5.2描述交变电流的物理量

知识回顾iotiotiotiotiot图151()ad())(b()c()d()eiotiotiotiotiot图151()ad())(b()c()d()e其中属于交变电流的是；其中属于正弦式电流的是；其中属于直流电的是；其中属于恒定电流的是。（b）（c）（e）（b）（a）(d)（a）知识回顾由于交变电流的大小和方向都随时间做周期性变化，因此在交流电路中使用电压和电流不能全面地反映其电路的特性，对交变电流就需要多一些的物理量来描述其不同方面的特性。1、周期：单位：秒s交变电流完成一次周期性变化所需的时间。角速度：单位rad/s线圈在磁场中转动的角速度2、频率：单位：赫兹Hz交变电流一秒内完成周期性变化的次数。物理意义：表示交流电变化的快慢3、关系：Tf1fT22一个周期内电流方向改变两次。Tfω一、周期和频率例1、下图为某交流电压随时间变化的图象，这个交流的周期是多少？频率是多少？答案：周期为0.02s，频率为50Hz。二、峰值和有效值1．峰值：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值．（1）最大值在实际中有一定的指导意义，所有使用交流的用电器，其最大耐值应大于其使用的交流电压的最大值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值．（2）最大值可以表示交变电流的强弱或电压的高低，但不适于用来表示交流产生的效果．（3）线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值：ωnBSEm例2、某线圈在匀强磁场中转动所产生的电动势变化规律为e=Emsinωt，保持其它条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时所产生的电动势的瞬时表达式为（）A.e=2Emsin2ωtB.e=2EmsinωtC.e=4Emsin2ωtD.e=4EmsinωtC例3、如图所示的电流i通过一个R=1欧的电阻，（1）计算通电1S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1S内产生同样的热量，这个电流是多大？答案：2.8J≈1.67A峰值和有效值2．有效值：（1）定义：使交变电流和恒定电流通过相同阻值的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相等，就把这一恒定电流的数值叫做这一交变电流的有效值．（2）正弦式交流电有效值与最大值之间的关系（3）交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；交流电压表和交流电流表的示数是有效值；交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值．mII21mUU21（4）有效值与平均值不同。在计算交变电流通过导体产生的焦耳热，做功的电功率以及保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值；在计算通过导体某一截面的电量时，只能用交变电流的平均值．例4、如图所示为一交变电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值是多少？答案：5A例5、收录机等小型家用电器所用的稳压电源,是将220V的正弦交流电变为稳定的直流电的装置,其中的关键部分是整流电路.有一种整流电路可以将正弦交流电变成如图所示的脉动直流电（每半个周期都按正弦规律变化）,则该脉动直流电电流的有效值为（）A.8AB.4AC.2AD.A2222B例6、如图所示为一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为多大？023I场e甲=Emsinωte乙=Emsin(ωt+)1、正弦符号sin后面的量ωt+叫做交变电流的相位，其中是t=0时的相位，叫做交变电流的初相位。三、相位2.两支交流的相位之差叫做它们的相位差．例如两支交流电，u1＝Emsin(ωt＋Φ1)，u2＝Emsin(ωt＋Φ2)，它们的频率相同，但初相位不同，它们的相位差(ωt＋Φ2)－(ωt＋Φ1)＝Φ2－Φ1，是一个常量，等于两个初相之差，不随时间变化，可以说，这两支交变电流的变化规律是相同的，只是步调不同．三、相位3、不同的交流发电机向同一电网供电，相位差必须为零。否则：会使输电效率降低，甚至损坏输电设备。例7：下图所示的三支交变电流，峰值相同的是________，相位相同的是________，周期相同的是_______________。A、BB、CA、B、C1.某交变电流的方向在1s内改变100次，则其周期T和频率f分别为()A.T=0.01sB.T=0.02sC.f=100HzD.f=50HzBD随堂练习2.下列交流电，哪一个不是指有效值()A.交流电压表读数B.电饭锅的额定电流C.电容器击穿电压D.220V交流电压C随堂练习3.图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的（）A.周期是0.01sB.最大值是311VC.有效值是220VD.表达式为U=220sin100πt(V)随堂练习BC4.如图是一个正弦式交变电流的图象，下列说法正确的是()A.周期是0.2s,电流的峰值是10AB.周期是0.15s,电流的峰值是10AC.频率是5Hz,电流的有效值是10AD.频率是0.2Hz,电流的有效值是7.07A随堂练习A5.一盏灯额定电压为220V，当将它接入峰值为311V的正弦式交变电压上时，这盏灯()A.将不亮B.灯丝被烧坏C.正常发光D.只能暗淡发光C随堂练习6.标有“250V0.5μF”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用()A.220sin100πt(V)B.220V照明电路中C.380sin100πt(V)D.380V动力电路中A随堂练习7.在阻值为70Ω的电阻中通以正弦交流电，测得在10min内放出热量为2.1×104J，则此交流电的峰值电流为()A.0.24AB.0.5AC.0.707AD.1AD随堂练习8.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示.已知发电机线圈内阻为5.0Ω，现外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则()A.电压表V的示数为220VB.电路中的电流方向每秒钟改变50次C.灯泡实际消耗的功率为484WD.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J随堂练习D9.两个完全相同的电热器，分别通过图甲、乙所示的最大值相等的方波交变电流、正弦式交变电流，则这两个电热器的电功率之比是.2∶1随堂练习10、下列交变电流的有效值分别为________V和________A86随堂练习2mU2511.如图所示的电表均为理想的交流电表，保险丝P的熔断电流为2A，电容器的击穿电压为300V，若在a、b间加正弦交流电压，并适当地调节R，使P恰好不被熔断，C恰好不被击穿，则电流表的读数为____A，电压表的读数为____________V.2212.1随堂练习12.如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0．5T，边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1Ω，线圈绕垂直与磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度为ω＝6.28rad／s，外电路电阻R＝4Ω，求：（1）转动过程中感应电动势的最大值．（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过600时的即时感应电动势（3）交流电压表的示数．VVV78.1)3(57.1)2(14.3)1(随堂练习