粤教版3-2教案--第3节--表征交变电流的物理量.pptx

单击此处编辑母版文本样式,配粤教版物理选修,3-2,第三节表征交变电流物理量,第1页,1,把一段确定导线做成线圈，在确定磁场中绕垂直于磁场轴线以固定转速转动，产生交流电动势最大情况是,(,),A,做成方形线圈，线圈平面垂直于转轴,B,做成方形线圈，转轴经过线圈平面,C,做成圆形线圈，转轴经过线圈平面,D,做成圆形线圈，线圈平面垂直于转轴,【,答案,】,C,课前,自主学习,第2页,2,交流发电机在工作时电动势为,e,E,m,sin,t,，若将发电机转速提升一倍，同时将电枢所围面积减小二分之一，其它条件不变，则其电动势变为,(,),【,答案,】,B,第3页,3,一台发电机产生正弦式交变电流电动势最大值是,400 V,，线圈匀速转动角速度是,100 rad/s,，写出瞬时电动势表示式，在,1 s,内电流方向改变多少次？,【,答案,】,e,400sin,t,100,第4页,一、周期和频率,1,周期：交变电流完成,_,时间，用,T,表示，单位是秒,2,频率：交变电流在,1 s,内完成周期性改变,_,，用,_,表示，单位是,_,，符号是,Hz.,一次周期性改变,次数,f,赫兹,第5页,二、峰值和有效值,1,峰值：交变电流电压、电流在一个周期内所能到达,_,数值,2,有效值：使交变电流和恒定电流经过阻值,_,电阻，在交流一个周期内，它们产生热量相等，这个恒定电流、电压，叫做这个交流有效值,最大,相同,第6页,4,应用：,(1),电器元件或设备上所标耐压值指该设备所能承受交流电,_,(2),交流用电设备上所标额定电压和额定电流是,_,；交流电压表测量数值是,_,；交变电流数值在无尤其说明时都指,_,最大值,有效值,有效值,有效值,第7页,什么时候要用到交变电流有效值？什么时候用交变电流最大值？,【,答案,】,全部电表读数都是交变电流有效值，而电容器击穿电压要用交变电流最大值来进行表示,.,第8页,1,交变电流有效值是依据电流热效应进行定义了解时要注意三同：相同电阻、相同时间、产生相同热量,2,因为交流周期特点，计算有效值时，通常取一个周期按以下方法计算：,(1),假设交变电流经过电阻,R,，计算交流电在一个周期内产生热量,Q,(,可分段计算,),课堂,优化整合,第9页,3,常见交变电流图象和有效值,电流,电流图象,有效值,正弦式,交变电流,I,正弦半,波电流,I,第10页,电流,电流图象,有效值,正弦单向,脉动电流,I,矩形脉,动电流,I,非对称性,交变电流,第11页,第12页,如图所表示，两个完全相同电热器，分别通有峰值相等方波交变电流和正弦式交变电流，则这两个电热器电功率之比,P,1,P,2,_.,例,1,甲 乙,第13页,第14页,答案：,21,第15页,题后反思,有效值常见错误是不论电流是什么形式电流，直接用正弦式交流电有效值计算方法进行计算，正确计算方法应该依据交流电热效应和某一直流电相等，在时间取值上，要最少取一个周期作为研究单位,第16页,1,(,多项选择,)(,咸阳一模,),如图所表示，图线,a,是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦式电流图象，当调整线圈转速后，所产生正弦式电流图象如图线,b,所表示，以下关于这两个正弦式电流说法正确是,(,),第17页,【,答案,】,BCD,第18页,第19页,(2),在交变电流图象中，图线与横轴,(,t,轴,),所围面积跟时间比值，为交变电流平均值,交变电流平均值计算,第20页,第21页,如图所表示，矩形线圈面积为,S,，匝数为,N,，线圈电阻为,r,，在磁感应强度为,B,匀强磁场中绕,OO,轴以角速度,匀速转动，外电路电阻为,R,.,当线圈由图示位置转过,90,过程中，求：,(1),经过电阻,R,电荷量,q,.,(2),电阻,R,上产生焦耳热,Q,.,例,2,第22页,第23页,第24页,2,由例,2,，,(1),写出求线圈中感应电流瞬时值表示式,(2),若其它条件不变，线圈自图示位置转过,270,过程中，感应电动势平均值、有效值是多少？,第25页,第26页,交变电流,物理含义,主要关系,适用情况,瞬时值,交变电流某一时刻值,e,E,m,sin,t,i,I,msin,t,计算线圈某一时刻受力情况,最大值,最大瞬时值,E,m,nBS,确定用电器耐压值,第27页,交变电流,物理含义,主要关系,适用情况,有效值,跟交变电流热效应等效恒定电流值,(1)计算与电流热效应相关量(如功率、热量),(2)交流电表测量值,(3)电气设备标注额定电压、额定电流,(4)保险丝熔断电流,平均值,交变电流图象中图线与时间轴所夹面积与时间比值,计算经过电路截面电量,第28页,第29页,在水平方向匀强磁场中，有一正方形闭合线圈绕垂直磁感线轴匀速转动，已知线圈匝数为,n,100,匝，边长为,20 cm,，电阻为,10,，转动频率,f,50 Hz,，磁场磁感应强度为,0.5 T,，求：,(1),外力驱动线圈转动功率；,(2),转至线圈平面与中性面夹角为,30,时，线圈产生感应电动势及感应电流大小；,(3),线圈由中性面转至与中性面成,30,夹角过程中，经过线圈横截面电荷量,例,3,第30页,第31页,答案：,(1)1.9710,4,W,(2)314 V,31.4 A,(3)0.027 C,第32页,题后反思,(1),电功率由交流电有效值计算,(2),经过线圈横截面电荷量由交流电平均值计算,(3),交流电瞬时值表示式与计时起点相关,第33页,3,交流发电机线圈电阻,r,1,，用电器电阻,R,9,，电压表示数为,9 V,，如图所表示，那么该交流发电机,(,),A,电动势峰值为,10 V,B,电动势有效值为,9 V,第34页,【,答案,】,D,第35页,第36页,1,对交变电流经过电阻产生热量和经过电荷量了解,(1),明确热量是与做功相关物理量，所以求解电流产生热量要用电流有效值来计算；,(2),电荷量是电流对时间积累，所以求解电荷量时要用电流平均值来计算；,(3),这类题目往往不会直接给出电流有效值或平均值，而是会在计算中表达出来,计算电阻上产生热量与经过电荷量方法技巧,第37页,2,求解思绪,求解热量和电荷量思绪不一样,(1),求解热量，按以下思绪,(2),求解电荷量，按以下思绪,第38页,(,四川名校模拟,),如图甲所表示，长、宽分别为,L,1,、,L,2,矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为,n,，总电阻为,r,，可绕其竖直中心轴,O,1,O,2,转动线框两个末端分别与两个彼此绝缘铜环,C,、,D,(,集流环,),焊接在一起，并经过电刷和定值电阻,R,相连线框所在空间有水平向右均匀分布磁场，磁感应强度,B,大小随时间,t,改变关系如图乙所表示，其中,B,0,、,B,1,和,t,1,均为已知在,0,t,1,时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；,t,1,时刻后线框在外力驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度,匀速转动求：,例,4,第39页,甲乙,第40页,(1)0,t,1,时间内经过电阻,R,电流大小；,(2),线框匀速转动后，在转动一周过程中电流经过电阻,R,产生热量；,(3),线框匀速转动后，从图甲所表示位置转过,90,过程中，经过电阻,R,电荷量,第41页,第42页,第43页,第44页,(1),电路中交流电压表和交流电流表示数；,(2),线圈从图示位置转过,90,过程中经过电阻,R,电荷量,【,答案,】,(1)31.82 V,3.54 A,(2)0.16 C,第45页,第46页,