交变电流____教案.docVIP

交变电流 知识网络： 课前预习提纲 1、交变电流：　　　　和　　　都随时间做　　　　　的交流电叫做交变电流．电压和电流随时间按　　　　　　变化的交流电叫正弦交流电． 2、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生　　　　　　　． 3、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都　　　磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做　　　　．线圈平面每经过　　　　　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　　　　． 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εm，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为　　　　　　　　．若线圈电阻为Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为　　　　　　　　． 5、交流发电机有两种，即　　　　　　和　　　　　　　．其中转动的部分叫　　　　，不动的部分叫　　　　　　．发电机转子是由　　　　　　、　　　　　　或其它动力机带动． 6、交流电的有效值是根据电流的　　　　效应来规定的．正弦交流电的有效值与峰值间的关系是ε＝　　　　　、U＝　　　　　　、I＝　　　　　　．通常所说的交流电的数值，如果没有特别说明，一般都是指交流电的　　　　　值． 7、我国工农业生产和生活用的交流电．频率是　　　Hz，周期是　　　s，电流方向每分钟改变　　　　次． 交变电流 教学目标： 1．； ．教学重点： 教学难点教学过程 1. 正弦交流电的产生 Em=BSω．则e =Emsinωt 由上式知，在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的． 根据闭合电路欧姆定律：，令，则i=Imsinωt 路端电压u=iR=ImRsinωt，令Um=ImR， 则u=Umsinωt 如果线圈从平行磁感线位置开始转动，电路中感应电动势、感应电流和路端电压将按余弦规律变化 　　　　　　　　　　e=Emcosωt 　 　i=Imcosωt 　u=Umcosωt 2．中性面 当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做中性面． 3．正弦交流电的图象 电路中的感应电流、路端电压与感应电动势的变化规律相同，如图所示． 二、描述交变电流的物理量 1、瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为：，.应当注意必须从中性面开始。 生活中用的市电电压为220V，其最大值为220V=311V（有时写为310V），频率为50HZ，所以其电压瞬时值的表达式为u=311sin314tV。 【例1】有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？ 2、最大值：也叫峰值，它是瞬时值的最大者，它反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，（转轴垂直于磁感线）。电容器接在交流电路中，则交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值。 【例2】把一电容器C接在220V的交流电路中，为了保证电容不被击穿，电容器C的耐压值是多少？ 3、平均值：它是指交流电图象中图线与横轴所围成的面积值跟时间的比值.其量值可用法拉第电磁感应定律·来求，特殊地，当线圈从中性面转过90度的过程中，有.计算平均值切忌用算术平均法即求解。平均值不等于有效值。 【例3】如图所示，求线圈由图示位置转过60°角的过程中，通过线圈某一横截面的电量. 4、有效值： 交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同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流的有效值。 正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是：， 对于非正弦电流的有效值以上关系不成立，应根据定义来求。通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值.用电器上所标电压、电流值也是指有效值.在计算交流电通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值。 【例4】如图所示，两平行导轨与水平面间的倾角为，电阻不计，间距L＝0.3m，长度足够长，导轨处于磁感应强度B＝1T，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.导轨两端各接一个阻值为R0＝2Ω电阻，另一横跨在导轨间的金属棒质量m＝1kg，电阻r＝1Ω棒与导轨间的滑动摩擦因数μ＝0.5，当金属棒以平行于导轨的向上初速度υ0＝10m/s上滑，直至上升到最高点过程中，通过上端电阻电量＝0.1C（g取10m/s2），求上端电阻R0产生的焦耳热？ 三、感抗和容抗（统称电抗） 1、感抗表示电感对交变电流的阻碍作用，其特点是“通直流，阻交流”、“通低频，阻高频”。 2、容抗表示电容对交变