5.2描述交变电流的物理量.pptVIP

5.2描述交变电流的物理量 阅读教材34页，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）周期、频率的关系是什么？ （4）通过图5.2-1了解我国生产和生活用的交变电流的周期和频率各是多大？ 　 1 、周期（T）： 2、频率（f）: 交变电流完成一次周期性变化所需的时间。单位是s 交变电流一秒内完成周期性变化的次数。单位是HZ 3、关系： 一、周期和频率 4、我国生产和生活用交变电流的 周期T＝_______s， 频率f= _______Hz， 角速度ω＝_______rad/s， 在1s内电流的方向变化_______次。 0.02 50 100π 100 二、峰值和有效值 注：电容器的耐压值（也称击穿电压）要高于交流电的峰值，否则电容器可能被击穿。 例：将e=400sin314t加在电容器两端，那么电容器的耐压值不得低于 400V 1、峰值：交变电流所能达到的最大值，即Em、Im和Um；表示电流的强弱或电压的高低。 电容 耐压值（最大值） 思考与讨论：如图所示通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。它不是恒定电流。 -2 1 2 i/A t/s -1 0 0.5 1 1. 怎样计算通过1 S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1 S内产生同样的热量，这个电流是多大？ 解： 2、有效值 （1） 定义：让交流和恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的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I、U叫做这个交流的有效值。 例：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。 解： （2）正弦交变电流的最大值为有效值的　　倍。 m m m m m m I I I U U U E E E 707 . 0 2 707 . 0 2 707 . 0 2 = = = = = = 例：我国市电用的交变电流为e=311sin100πt,求这种交变电流的有效值。 解： （3）有效值的说明： A、交流用电器上标出的额定电压和额定电流指的是有效值 B、交流电流表和交流电压表的读数是有效值 D、以后提到的交变流电的数值，若没有特殊说明的均指有效值 C、保险丝的熔断电流是有效值 C、求通过某导体横截面的电量一定要用交流的平均值 注：峰值（最大值）、有效值、平均值在应用上的区别。 A、求电容器的耐压值时要用交流的峰值 B、求交流的功、功率和电热时必须用交流的有效值 如图所示，交流发电机的矩形线框ab＝dc＝0.40 m，bc＝ad＝0.20 m， 共有50匝，其电阻r＝1.0 Ω，在磁感应强度B＝0.20 T的匀强磁场中， 绕垂直于磁场方向的对称轴OO′以 （100/π）r/s的转速匀速转动，向 R＝9.0 Ω的电阻供电，求： (1)发电机产生的电动势的最大值； (2)从线框处于中性面时开始计时，写出闭合电路中电流随时间变化的函数表达式； (3)交流电压表和电流表的示数；(4)此发电机的功率。 【思路点拨】　线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线框中产生正弦式交变电流。根据法拉第电磁感应定律可求出峰值，进而求出有效值，由欧姆定律可计算出电流和路端电压。 如图5－2－1所示，甲、乙两交流电的表达式分别为：u甲＝Emsinωt；u乙＝Emsin(ωt＋Φ)，其中“________”叫做交变电流的______，Φ是t＝0时的相位，叫做交变电流的________。 ωt＋Φ 相位 初相位 图5－2－1 三、相位 两支交流的__________叫做它们的相位差。例如两支交流电，u1＝Emsin(ωt＋Φ1)，u2＝Emsin(ωt＋Φ2)，它们的__________，但初相位不同，它们的相位差(ωt＋Φ2)－(ωt＋Φ1)＝ _________，是一个常量，等于两个初相之差，不随时间变化，可以说，这两支交变电流的变化规律是相同的，只是__________不同。（具有确定的相位差） 相位之差 频率相同 Φ2－Φ1 变化步调 1、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(　　) C 练习 2、如图5－2－4甲为电热毯的电路图，电热丝接在u＝311sin100πt V的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置P使输出电压变为图乙所示波形，从而进入保温状。若电阻丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是(　　) ? A、110 V B、156 V C、22