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第二节 描述交变电流的物理量
粤教版（2019）高中物理选择性必修第二册
第三章 交变电流
复习回顾
周期和频率
峰值有效值
图像法描述
1、交变电流：
2、交变电流产生的特点：
线圈位于中性面时，通过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，此时无感应电流
线圈位于与中性面垂直的平面时，通过线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电流最大
线圈每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，线圈每转动一圈要经过两次中性面，感应电流的方向改变两次。
3、交变电流公式（线圈从中性面开始转动）：
感应电动势随时间变化的规律
感应电动势的峰值
大小和方向随时间做周期性变化的电流
e=Emsin ωt
Em=NBS ω
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周期和频率
峰值有效值
图像法描述
线圈转动一周，电动势、路端电压和电流均按正弦规律完成一个周期的变化。我们将交变电流完成一次周期性变化的时间称为交变电流的周期，用符号T表示，单位是秒。
e
o
T/4
2T/4
3T/4
T
π/2
π
3π/2
2π
ωt
t
峰值有效值
图像法描述
1、周期：交变电流完成一次周期性变化的时间称为交变电流的周期。用 表示，单位是秒。
2、频率：
（1）物理意义：反映交变电流做周期性变化快慢的物理量。
（2）定义：交变电流在一段时间内做周期性变化的次数与所用时间之比。
（4）单位：赫兹，符号Hz
（3）符号：
3、周期和频率之间的关系： 或
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周期和频率
（1）我们日常生活中使用的交变电流频率是多少？该频率的物理意义是什么？为什么我们感受不到灯泡在闪烁？
（2）正弦式交变电流的周期T 和频率 f ，与交流发电机转子转动的角速度ω有什么关系？
我们日常生活中使用的交变电流频率是50Hz,50Hz物理意义是指发电机的转子每秒钟旋转50圈，产生50个正弦（或余弦）波形，电流方向改变100次．看不到灯泡闪烁是因为人的眼睛有视觉暂留，也叫作视觉惰性，频闪太快时，我们感受不到灯泡在闪烁。
正弦式交变电流的周期T 和频率f,与交流发电机转子的角速度ω的关系：
例题1：一交变电流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？
答：周期为0.01s，频率为100Hz
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周期和频率
峰值有效值
图像法描述
1、峰值：交变电流的峰值是指在一个周期内所能达到的最大数值。
2、有效值：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量????=????2????????或????=????2????????相等，而这个恒定电流的电流与电压分别为 、 ，我们就把 、 ，叫作这一交变电流的有效值。
?
甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同．若直流电源用10分钟把水烧开，而第二次用交流电时也用10分钟把水烧开
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周期和频率
峰值有效值
图像法描述
交流电的热效果和直流电相同
我的电流是恒定的3A
我10分钟把水烧开
我10分钟也把水烧开！
我的电流是变化的
我的电流有效值也是3A
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周期和频率
峰值有效值
图像法描述
复习回顾
周期和频率
峰值有效值
图像法描述
理解：
（1）“三同”，即相同的时间、相同的阻值、相同的热量。
（2）用电器上的铭牌标识的电压、电流为有效值。
（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）交流电流表和交流电压表的读数是有效值。
（5）保险丝的熔断电流为有效值。
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周期和频率
峰值有效值
图像法描述
任何电流都有有效值，但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。
精确的实验和理论推导表明，正弦式电流的电动势、电流和电压的有效值和峰值之间的关系如下：
复习回顾
周期和频率
峰值有效值
图像法描述
根据正弦式交变电流的公式，可以绘制出正弦式电流的电动势e、电流i和电压u随时间变化的图像，并可在图中标出了周期、峰值等物理量。
????=????????????????????????????????????
?
????=????????????????????????????????????
?
????=????????????????????????????????????
?
【讨论与交流】如图所示是一个正弦式电流的图像。根据图像求出它的周期、频率、电流的峰值、电流的有效值，并写出正弦式电流的表达式。
i=10cos10????t （A）
?
【讨论与交流】将阻值为2 Ω的电阻接到电压按如图所示规律随时间变化的交流电路中。该交变电流的周期是多少？一个周期内电阻两端电压的有效值是多少？
1.如图是某种正弦交变电压的波形图，由图可确定该电压的(　　)
A.周期是0.01 s
B.最大值是220 V
C.有效值是220 V
D.表达式为u＝220sin (100πt) V
2.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T。从中性面开始计时，当t ＝ 时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V，则此交变电流的有效值为(　　)
A． B．　 　　 C． D．
C
A
课堂练习
3.电阻R1、R2与交流电源按照如图甲所示方式连接，R1＝10Ω，R2＝20Ω。合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示，则(　　)
A.通过R1的电流有效值是1.2 A B. R1两端的电压有效值是6 V
C.通过R2的电流最大值是????.????????A D. R2两端的电压最大值是????????V
?
B
课堂练习
4.有两个完全相同的电热器，分别通以如图甲和乙所示的峰值相等的方波交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比是( )
A. 1∶1 B. 1∶2 C. 2∶1 D. 1∶3
C
课堂练习
5.如图所示，家庭电路上接有保险丝、交流电压表、“220V 460W”的电饭锅及“220V 200W”的抽油烟机，
现接入u=311sin100πt(V)的交流电，
电饭锅和抽油烟机均正常工作，下列
说法正确的是( )
A.交流电压表的示数为311V
B.内流过保险丝的电流方向改变100次
C.电饭锅的热功率是抽油烟机的热功率的2.3倍
D.为保障电路正常工作，保险丝的额定电流不能小于2.5A
B
课堂练习

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