2--描述交变电流的物理量

2描述交变电流的物理量我们用过的打点计时器是一种用交流电源供电的计时仪器，那么打点计时器为什么每隔0.02秒打一个点从而可以计时呢？1.物理意义描述交变电流的物理量。2.周期(T/s)交变电流完成所需的时间；单位_______。3.频率(f/Hz)交变电流在1s内完成周期性变化的；单位是_______4.关系：变化快慢赫兹一次周期性变化次数1f=T2πω==2πfT一、周期和频率【知识自主梳理】是秒(s)5.我国民用交变电流的周期和频率周期：频率：则其正弦交流电的瞬时值表达式：T=0.02sf=50Hzmi=Isin100πtmu=Usin100πt电流：电压：二、峰值和有效值1.峰值：正弦交流电表达式中的Im、Um分别称为电流峰值和电压峰值，即所能达到的最大值.例如：该交流电的电流峰值为0.5mAi/mA0.5t/s-0.50.020.010mE=NBωS【探究1：峰值和有效值】电容耐压值（最大值)2.电容器的耐压值220V?380V？220V、380V电压、交流电表的示数，电器铭牌上的标称值等指的都是峰值吗？不是，是有效值.什么是有效值呢？【思考与讨论】如图所示的电流i通过一个R=1Ω的电阻，它不是恒定电流.（1）怎样计算通电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电阻R,也能在1s内产生同样的热量,那么这个电流是多大?i/At/s２１-１-２00.20.51.0解析:图像反映的交变电流可以分为4段.前半个周期中,0～0.2s内,可看成电流大小为1A的恒定电流,0.2～0.5s内，可看成电流大小为2A的恒定电流.后半个周期的电流与前半个周期方向相反，但产生热量相同.(1)=2×12×1×0.2J+2×22×1×0.3J=2.8J(2)Q=I2Rt2.8J=I2×1Ω×1sI=A70522212122RtIRtIQ3.交变电流的有效值：EUI（1）定义：根据电流的热效应来规定，让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果它们在相同时间内产生的热量相等，这一恒定电流的数值就是相应交变电流的有效值.【探究归纳】（2）说明：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.（3）正弦式交流电的有效值与最大值的关系：对于其他交变电流，其有效值与峰值间的关系均需根据有效值的定义做具体分析.mEE2mII2（4）注意：峰值、有效值、平均值在应用上的区别在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值.求通过某导体截面的电量时一定要用平均值.平均值：ENt三、相位1.如图所示，甲、乙两交流电的表达式分别为：u甲＝Emsinωt；u乙＝Emsin(ωt＋)，其中“________”叫做交变电流的______，是t＝0时的相位，叫做交变电流的________．2.两支交流的相位之差叫做它们的；当它们的相同时，相位差是个常数.ωt＋相位初相位相位差频率描述交变电流的物理量变化快慢周期T频率f关系:变化大小瞬时值：变化范围峰值：有效值的三同:正弦式交变电流峰值与有效值的关系：热效应1f=T相同电阻、相同时间、相同热量mE=NBωSmeEsintmEE2mII21.如图所示为某正弦交变电流的图像,求其峰值,周期和角速度,并写出该电流的瞬时值表达式.Im＝20Aω＝100πrad/s.电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt(A)T＝0.02s2.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其他条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为（）A．400V，0.02sB．200V,0.02sC．400V,0.08sD．200V,0.08sA3.(2013·福建高考）如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0Ω,外接R=9.0Ω的电阻。闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电势，则()A.该交变电流的频率为10HzB.该电动势的有效值为C.外接电阻R所消耗的电功率为10WD.电路中理想交流电流表的示数为1.0A【解析】选D.据知该交流电的频率为5Hz，A错；该交流电的最大值为V，有效值E=10V，B错；据,,C错,D对。102V102sin10()etV2f1021.0EIARr29PIRW,4.(2014·天津高考)如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示,则()A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合B.曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3C.曲线a表示的交变电动势频率为25HzD.曲线b表示的交变电动势有效值为10V5.如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流的有效值.42222121122IRTIRTIRT22121()2III221(42)(32)25AA320卓越的人的一大优点是：在不利和艰难的遭遇里百折不挠.——贝多芬