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§2 交变电流的描述
第三章 交变电流
高中物理(人教版2019)选择性必修第二册
CONTENTS
新课引入
01.
周期和频率
02.
峰值和有效值
03.
正弦式交变电流的公式和图像
04.
交变电流的“四值”
05.
PART 01
新课引入
思考与讨论
正弦式交变电流的大小和方向都随时间发生周期性变化，那么我们如何描述这种电流的变化特征呢？
PART 02
周期和频率
1.周期：
2.频率:
交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
交变电流一秒内完成周期性变化的次数。
3.关系：
符号是T 单位为s
符号是f 单位为Hz
周期和频率
思考与讨论
一交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？
周期和频率
4.我国生产和生活所用交流电：
（1）周期：T=0.02s
（2）频率：f=50Hz
（3）角速度：ω=100π rad/s
（4）在1s内电流的方向变化100次
PART 03
峰值和有效值
峰值和有效值
表示电流的强弱或电压的高低。
1、峰值：交变电流的电动势、电流、电压的最大值Em、Im、Um.
接入交流电时，100V要高于交流电的峰值！
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。
（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内产生同样的热量，这个电流是大？
-2
1
2
i/A
t/s
-1
0
0.5
1
思考与讨论
2.有效值：让交流和恒定电流分别通过大小相同电阻，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，我们就把这I、U叫做这个交流的有效值。
通过大小相同电阻R
在交流电的一个周期内
交流的有效值为ＩＵ
恒定电流
交流
峰值和有效值
（1）正弦交变电流的最大值为有效值的　　倍。
上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不适用。需按定义计算。
峰值和有效值
（2）实际生活中遇到的有效值
电流表读数
电压表读数
峰值和有效值
保险丝熔断电流
用电器工作电压电流
峰值和有效值
3.对最大值和有效值进一步强调说明：
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，对于交流电若有特殊说明的均指有效值。
③在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
④保险丝的熔断电流是有效值。
⑤电容器的击穿电压是最大值。
峰值和有效值
PART 04
正弦式交变电流的公式和图像
正弦式交变电流的公式和图像
瞬时电压： ????=??????????????????????????????
?
????=??????????????????????????????????????
?
=??????????????????????????????????????
?
PART 05
交变电流的“四值”
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}名称
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
e＝Emsin ωt
i＝Imsin ωt
分析交变电流在某一时刻的情况
最大值
最大的瞬时值
Em＝NBSω
确定用电器的耐压值
交变电流的“四值”
交变电流的“四值”
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}名称
物理含义
重要关系
适用情况
有效值
跟交变电流的热效应等效的恒定、电动势、电压或电流值
(1)计算与电流热效应相关的量(如功率、热量)
(2)交流电表的测量值
(3)电气设备标注的额定电压、额定电流
(4)保险丝的熔断电流
平均值
交变电流图像中图线与时间轴所夹“面积”与时间的比值
计算通过电路横截面的电量：
PART 05
课堂练习
1．小明家新买一台电视机，他看到的电视机铭牌如图所示，其中“额定电压：220V~”指的是交流电压的（　　） A．有效值 B．瞬时值 C．平均值 D．最大值
课堂练习
01
A
课堂练习
01
【答案】A【详解】用电器上所标的电压值与电流值均为有效值，电视机铭牌上所标的“额定电压220 V”指的是交流电压的有效值。故选A。
2．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则（　　）A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面垂直B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3C．曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为10 V
课堂练习
02
C
课堂练习
02
【答案】C【详解】A．线圈位于中性面时，磁通量最大，电动势为零，两次t＝0时刻线圈平面均处于中性面，A错误；B．转速之比等于周期的反比，故该比值为3∶2，B错误；C．频率为周期的倒数，a的周期为0.04 s，频率为25 Hz，C正确；
3．如图所示为一交流电压随时间变化的图象。每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。根据图中数据可得此交流电压的有效值为（　　）
课堂练习
03
A
课堂练习
03
4．如图所示，线圈面积为S，匝数为N，线圈的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表A和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是（　　）A．图示位置瞬时电流最大
课堂练习
04
C
课堂练习
04
谢谢聆听

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