1、第二节描述交变电流的物理量第二节描述交变电流的物理量学习目标：学习目标：1.知道交变电流的周期和频率，以及它们之知道交变电流的周期和频率，以及它们之间的关系间的关系2知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系及其关系3知道我国供电线路交变电流的周期与频率知道我国供电线路交变电流的周期与频率4知道相位的概念知道相位的概念重点难点：重点难点：1.对交变电流的理解和应用对交变电流的理解和应用2非正弦式交变电流有效值的计算非正弦式交变电流有效值的计算新知初探自主学习新知初探自主学习一、周期和频率一、周期和频率1.周期：交变电流完成周期：交变电流完成
2、_所所需的时间，用需的时间，用T表示，单位是秒表示，单位是秒2.频率：交变电流在频率：交变电流在1 s内完成周期性变化的内完成周期性变化的_，用，用f表示，单位是赫兹表示，单位是赫兹一次周期性变化一次周期性变化次数次数二、峰值和有效值二、峰值和有效值1.峰值峰值(1)定义：交变电流的电流或电压所能达到的定义：交变电流的电流或电压所能达到的_值值(2)意义：用来描述电流的意义：用来描述电流的_或电压的或电压的_最大最大强弱强弱高低高低自主探究自主探究2.有效值有效值图图521是通过是通过R1 的电阻的电流的电阻的电流i随时间随时间变化的曲线变化的曲线某种交变电流的波形某种交变电流的波形图图521
3、成功发现成功发现1定义：让交流与恒定电流分别通过大小定义：让交流与恒定电流分别通过大小_的电阻，如果在交流的一个周期内的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量它们产生的热量_，那么这个恒定电，那么这个恒定电流的电流流的电流I、电压、电压U，就叫做这个交流的有效，就叫做这个交流的有效值值2应用：应用：交流电气设备上所标的额定电压交流电气设备上所标的额定电压和额定电流都是和额定电流都是_；一般交流电压表测量的数值也是有效值；一般交流电压表测量的数值也是有效值；相同相同相等相等有效值有效值凡没有特别说明的交变电流的数值，都指凡没有特别说明的交变电流的数值，都指有效值有效值0.707三、相位三、相
4、位1.概念：交变电流表达式概念：交变电流表达式uEmsin(t)中中相当于角度的量，即相当于角度的量，即“_”“_”称为交称为交变电流的相位变电流的相位2.初相位：初相位：t0时的相位时的相位叫交变电流的叫交变电流的_3.相位差：两支交流的相位之差叫做它们的相位差：两支交流的相位之差叫做它们的相位差对于频率相同的两个交变电流，其相位差对于频率相同的两个交变电流，其相位差等于其相位差等于其_之差，即之差，即_t初相位初相位初相位初相位21要点探究讲练互动要点探究讲练互动要点要点1周期和频率周期和频率1.交流电的周期和频率等于线圈在匀强磁场中转交流电的周期和频率等于线圈在匀强磁场中转动的周期和频率
5、动的周期和频率2.在交流电的图象中，周期等于图象完成一次周在交流电的图象中，周期等于图象完成一次周期性变化的时间期性变化的时间特别提醒：特别提醒：我国民用交变电流的周期我国民用交变电流的周期T0.02 s，频率频率f50 Hz，角速度，角速度100 rad/s.已知交流电压瞬时值表达式为已知交流电压瞬时值表达式为u200sin100t V，求这个交流电压的周期和频率，求这个交流电压的周期和频率例例1【答案答案】0.02 s50 Hz【规律总结规律总结】熟练掌握交变电流瞬时值的熟练掌握交变电流瞬时值的表达式，理解式中各物理量的意义，并且灵表达式，理解式中各物理量的意义，并且灵活应用周期、频率和角
6、速度的关系是解决问活应用周期、频率和角速度的关系是解决问题的关键题的关键变式训练变式训练1.(2012山西省康杰中学高二月考山西省康杰中学高二月考)一矩形线圈一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图象如图势的图象如图522所示，则所示，则()A交变电流的频率是交变电流的频率是4 HzB当当t0时，线圈平面与时，线圈平面与磁感线垂直磁感线垂直C当当t s时，时，e有最大值有最大值D交流电的周期是交流电的周期是2 s答案：答案：BD图图522要点要点2有效值的理解与计算有效值的理解与计算1.有效值的理解有效值的理解交变电流的有效值是根据电流的热效
7、应定义交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，理解有效值重点在的，理解有效值重点在“等效等效”，“效果效果”相同相同在定义中体现为相同电阻、相同时间，产生在定义中体现为相同电阻、相同时间，产生相同热量，交变电流与多大的直流电相同热量，交变电流与多大的直流电“效果效果”相同，有效值就是多大相同，有效值就是多大计算时的计算时的“相同时间相同时间”至少要取一个周期的时至少要取一个周期的时间间特别提醒：特别提醒：铭牌上表示的和电表测量的都铭牌上表示的和电表测量的都是有效值，电容器所能承受的电压要高于交流电是有效值，电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿压的峰值，否则电容器就
8、可能被击穿两个完全相同的电热器，分别通以如图两个完全相同的电热器，分别通以如图523甲、乙所示的交变电流，两个交变电流甲、乙所示的交变电流，两个交变电流的最大值相等，它们分别是方波式和正弦式交变的最大值相等，它们分别是方波式和正弦式交变电流，则这两个电热器的电功率之比为多少？电流，则这两个电热器的电功率之比为多少？例例2图图523【思路点拨思路点拨】由由PI2R知，要求电功率之知，要求电功率之比，关键求出这两种电流的有效值比，关键求出这两种电流的有效值【答案答案】21【题后反思题后反思】交变电流有效值的计算，关交变电流有效值的计算，关键要搞清该交变电流是否为正弦式，若是则键要搞清该交变电流是否
9、为正弦式，若是则可以利用与峰值的倍关系求解，若不是，则可以利用与峰值的倍关系求解，若不是，则只能根据有效值的定义求解只能根据有效值的定义求解变式训练变式训练2.如图如图524表示一交流电随时间而变化的图表示一交流电随时间而变化的图象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为最大值为Im；电流的负值的强度为；电流的负值的强度为Im，则该交，则该交变电流的有效值为变电流的有效值为_图图524热点示例创新拓展热点示例创新拓展交变电流的四值对比交变电流的四值对比图图525(1)若从图示位置开始计时，求线框中感应电动势若从图示位置开始计时，求线框中感应电动势的
10、瞬时值表达式的瞬时值表达式(2)从图示位置开始，线框转过从图示位置开始，线框转过90的过程中，流的过程中，流过导线横截面的电荷量是多少？该电荷量与线框过导线横截面的电荷量是多少？该电荷量与线框转动的快慢是否有关？转动的快慢是否有关？(3)由题所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正由题所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正常发光？如不能，则小灯泡实际功率为多大？常发光？如不能，则小灯泡实际功率为多大？【思路点拨思路点拨】先判断线框的初始位置，以先判断线框的初始位置，以确定产生的交变电流的表达式是正弦还是余确定产生的交变电流的表达式是正弦还是余弦，然后写出其表达式，根据交变电流的有弦，然后写出其表达式，根据交变电流的有效值和平均值的物理意义进行解答效值和平均值的物理意义进行解答
