[理化生]一、交变电流.ppt

高三·2008年下学期 一、交变电流 高三物理 第十三章 交变电流 高三·2008年下学期 制作：何彦君　　　　审定：戴绍南 参与设计：刘建军、汤新文、宋铁柱 　　　　　陈国荣、姜建平、彭知文 I 83．电阻、电感和电容对交变电流的作用 Ⅱ 82．交流发电机及其产生正弦式电流的原理，正弦式电流的图像和三角函数表达式，最大值与有效值，周期与频率 说明 要求 内 容 考纲解读 1. 理解正弦交变电流的产生及变化规律. 2. 掌握描述交变电流的物理量. 3. 了解电容和电感对交变电流的影响. 学习目标： 理解正弦交变电流的产生 及变化规律. 2. 掌握描述交变电流的物理量. 3. 了解电容和电感对交变电流 的影响. 夯实基础 一、 正弦交流电的产生及其  变化规律 1.交变电流： 大小和方向都随时间做周期性 变化的电流 夯实基础 2.矩形线圈在匀强磁场里绕垂  直于磁场轴匀速转动,线圈中  将产生正弦交变电流. 在线圈平面与磁场垂直时,线  圈中没有感应电流,这样的位置  叫中性面. 夯实基础 3.如果从中性面开始计时,正弦交  流电的瞬时值表达式  e=Emsinωt， (Em=nBSω) i=Imsinωt, u=Umsinωt， 其图线为正弦图线. 夯实基础 4.线圈在中性面时,磁通量最大,  但变化率为0.线圈中感应电动 势为0. 线圈与中性面垂直时,磁通量为0,但变化率最大, 感应电动势最大. 线圈每次经过中性面时,电流方  向就改变一次,一个周期内,电流  方向改变两次. 夯实基础 5.若矩形线圈在磁场中从不同位置开始匀速转动时,还会产生余弦曲线或负正弦、负余弦曲线, 只是起点不同。我们均统一将其称为正弦交流电. 例1 发散思考题1 夯实基础 二、 表征交变电流的物理量 1.交流电的瞬时值： e=Emsinωt  i=Imsinωt u=Umsinωt 夯实基础 2.交流电的最大值(亦称做峰值): Em=nBSω； 最大值Em、Im、Um与线圈的形状,以及转动轴处于线圈平面内哪个位置均无关,但转轴必须与磁场垂直. 夯实基础 3.交流电的有效值： 在同一时间内跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值,叫做该交流电的有效值. 对正弦交流电,有效值与最大值满足: 夯实基础 4.交流电的平均值： 在正弦交流电中平均值≠有效值. =nΔΦ/Δt 夯实基础 注：求解交流电的热量问题时,必须使用有效值； 计算通过导体的电荷量时,应该使用平均值； 通常说的额定电压、额定电流、电表的读数均是有效值； 一些元件(如电容器、晶体管等)的击穿电压是指交流电的最大值； 保险丝的熔断电流指的是有效值. 夯实基础 5. 交流电的周期T和频率f可以反映交流电变化的快慢。 T=1/f ω=2π/T=2πf 我国所使用的正弦交流电的周期为T=0.02s,频率f=50Hz. 思考题2 能力提升 1.闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动是产生正弦式电流的典型方法,但不是唯一方法. 当闭合线圈中的磁通量连续变化时,感应电流方向改变是在磁通量最大的位置(中性面),而不是在磁通量为零的位置. 能力提升 2. 正确区别正弦交流电的瞬时值、  最大值、有效值、平均值: 计算通交流电的导体的安培力应用瞬时值； 计算导体产生的热量、电功率及保险丝的熔断电流时,应用有效值； 计算通过导体电荷量时,应用平均值应根据最大值考虑电容器的耐压值 思考题 1 例3 高三·2008年下学期