表征交变电流的物理量
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Im=Em/R总 Um= ImR
其中：Em=NBSω=Nφmω
Em由S、B、ω和匝数N决定。与线圈的形状和 转轴的位置无关。 以下几种情况若B、N、S、ω相同，则Em相同：
U
(i)
0
t
从交流电的图象可知，交流电的电压、电流 随时间不断变化，带来研究的不便，在实际 中，通常是通过研究交流电的特殊值来了解 交流电的特性
第二节表征交变电流的物理量
一、描述交变电流大小的物理量 1．最大值(Em,Im,Um)：
交变电流在一个周期内所能达到的最大数值, 用来表示交变电流的电流或电压变化幅度
说 明
（1）最大值在实际中有一定的指导意义，所有使用交 流的用电器，其最大耐值应大于其使用的交流电压的最 大值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电 压的最大值 （ 2 ）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 m
课时 1课时 分配
复习 1、什么是交流电？
2、正弦式交流电的规律？ d
a b
c
从中性面开始计时： 电动势瞬时值表达式：e=Emsinωt 电流瞬时值表达式：i=Imsinωt 电压瞬时值表达式：u=Umsinωt
a b
d c
从平行面开始计时： 电动势瞬时值表达式：e=Emcosωt 电流瞬时值表达式：i=Imcosωt 电压瞬时值表达式：u=Umcosωt
主 第二节 表征交变电流的物理 备 课题 葛乐忠 名称 量 课 人 正弦式电流的最大 大纲 值和有效值，周期 考纲要求 要求 和频率(B)
ⅠⅠ
１.知道交流电的有效值是与热效应有关的量，平 均值是与电量有关的量，能从物理意义上区别有 教学 效值和平均值。 目标 ２.知道正弦交流电的有效值和最大值、平均值的 关系，能进行有关有效值和最大值的计算 教学 对交变电流的有效 计算非正弦交变 教学难点 重点 值的理解和运用 电流的有效值
解答：①图甲为正弦交流电其有效值I1＝I m / 2＝3.55 A，周期T1
＝0.4s，频率f1＝2.5Hz；图乙为方波交流电，电流的大 小不变，方向作周期性变化，由于热效应与电流方向 无关，因而它的有效值I2＝5A，周期T2＝0.4s，频率f2 ＝2.5Hz． 2 ②由公式P＝I R得P甲∶P乙＝1∶2．
它接到电压为u＝10sin100πt V的交变电源上，发热功率是多少？ A．0.25P B．0.5P D．2P
C．P
2
解答：通直流电时P＝U /R＝100/R；
通交变电流时P′＝U 2 / R＝ (U m / 2 ) 2 / R＝50 / R； 有效
所以P′＝P/2．故应选B项．
【例2】图18－11中两交变电流分别通过相同电阻R．①分别写出 它们的有效值、周期、频率；②计算它们在R上产生的功率之 比．
⑵有效值与平均值不同，有效值是按热效应定义的，对 一个确定的交变电流来说，其有效值是恒定的。而交变 电流的平均值与时间长短有关，是由公式E=nΔΦ/Δt确 定的。
在计算交变电流通过导体产生的焦耳热，做功的 电功率以及保险丝的熔断电流时，只能用交变电 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．
E nBS
（3 ）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
2．有效值(E，I，U)
（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相等 的热量，就把这一直流的数值叫做这一交变 电流的有效值 （3）特点：交变电流的有效值根据电流的热 效应来规定，与电流的方向无关，在计算时， 要紧扣电流通过电阻生热或热功率进行计算， “相同时间”至少要取一个周期的时间
3．有效值与最大值之间的关系
1 I I m 0.707 I m 2
1 U U m 0.707U m 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
注意
⑴交流用电设备上所标的额定电压和额定电 流是有效值；交流电压表和交流电流表的示 数是有效值；交变电流的数值在无特别说明 时都是指有效值
课堂测试
1．10A恒定电流通过电阻R时，时间t内放出的热量为Q，某一交流通 过该电阻R时，时间t内放出的热量为Q/2，这一交流的有效值和最大值 为（ ） I I （A）I=10A，m 10 2 A （B） 5 2 A, I m 10A（C） 5 A, I m 5 2 A I （D）I 10 2 A, I m 20A 2．下列说法正确的是 [ ] A．用交流电压表测量交流电压时，指针来回摆动 B．一周期内交流的方向改变两次 C．如果交流的最大值是5A，则最小值为－5A D．用电器上所标电压值是交流的有效值 3．有一交流电压 u 144 sin 157 tA ，加在220Ω的电阻上，则与电阻串联 的交流电流表的读数应是（ ） （A）0.35A (B)0.50A (C)0.71A (D)1.41A 4．如图18－12为一交流的电压与时间图像，它的有效值为 ________V．
作业精选
讨论修改
金版新学案知能形成训练前8个选 择题
备注
油田三高高二物理组
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、描述交变电流变化快慢的物理量 1．周期：交变电流完成一次周期性变化所 需的时间，用T表示，单位是s．
2．频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数， 用f 表示，单位是Hz
1 T f
我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率为 50Hz，电流方向每秒改变100次．
2
【例1】一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率为P，当
其中：Em=NBSω=Nφmω
Em由S、B、ω和匝数N决定。与线圈的形状和 转轴的位置无关。 以下几种情况若B、N、S、ω相同，则Em相同：
U
(i)
0
t
从交流电的图象可知，交流电的电压、电流 随时间不断变化，带来研究的不便，在实际 中，通常是通过研究交流电的特殊值来了解 交流电的特性
第二节表征交变电流的物理量
一、描述交变电流大小的物理量 1．最大值(Em,Im,Um)：
交变电流在一个周期内所能达到的最大数值, 用来表示交变电流的电流或电压变化幅度
说 明
（1）最大值在实际中有一定的指导意义，所有使用交 流的用电器，其最大耐值应大于其使用的交流电压的最 大值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电 压的最大值 （ 2 ）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 m
课时 1课时 分配
复习 1、什么是交流电？
2、正弦式交流电的规律？ d
a b
c
从中性面开始计时： 电动势瞬时值表达式：e=Emsinωt 电流瞬时值表达式：i=Imsinωt 电压瞬时值表达式：u=Umsinωt
a b
d c
从平行面开始计时： 电动势瞬时值表达式：e=Emcosωt 电流瞬时值表达式：i=Imcosωt 电压瞬时值表达式：u=Umcosωt
主 第二节 表征交变电流的物理 备 课题 葛乐忠 名称 量 课 人 正弦式电流的最大 大纲 值和有效值，周期 考纲要求 要求 和频率(B)
ⅠⅠ
１.知道交流电的有效值是与热效应有关的量，平 均值是与电量有关的量，能从物理意义上区别有 教学 效值和平均值。 目标 ２.知道正弦交流电的有效值和最大值、平均值的 关系，能进行有关有效值和最大值的计算 教学 对交变电流的有效 计算非正弦交变 教学难点 重点 值的理解和运用 电流的有效值
解答：①图甲为正弦交流电其有效值I1＝I m / 2＝3.55 A，周期T1
＝0.4s，频率f1＝2.5Hz；图乙为方波交流电，电流的大 小不变，方向作周期性变化，由于热效应与电流方向 无关，因而它的有效值I2＝5A，周期T2＝0.4s，频率f2 ＝2.5Hz． 2 ②由公式P＝I R得P甲∶P乙＝1∶2．
它接到电压为u＝10sin100πt V的交变电源上，发热功率是多少？ A．0.25P B．0.5P D．2P
C．P
2
解答：通直流电时P＝U /R＝100/R；
通交变电流时P′＝U 2 / R＝ (U m / 2 ) 2 / R＝50 / R； 有效
所以P′＝P/2．故应选B项．
【例2】图18－11中两交变电流分别通过相同电阻R．①分别写出 它们的有效值、周期、频率；②计算它们在R上产生的功率之 比．
⑵有效值与平均值不同，有效值是按热效应定义的，对 一个确定的交变电流来说，其有效值是恒定的。而交变 电流的平均值与时间长短有关，是由公式E=nΔΦ/Δt确 定的。
在计算交变电流通过导体产生的焦耳热，做功的 电功率以及保险丝的熔断电流时，只能用交变电 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．
E nBS
（3 ）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
2．有效值(E，I，U)
（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相等 的热量，就把这一直流的数值叫做这一交变 电流的有效值 （3）特点：交变电流的有效值根据电流的热 效应来规定，与电流的方向无关，在计算时， 要紧扣电流通过电阻生热或热功率进行计算， “相同时间”至少要取一个周期的时间
3．有效值与最大值之间的关系
1 I I m 0.707 I m 2
1 U U m 0.707U m 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
注意
⑴交流用电设备上所标的额定电压和额定电 流是有效值；交流电压表和交流电流表的示 数是有效值；交变电流的数值在无特别说明 时都是指有效值
课堂测试
1．10A恒定电流通过电阻R时，时间t内放出的热量为Q，某一交流通 过该电阻R时，时间t内放出的热量为Q/2，这一交流的有效值和最大值 为（ ） I I （A）I=10A，m 10 2 A （B） 5 2 A, I m 10A（C） 5 A, I m 5 2 A I （D）I 10 2 A, I m 20A 2．下列说法正确的是 [ ] A．用交流电压表测量交流电压时，指针来回摆动 B．一周期内交流的方向改变两次 C．如果交流的最大值是5A，则最小值为－5A D．用电器上所标电压值是交流的有效值 3．有一交流电压 u 144 sin 157 tA ，加在220Ω的电阻上，则与电阻串联 的交流电流表的读数应是（ ） （A）0.35A (B)0.50A (C)0.71A (D)1.41A 4．如图18－12为一交流的电压与时间图像，它的有效值为 ________V．
作业精选
讨论修改
金版新学案知能形成训练前8个选 择题
备注
油田三高高二物理组
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、描述交变电流变化快慢的物理量 1．周期：交变电流完成一次周期性变化所 需的时间，用T表示，单位是s．
2．频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数， 用f 表示，单位是Hz
1 T f
我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率为 50Hz，电流方向每秒改变100次．
2
【例1】一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率为P，当