开始计时 e＝Emsin ωt，i＝Imsin ωt，u＝Umsin ωt
(2)从与中性面垂直的位置开始计时
e＝Emcos ωt，i＝Imcos ωt，u＝Umcos ωt.
答案 线圈转到乙或丁位置时线圈中的电流最大.
线圈转到甲或丙位置时线圈中电流最小，为零，此时线圈所处(suǒ chǔ)的平面称
为中性面. 12/10/2021
第十二页，共三十八页。
答案(dá
[知识深化] 两个特殊位置
1.中性面(S⊥B位置，如图2中的甲、丙)
线圈平面与磁场垂直的位置，此时(cǐ shí)Φ最大，ΔΦ为0，e为0，i为0. 线圈经过中性面时，电流方向发生改变，线圈转Δ一t 圈电流方向改变两次.
答案(dáàn) e＝50sin 10πt (V)
解析 线圈转速n＝300 r/min＝5 r/s，
角速度ω＝2πn＝10π rad/s，
线圈产生的感应电动势最大值Em＝NBSω＝50 V， 由此得到的感应电动势瞬时值表达式为
e＝E sin 12/10/2021 m
ωt＝50sin
10πt
(V).
第二十页，共三十八页。
10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的 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(zhuàn dòng)过程中线圈中感应电动势的最大值.
答案 2 2 V
解析 设转动过程中感应电动势的最大值为Em，
高中物理 第五章 交变电流 5.1 交变电流课件2高二选修32物理课件
值均为Em=nBSω。
12/10/2021
第二十一页，共四十一页。
探究
(tànjiū)
一
探究
(tànjiū)
二
探究
(tànjiū)
问题导引
当堂检测
名师精讲
典例剖析
三
【例题2】 如图所示,匀强磁场磁感应强度B=0.1 T,所用矩形线圈的匝
数n=100,边长lab=0.2 m,lbc=0.5 m,以角速度ω=100π rad/s绕OO'轴匀速转动。
1
交变(jiāo biàn)电流
12/10/2021
第一页，共四十一页。
-1-
学 习 目 标
1.会观察电流(或电压)的波形,
理解交变电流和直流的概念
2.理解交变电流的产生过程,
会分析电动势和电流方向的
变化规律
3.知道交变电流的变化规律及
表示方法,知道交变电流的瞬
时值、峰值的物理含义
思 维 导 图
12/10/2021
)
解析:如果线圈绕与磁场平行的轴转动,则不会产生感应电流。
答案(dá àn):×
(2)当线圈中的磁通量最大时,产生的电流也最大。 (
)
解析:线圈与磁场平行时,电动势最大,此时磁通量为零。
答案:×
(3)当线圈平面与磁场垂直时,线圈中没有电流。 (
解析:线圈与磁场垂直时,线圈中电流为零。
答案:√
12/10/2021
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,产生的感应电流方向改变一次
D.每当线圈经过中性面时,感应电流的方向就改变一次
12/10/2021
第十四页，共四十一页。
12/10/2021
第二十一页，共四十一页。
探究
(tànjiū)
一
探究
(tànjiū)
二
探究
(tànjiū)
问题导引
当堂检测
名师精讲
典例剖析
三
【例题2】 如图所示,匀强磁场磁感应强度B=0.1 T,所用矩形线圈的匝
数n=100,边长lab=0.2 m,lbc=0.5 m,以角速度ω=100π rad/s绕OO'轴匀速转动。
1
交变(jiāo biàn)电流
12/10/2021
第一页，共四十一页。
-1-
学 习 目 标
1.会观察电流(或电压)的波形,
理解交变电流和直流的概念
2.理解交变电流的产生过程,
会分析电动势和电流方向的
变化规律
3.知道交变电流的变化规律及
表示方法,知道交变电流的瞬
时值、峰值的物理含义
思 维 导 图
12/10/2021
)
解析:如果线圈绕与磁场平行的轴转动,则不会产生感应电流。
答案(dá àn):×
(2)当线圈中的磁通量最大时,产生的电流也最大。 (
)
解析:线圈与磁场平行时,电动势最大,此时磁通量为零。
答案:×
(3)当线圈平面与磁场垂直时,线圈中没有电流。 (
解析:线圈与磁场垂直时,线圈中电流为零。
答案:√
12/10/2021
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,产生的感应电流方向改变一次
D.每当线圈经过中性面时,感应电流的方向就改变一次
12/10/2021
第十四页，共四十一页。
山东省专用学年高中物理第五章交变电流第节交变电流课件新人教版选修.ppt
2019-9-24
谢谢关注
3
一、交变电流 1．交变电流 大小和方向都随时间做 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。
2019-9-24
谢谢关注
4
二、交变电流的产生 1．过程分析
2019-9-24
Hale Waihona Puke 谢谢关注52．中性面 线圈在磁场中转动的过程中，线圈平面与磁场 垂直 时 所在的平面。
2019-9-24
谢谢关注
1
第 1 节 交变电流
2019-9-24
谢谢关注
2
1．交变电流是指大小和方向都随时间周期性变化 的电流。
2．线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时可 产生正弦式交变电流，与转轴的位置无关。
3．正弦式交变电流的瞬时值表达式为 e＝Emsin ωt, u＝Umsin ωt, i＝Imsin ωt, 式中的 Em、Um、Im 是指交变电流的最大值，也叫峰值。
D．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流 最小
2019-9-24
谢谢关注
20
解析：当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大， 磁通量变化率为零，感应电动势为零，线圈中的感应电流为零， 故选项 A 正确，B 错误；当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间， 穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大， 线圈中的感应电流最大，选项 C 正确，D 错误。
①e＝Emcos ωt； ②i＝Imcos ωt； ③u＝Umcos ωt。
2019-9-24
谢谢关注
27
[典例] 如图所示为演示用的手摇发电机模 型，匀强磁场磁感应强度 B＝0.5 T，线圈匝数 N ＝50，每匝线圈面积为 0.48 m2，转速为 150 r/min，线圈在匀速转动过程中，从图示位置开始 计时。写出交变感应电动势瞬时值的表达式。
版高中物理第五章交变电流5.1交变电流课件新人教版选修3_2
(3)线圈从中性面位置开始转过 30°时， 感应电动势的瞬时值是多大？
解 析 ： (1) 交 变 电 流 电 动 势 的 峰 值 为 Em ＝ nBSω ＝ 10×0.5×0.22×10π V＝6.28 V
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＝Emsinωt＝6.28sin10πt V. (3)线圈从中性面位置开始转过 30°，感应电动势的瞬时值 e＝ Emsin30°＝3.14 V. 答案：(1)6.28 V 6.28 A (2)e＝6.28sin10πt V (3)3.14 V
答案：ACD
[变式训练]
(揭阳高二检测)(多选)如图是交流发电机的示意图，图甲到图丁 分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈与磁场 方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中 电路中有电流的位置是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
解析：线圈转动中感应电流时刻在变化，位于中性面位置时磁 通量最大，但感应电流最小，等于零．位于与中性面垂直位置时， 磁通量最小，但磁通量的变化率最大，感应电流最大，故选项 B、 D 正确，A、C 错误．
3．中性面：线圈平面与磁场垂直的位置．
三、交变电流的变化规律
阅读教材第 32～33 页“交变电流的变化规律”部分，回答下列问
题.
1．正弦式交变电流
(1)定义：按正弦规律变化的交变电流，简称正弦式电流．
(2)函数和图象
函数
图象
瞬时电动势：e＝Emsinωt
瞬时电压：u＝Umsinωt
瞬时电流：i＝Imsinωt
例 2 有一个正方形线圈的匝数为 10 匝，边长为 20 cm，线圈
总电阻为 1 Ω，线圈绕 OO′轴以 10π rad/s 的角速度匀速转动．如 图所示，匀强磁场的磁感应强度为 0.5 T，问：
解 析 ： (1) 交 变 电 流 电 动 势 的 峰 值 为 Em ＝ nBSω ＝ 10×0.5×0.22×10π V＝6.28 V
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＝Emsinωt＝6.28sin10πt V. (3)线圈从中性面位置开始转过 30°，感应电动势的瞬时值 e＝ Emsin30°＝3.14 V. 答案：(1)6.28 V 6.28 A (2)e＝6.28sin10πt V (3)3.14 V
答案：ACD
[变式训练]
(揭阳高二检测)(多选)如图是交流发电机的示意图，图甲到图丁 分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈与磁场 方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中 电路中有电流的位置是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
解析：线圈转动中感应电流时刻在变化，位于中性面位置时磁 通量最大，但感应电流最小，等于零．位于与中性面垂直位置时， 磁通量最小，但磁通量的变化率最大，感应电流最大，故选项 B、 D 正确，A、C 错误．
3．中性面：线圈平面与磁场垂直的位置．
三、交变电流的变化规律
阅读教材第 32～33 页“交变电流的变化规律”部分，回答下列问
题.
1．正弦式交变电流
(1)定义：按正弦规律变化的交变电流，简称正弦式电流．
(2)函数和图象
函数
图象
瞬时电动势：e＝Emsinωt
瞬时电压：u＝Umsinωt
瞬时电流：i＝Imsinωt
例 2 有一个正方形线圈的匝数为 10 匝，边长为 20 cm，线圈
总电阻为 1 Ω，线圈绕 OO′轴以 10π rad/s 的角速度匀速转动．如 图所示，匀强磁场的磁感应强度为 0.5 T，问：
人教版高中物理选修-交变电流课件-ppt精品课件[1]
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无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部 分叫定子.
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件（共20张PPT）【PPT 优秀课 件】-精 美版
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3、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的变化如图所示,下面说法
e
乙 从中性面开始计时（甲图）
Em
T/4
o
π/2
甲
2T/4
π
丙
3T/4
3π/2
T
t
2π ωt
戊（甲）
丁
思考：感应电动势的大小按什么规律变化？
e=Emsinωt
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(从中性面开始计时)
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努 力 学 习 ， 建 设 社 会 主 义
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3、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的变化如图所示,下面说法
e
乙 从中性面开始计时（甲图）
Em
T/4
o
π/2
甲
2T/4
π
丙
3T/4
3π/2
T
t
2π ωt
戊（甲）
丁
思考：感应电动势的大小按什么规律变化？
e=Emsinωt
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件（共20张PPT）【PPT 优秀课 件】-精 美版
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努 力 学 习 ， 建 设 社 会 主 义
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感谢观看，欢迎指导！ 1.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约
2.鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时,单 位水体 该鱼的 产量有 可能相 同
3.物体的两个分运动是直线运动，则 它们的 合运动 一定是 直线运 动 4.若两个互成角度的分运动分别是匀 速直线 运动和 匀加速 直线运 动，则 合运动 一定是 曲线运 动 5.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。 6.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。 7.先用低 倍镜找 到叶肉 细胞， 然后换 用高倍 镜观察 。注意 观察叶 绿体随 着细胞 质流动 的情况 ，仔细 看看每 个细胞 中细胞 质流动 的方向 是否一 致致。 8.内质网 以类似 于“出 芽”的 形式形 成具有 膜的小 泡，小 泡离开 内质网 ，移动 到高尔 基体与 高尔基 体融合 ，成为 高尔基 体的一 部分。 高尔基 体又以 “出芽 ”方式 形成小 泡，移 动到细 胞膜与 细胞膜 融合， 成为细 胞膜的 一部分 。 9.使细胞具有一个相对稳定的内部环 境。在 物质的 运输与 交换及 信息传 递中起 决定性 作用。 10.核糖体普遍分布在原核细胞和真核 细胞中 ，因此 根据核 糖体的 有无不 能确定 这些生 物的类 别。 11.汗液的主要成分是水，也含有无机 盐和尿 素等物 质。酷 暑季节 ，室外 作业的 工人出 汗多， 水、无 机盐被 排出， 造成体 内水、 无机盐 的含量 减少。 失水过 多，会 脱水而 危及生 命。生 物体内 无机盐 离子必 须保持 一定的 比例， 这对维 持细胞 内的渗 透压和 酸碱平 衡很重 要，这 是生物 体 进行正常 生命活 动必要 的条件 。大量 出汗后 ，除补 充水分 外，还 应该补 充无机 盐，所 以应喝 盐汽水 。
高中物理第五章交变电流2描述交变电流的物理量课件选修32高二选修32物理课件
第二十四页，共九十八页。
4.几种常见交变电流有效值的计算
电流名称
电流图线
正弦式交变电流
正弦半波电流
有效值 I＝ Im
2 I＝I2m
12/10/2021
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正弦单向脉动电流 矩形脉动电流
非对称性交变电流
I＝ Im 2
I＝ Tt Im
I＝
错误！
12/10/2021
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2．相位差 两支交流的相位之差叫做它们的相位差；当它们的频率相同 但初相位不同的交变电流，它们的相位差(φ2－φ1)是个常数，即 它们有确定的相位差． 问：正弦交流电有效值与峰值的关系 U＝Um能不能用有效值
2 的定义来证明呢？
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4．角速度 ω (1)定义：数值上等于产生交变电流的线圈单位时间内转过的 角度． (2)单位：弧度每秒(rad/s) (3)意义：角速度越大，则交变电流变化越快． 5．ω、T、f 的关系 ω＝2Tπ＝2πf，T＝1f 或 f＝T1.
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根据交流电的有效值定义得U7R02·T2 ＋UR02·T2 ＝UR2T
解得 U＝57U0，故 C 项正确．
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第三十二页，共九十八页。
【答案】 C 【点评】 本题考查了二极管的特性、电路结构分析、欧 姆定律、串并联电路的特点；认真审题，充分理解题意，知道 理想二极管，正向电阻为零，反向电阻为无穷大，分析清楚电 路结构是解题的关键．
考点热度 ★★★★
人教版高中物理选修-第五章描述交变电流的物理量-ppt精品课件
人教版高中物理选修3-2第五章描述交 变电流 的物理 量(共1 7张)【 PPT优 秀课件 】-精美 版-PPT 优秀课 件
二、峰值和有效值
交变电流的电流或电压随时间改变。电流或电压所能
到达单的最击大值此称处为峰编值，辑用Im母或Um版表示标。 题样
i(t)
式
Im 单击以编辑母版副标题样式
O
t
人教版高中物理选修3-2第五章描述交 变电流 的物理 量(共1 7张)【 PPT优 秀课件 】-精美 版-PPT 优秀课 件
人教版高中物理选修3-2第五章5描.2述描交述变交电变流电的流物的理物量理(量共(1 共 7张17)张 【 PPT)优【秀P课PT件优 秀】课-精件美】版-精 -PP美T 版优秀课 件
有效值的说明：
单击此处编辑母版标题样 ①交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；
②交流电流表和交流电压表的读数是有效值；
问题2：你对单击“以有编效辑母”版这副个标题词样语式是如何理解的？ 问题3：交变电流的有效值和峰值有何关系？
人教版高中物理选修3-2第五章描述交 变电流 的物理 量(共1 7张)【 PPT优 秀课件 】-精美 版-PPT 优秀课 件
峰值
交变电流的电流或电压所能达到的最大值
大小：Em=NBSω
单击此处编辑式母版标题样 有效值
即学即练
单击此处编辑母版标题样 3、如图所示为余弦交流电的图像，根据图像回答下列问题： 式 （1）该交流电的周期多大？
（2）该交流电的频率多大？ （3）该交流电电压单的击有以效编值辑多母版大副？标题样式
（1）0.08s （2）12.5Hz （3）77.77V
人教版高中物理选修3-2第五章5描.2述描交述变交电变流电的流物的理物量理(量共(1 共 7张17)张 【 PPT)优【秀P课PT件优 秀】课-精件美】版-精 -PP美T 版优秀课 件
高中物理 第五章 交变电流 2 描述交变电流的物理量课
2．我国民用交变电流，照明电压为220 V和动力电压 380 V都是指有效值．( √ )
3．交变电流的有效值即为一个周期内的平均值．( × )
[先填空]
1．相位与初相位：如图5-2-1所示，甲、乙两交流电 的表达式分别为：
图5-2-1
u甲＝_U__m__s_in_ω__t__； u乙＝_U__m__s_in_(_ω__t＋__φ_)__； 其中“ωt＋φ”叫做交变电流的相位，φ是t＝0时的相 位，叫做交变电流的___初__相__位_． 2．相位差：两支交流的_相__位__之__差___叫做它们的相位 差．
2．试探究分析计算交变电流的有效值应注意哪几个 方面的问题？
【提示】 应注意以下三个方面问题：
(1)对正弦式交变电流可用 I＝ Im ，U＝Um直接求有效
2
2
值．
(2)对非正弦式交变电流可用电流的热效应，根据有
效值的定义求解．
(3)计算时应注意三同：相同电阻、相同时间、相同
热量，而相同时间一般情况下是指交流电的一个周期．
第4步巧练——精选习题，落实强化 1.
524
(2013·海南高考)通过一阻值R＝100 Ω的电阻的交变 电流如图5-2-4所示，其周期为1 s．电阻两端电压的有效 值为( )
自 主
2
描述交变电流的物理量
解
题
学
技
习
巧
·
·
基
素
础
[学习目标] 1.知道描述交变电流的物理量有峰值、有 养
知
培
识 效值、瞬时值、平均值、周期、频率．理解这些物理量的 优
意义．(重点) 2.会利用有效值的定义求交变电流的有效
合
作 探
值．(难点)
3．交变电流的有效值即为一个周期内的平均值．( × )
[先填空]
1．相位与初相位：如图5-2-1所示，甲、乙两交流电 的表达式分别为：
图5-2-1
u甲＝_U__m__s_in_ω__t__； u乙＝_U__m__s_in_(_ω__t＋__φ_)__； 其中“ωt＋φ”叫做交变电流的相位，φ是t＝0时的相 位，叫做交变电流的___初__相__位_． 2．相位差：两支交流的_相__位__之__差___叫做它们的相位 差．
2．试探究分析计算交变电流的有效值应注意哪几个 方面的问题？
【提示】 应注意以下三个方面问题：
(1)对正弦式交变电流可用 I＝ Im ，U＝Um直接求有效
2
2
值．
(2)对非正弦式交变电流可用电流的热效应，根据有
效值的定义求解．
(3)计算时应注意三同：相同电阻、相同时间、相同
热量，而相同时间一般情况下是指交流电的一个周期．
第4步巧练——精选习题，落实强化 1.
524
(2013·海南高考)通过一阻值R＝100 Ω的电阻的交变 电流如图5-2-4所示，其周期为1 s．电阻两端电压的有效 值为( )
自 主
2
描述交变电流的物理量
解
题
学
技
习
巧
·
·
基
素
础
[学习目标] 1.知道描述交变电流的物理量有峰值、有 养
知
培
识 效值、瞬时值、平均值、周期、频率．理解这些物理量的 优
意义．(重点) 2.会利用有效值的定义求交变电流的有效
合
作 探
值．(难点)
高二物理选修课件第五章描述交变电流的物理量
热电转换
利用热电效应将温度变 化转换为电信号。如热
敏电阻、热电偶等。
压电转换
利用压电效应将压力变 化转换为电信号。如压 电陶瓷、压电晶体等。
磁电转换
利用磁电效应将磁场变 化转换为电信号。如霍 尔元件、磁敏电阻等。
检测技术在日常生活和生产中应用
智能家居
工业自动化
通过传感器检测室内环境参数，如温度、 湿度、光照强度等，实现自动化控制和优 化居住环境。
电流与电压同相位
在纯电阻电路中，交变电流的电流和 电压的相位相同，即它们同时达到最 大值和最小值。
电流大小与电压成正比
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。
电感对交变电流的阻碍作用
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 抗的大小与电感器的自感系数和交变电流的频率成正比。
电容式传感器
将被测物理量的变化转换为电容量的变化，通过测量电路转换为电 压或电流输出。具有灵敏度高、动态响应好等优点。
电感式传感器
利用电磁感应原理将被测物理量的变化转换为线圈自感或互感系数的 变化，再转换为电压或电流输出。常用于测量位移、振动等。
常见非电学量转换为电学量方法
光电转换
利用光电器件将光信号 转换为电信号。如光敏 电阻、光电二极管等。
周期、频率和角频率
周期
交变电流完成一次周期性变化所 需的时间，用T表示，单位为秒 （s）。周期反映了交变电流变
化的快慢。
频率
交变电流在1s内完成周期性变化 的次数，用f表示，单位为赫兹（ Hz）。频率与周期互为倒数关系
，即f=1/T。
角频率
交变电流在单位时间内所转过的 角度，用ω表示，单位为弧度/秒 （rad/s）。角频率与频率和周
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1.2017 年世界各国纷纷着手逐步淘汰白炽灯的使用,一个照明电灯 两端允许加的最大交流电压为 311 V,当它接入 220 V 照明电路上, 这个灯将( )。 A.灯不亮 B.灯丝将烧断 C.只能暗淡发光 D.能正常发光
【答案】D
2.(多选)某正弦式交变电流的 i-t 图象如图所示,则该电流的 ( )。
解答:(1)交变电流的周期与线圈转动的周期相等。 (2)因为打点计时器使用的电源是周期为 0.02 s 的交流电源。 (3)交变电流的周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理 量。 (4)它们之间的关系:ω=2πf=
2π 。 T
知识链接:我国使用的交变电流的周期是 0.02 s,频率是 50 Hz, 角速度是 100π rad/s,电流方向每秒改变 100 次。
课时 5.2 描述交变电流的物理量
1.了解周期和频率的概念,知道频率的单位,掌握周期和频率之 间的关系。 2.理解有效值的物理意义,体会“等效思想”的运用。 3.知道正弦交变电流的峰值和有效值之间的关系,知道电器上 标注的、电表测量的和通常所说的电压、电流为有效值。 4.具有运用类比、迁移的科学方法分析新问题的意识和能力。
3.相位 两支交流的瞬时电压与时间的关系分别为 u1=Emsin (ωt+φ1)、 u2=Emsin (ωt+φ2),则第一支交流的相位为 ωt+φ1 ,这两支 交流的相位差为 φ2-φ1 。
1 ④T ⑤2πf Im ωt+φ1 2
①周期性变化 ②秒 ③周期性变化的次数 ⑥最大值 ⑦热效应 ⑧热量 ⑨ φ2-φ1
Em 2
⑩
Um 2
1.交变电流的有效值是怎样定义的?
解答:是根据电流的热效应定义的。
2.任何交变电流的峰值与有效值都是 2倍的关系吗?
解答:不是,正弦式交变电流才存在这个关系。
3.我国民用照明电压和动力电压分别为 220 V 和 380 V,它们是 什么值?
解答:我国民用照明电压 220 V 和动力电压 380 V 都是指有效值。
1.周期和频率 (1)周期 T:交变电流完成一次① 周期性变化 所需的时间。 通常用 T 表示,单位是② 秒 。 (2)频率 f:交变电流在 1 s 内完成③ f=④ 。
2π =⑤ T
周期性变化的次数 ,即
(3)角速度ω:ω=
2πf 。
2.峰值和有效值 (1)峰值:交变电流在一个周期内所能达到的⑥ 最大值 叫作 交变电流的峰值,以此可以表示交变电流的强弱或电压的高低。 (2)有效值:根据电流的⑦ 热效应 规定,让交变电流和恒定 电流通过相同阻值的电阻,如果它们在相同时间内产生的⑧ 热量 相等,就把这一恒定电流的数值叫作该交变电流的有效值。 交变电流 的电动势、电流和电压的有效值分别用 E、I 和 U 表示。 (3)正弦式交变电流的有效值和峰值的关系是 E= ⑨ ,U=⑩ ,I= 。 注意:这一关系只适 用于正弦式交变电流。
主题 2:峰值和有效值 (1)把正弦交变电流接到电容器上时,我们通常会关心交变电流 的电压是否超过电容器所能承受的电压。你认为是要考虑正弦交变 电流的最大值还是有效值? (2)交变电流的有效值定义中的三个“相同”具体指的是什么?
解答:(1)电容器所能承受的电压是指瞬间最大值,所以我们要 考虑的是正弦交变电流的最大值。 (2)让恒定电流和交变电流分别通过阻值相同的电阻,使它们在 相同的时间内产生的热量相等,就可以把该恒定电流(电流、电压) 的数值定义为这个交变电流(电流、电压)的有效值。三个相同即相 同电阻、相同时间、相同热量。
A.频率 f=0.02 Hz B.有效值 I=10 2 A C.峰值 Im=10 2 A D.瞬时值表达式 i=20sin 100πt(A)
【答案】BD
3.某交变电流的电压 u=6 2sin 314t (V),则下列说法错误 的是 ．． ( )。 A.用此交变电流作打点计时器的电源时,打点周期为 0.02 s B.把耐压值为 6 V 的电容器接在此电源上会被击穿 C.此电压最大值为 6 2 V D.t=
重点难点:对交变电流有效值的理解与计算。 教学建议:本节内容需安排 1 个课时教学。 本节内容是在学习交 变电流产生原理的基础上,进一步探讨交变电流的定量描述问题,以 利用这些物理量描述交变电流的变化规律。应该从数学角度进一步 认识交变电流的周期性,通过对有效值的分析和计算再一次体会等 效替代法在物理学科中的应用。 导入新课:现在的调光台灯、 调速电风扇都是用可控硅电子元件 来实现的。 经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压,原来的正 弦式电流的波形被截去了一部分。调节台灯上的旋钮可以控制截去 的多少,从而改变电灯上的电压。你知道这里面的原理吗?
知识链接:峰值可以用来表示交变电流的强弱或电压的高低,同 时也反映了交变电流的变化范围,但不适合用来描述交变电流产生 的效果。
主题 3:交变电流的“四值” 在交变电流中有峰值、有效值、平均值和瞬时值,它们都是反映 交变电流的物理量。 谈谈你对它们的认识,它们之间有什么区别与联 系?
解答:峰值就是最大值,有效值是根据热效应来确定的值,平均 值是对时间的平均值,瞬时值是指某一瞬间的值。 电器元件(如电容)的击穿电压(耐压值)指的是最大值;各种交 流电器的铭牌上所标的额定电压、 电流均指有效值,保险丝的熔断电 流是指有效值,无特别说明时一般指的就是有效值;指明某一时刻情 况下的电压、电流就是瞬时值;交变电流中的平均值一般不提,它的 意义不大(只有计算通过电路某一横截面的电荷量时需用电流的平 均值)。
1 300
s 时,交流电压的瞬时值为 3 V
【答案】D
4.通过一阻值 R=100 压的有效值为 ( )。 A.12 V B.4 10 V C.15 V D.8 5 V
【答案】B
主题 1:周期和频率(重点探究) (1)描述交变电流的周期与线圈转动的周期有什么关系。 (2)打点计时器是常用的实验器材,它为什么每隔 0.02 s 打一个 点? (3)交变电流的周期和频率的物理意义是什么? (4)交变电流的周期和频率与交流发电机转子转动的角速度ω 有什么关系?