〖交变电流知识结构〗 交变电流 e = Emsinωt， u = Umsinωt i = Imsinωt Em=NBSω 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴 匀速转动 交变电流 变化规律 瞬时值： 峰值： 有效值 产生 理想变压器 原理： 变压比： 变流比： 电能的输送 e = Emsinωt， u = Umsinωt i = Imsinωt Em=NBSω 定义： 正弦式交流的有效值： 电磁感应 U1／U2= n1／n2 I1 n1= I2 n2+ I3 n3 + ··· 或 I1 U1= I2 U2+ I3 U3 + ···

交变电流的产生及描述 学习目标： 1、掌握交变电流的产生原理及变化规律、 正弦式电流的图像及三角函数表达; 2、理解及掌握交变电流的四个值： 瞬时值、峰值、有效值、平均值

问 题 导 学 大小 方向 周期性变化 正弦规律 最大 中性面 零 零 两次 最大 最大 １、交变电流： 和 都随时间 １、交变电流：　　　　和　 　　都随时间 做　 的电流叫做交变电流． 电压和电流随时间按　　　　　　变化的交流电叫正弦交流电． ２、当线圈平面垂直于磁感线时，磁通量　 　，线圈各边都不切割磁感线，这样的位置叫做　　　　．此时线圈中的感应电动势和电流为　　，磁通量的变化率为 .线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，线圈转动一周，电流方向改变　　 . ３、当线圈平面与磁感线平行，φ=0，感应电动势和电流 　 　，磁通量的变化率　 　 . 大小 方向 周期性变化 正弦规律 最大 中性面 零 零 两次 最大 最大

一、交变电流(AC)的产生 实验演示 定量分析 教师应自己做演示实验

一、交变电流(AC)的产生 实验演示 定量分析 教师应自己做演示实验

二、交流电的图象 a b c d K L A B k

学案 P117 AD 例题1 训练1 例题2 训练2 ABD BD C

电压按正弦规律变化 ； 电流按正弦规律变化 ； 动势表达式为 ； 三、交变电流的四个值： 1、瞬时值： e＝Emcosωt 瞬时值、峰值、有效值、平均值 1、瞬时值： （1）从中性面开始计时,电动势表达式为 ； 电压按正弦规律变化 ； 电流按正弦规律变化 ； （2）从线圈与磁场平行时开始计时，电 动势表达式为 ； e＝Emcosωt

【练习1】 生活中用的市电电压为220V，其峰值为______V，频率为____HZ，所以其电压瞬时值的表达式为u=_______________V。 【练习2 】 交流发电机的线圈从平行磁场的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V，那么当线圈转过30°时交流电压的瞬时值为_________V。 220 50 220 sin100πt 10

【练习3 】有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60 V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？ 解析： T=0.02S um=120 V 一个周期内不发光的时间为 0- t1，t2 -t3， t4 – T,总计: 4t1 ，t1= ,4t1= ; 一个周期内发光的时间为 , 一个小时内，发光时间为 小时. um -um t u0 -u0 t1 t2 t3 t4 T T/12 T/3 2T/3 2/3

最大 2．峰值： 它是瞬时值的_____值，电容器接在交流电路中，则交变电压的峰值不能超过电容器的耐压值。 正弦交流电的峰值是有效值的 倍。 正弦交流电的峰值是有效值的 倍。 【练习4 】把一电容器C接在220V的路中，为了保证电容不被击穿，电容器C的耐压值是多少？ 最大 220 V

正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是： 最大值是有效值的 倍 3、有效值： 交变电流的有效值是根据电流的______规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的_____相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。 正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是： 最大值是有效值的 倍 对于非正弦交变电流的有效值以上关系不成立，应根据定义来求。通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指________。用电器上所标电压、电流值也是指______。在计算交变电流通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用_________。 热效应 热量 有效值 有效值 有效值

【练习5 】如图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如右图所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为( ) A. 156V B. 220V C. 211V D.110V A 1 2 3 4 5 t/10-2s u/V 311 P u V

4、平均值： 它是指交流电图象中图线与横轴所围成的面积值跟时间的比值。其量值可用法拉第电磁感应定律来求，计算平均值切忌用算术平均法求解。平均值不等于有效值。求电量用平均值。

【小结】 1.瞬时值表达式注意是从什么位置开始计时； 2.交变电压的峰值不能超过电容器的耐压值； 3.在计算交变电流通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，用有效值； 4.求电量用平均值。

【巩固练习】 C 1．下列关于交变电流的有效值的说法中，正确的 是（ ） A．交变电流的有效值就是平均值； 是（ ） A．交变电流的有效值就是平均值； B．任何交变电流的最大值总是等于有效值的 倍； C．交变电流的有效值是根据电流热效应来规定的； D．正弦交变电流的有效值是按正弦规律变化的。 C

A D 2．线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为e=10sin20πt伏，则下列说法中正确的是（ ） A．t=0时，线圈平面垂直于磁场； B. t=0时，磁通量变化最快； C．t=0时，导线切割磁感线的有效速度最大； D. t=0.4秒时，e有最大值10伏 A 3．交流发电机在工作时的电动势为e= Emsint， 若将其电枢的转速提高一倍，其它条件不变， 则其电动势变为（ ） A．Emsint B.2 Emsint C.Emsin2t D.2 Emsin2t D

4、交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求： ⑴通过R的电荷量q为多少？ ⑵外力做的功W为多少？