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高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第3节:交变电流的描述
第3节:交变电流的描述
在纯电阻电路中，
电压:
电流:
从中性面开始计时电动势:
温故知新
交变电流的产生
高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第3节:交变电流的描述
周期和频率
描述周期性变化的重要的物理量
高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第3节:交变电流的描述
线圈转动一周电压、电流都发生一次周期性变化
e=Emsinωt
i=Imsinωt
u=Umsinωt
１.周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间
２.频率：交变电流一秒内完成周期性变化的次数
符号：f 单位是赫兹（Hz）
符号：T 单位是秒（S）
两个关系式：
（角频率或圆频率）
高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第3节:交变电流的描述
峰值
交变电流的最大值
３.最大值（峰值）：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
以用来表示交流电的电流或电压变化幅度。
e=Emsinωt
i=Imsinωt
u=Umsinωt
Em ＝NωBS
峰值
Um ＝ Im R外
电容器所标的电压是电容器所能加的最大电压，即该电容器所加电压的峰值要小于100V
４.瞬时值：电流、电压有一时刻的具体的值。　 　
e=Emsinωt
i=Imsinωt
u=Umsinωt
高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第3节:交变电流的描述
瞬时值
某一时刻具体的值
t
o
T/4
2T/4
3T/4
T
i
Im
思考与讨论
复习焦耳定律
高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第3节:交变电流的描述
图是通过一个 R 为1 Ω的电阻的电流 i 随时间变化的曲线。这个电流不是恒定电流。
1. 怎样计算通电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，这个电流是多大？
交流电的有效值
利用电流的热效应定义的物理量
高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第3节:交变电流的描述
4、有效值：让交流电和直流电分别通过大小相同的电阻，如果它们在交流电的一个
周期内产生的热量相等，而这个恒定电流的电流与电压分别为I、U ，我们把 I、
U叫作这一交变电流的有效值。
正弦式交变电流的峰值和有效值的关系为
实际生活中的有效值
用电器铭牌上标的电压是有效值还是峰值
高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第3节:交变电流的描述
无特别说明时提到的交变电流的数值是指有效值
交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是指有效值
交流电压表、电流表测量的数值是指有效值
保险丝的熔断电流是指有效值
项目 物理含义 重要关系 适用情况
瞬时值 交变电流某一时刻的值 计算线圈某一时刻的受力（安培力）情况
最大值 最大的瞬时值 确定电容器的耐压值或击穿电压
有效值 跟交变电流的热效应等效的 恒定电流值、电压值 正弦式交变电流 (1)电流热效应相关量(如功、功率、热量)
(2)交流电表（电压表、电流表）的测量值
(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
平均值 交变电流图象中图线与时间轴所围面积与时间比值 (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
交变电流四值比较
正弦式交变电流的公式和图像
用周期表示公式
高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第3节:交变电流的描述
公式
图像
课堂小结
高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第3节:交变电流的描述
1．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感应垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（　　）
A．线框产生的交变电动势有效值为311V
B．线框产生的交变电动势频率为100Hz
C．t=0.005s时，线框的磁通量变化率为零
D．t=0.01s时，线框平面与中性面重合
D
高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第3节:交变电流的描述
C
2．如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的交变电动势的图象，当调整线圈转速后，所产生的交变电动势的图象如图线b所示，转动轴垂直于磁场方向。则下列说法中错误的是（　　）
A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为最大
B．线圈先后两次转动的角速度之比为3:2
C．图线b所对应的电动势的有效值为 V
D．图线a所对应的电动势的瞬时值表达式为 （V）
高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第3节:交变电流的描述
3．先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化如图甲所示；第二次灯泡两端的电压随时间变化规律如图乙所示，不考虑温度对灯泡电阻影响。则以下说法正确的是（　　）
A．第一、第二次，灯泡两端的电压之比为1:2
B．第一、第二次，通过灯泡的电流之比是2:1
C．第一、第二次，灯泡电功率之比是1:2
D．第一、第二次，灯泡在相等时间内产生的热量之比是1:4
C
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B
4．如图所示，一矩形线圈的面积为S，匝数为N，电阻为r，处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，绕垂直磁场的水平轴OO′以角速度ω匀速运动。线圈通过滑环与定值电阻R及理想电流表组成闭合回路。已知理想电压表的示数为U，从线圈平面与磁感线平行的位置开始计时，则（　　）
A．R两端电压瞬时值的表达式为
B．理想电流表的示数为
C．从 到 的时间内，穿过线圈平面磁通量的变化量为零
D．若ω=100π rad/s，通过R的电流每秒钟方向改变50次
高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第3节:交变电流的描述
5．某交流发电机中，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的关系如图所示．如果此线圈和一个R=100Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法中正确的是（　　）
A．交变电流的周期为0.04s
B．电阻R两端的有效电压是100V
C．交变电流的有效值为1A
D．交变电流的最大值为1A
AD
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6．如图所示为一电流通过一电子元件后的波形图（曲线部分为正弦交流电的一部分），则下列说法正确的是（　　）
A．这是一种交变电流
B．电流的变化周期为0.015s
C．电流通过100Ω电阻时，电功率为100W
D．电流通过100Ω的电阻时，一个周期内流经电阻的电荷量大于0.015C
BD
高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第3节:交变电流的描述
7．如图所示，交流发电机的线圈为边长为L的正方形，匝数为N，线圈电阻为r，外电阻为R。线圈在磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO'匀速转动，转速为n。图中电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　）
A．图示位置穿过线圈的磁通量最大
B．感应电动势的最大值为
C．交流电流表的示数为
D．交流电压表的示数为
BC
高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第3节:交变电流的描述
8．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示．产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示．则下列说法正确的是（　　）
A．t＝0.01s时穿过线框的磁通量最小
B．该交变电动势的有效值为
C．该交变电动势的瞬时值表达式为
D．电动势瞬时值为22V时，线圈平面与中性面的夹角为45°
CD
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