1、5-2 描述交变电流的物理量 【学习目标】 1理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系，知道我国生产和生活 用电的周期（频率）的大小 2理解什么是交变电流的最大值和有效值，知道它们之间的关系 【重点、难点】 重点：交变电流的有效值 难点：对交变电流有效值的理解和相关的计算 【自主学习】 学习任务 1：阅读教材 P34 第“周期和频率”部分，完成以下内容。 1周期和频率 周期：交变电流完成 所需的时间，通常用 表示，单 位是 。 角速度与频率的关系为 。 频率：交变电流在 内完成周期性变化的次数，通常用 表 示，单位是 。角速度与频率的关系为 。 周期和频率的关系： 。 （ 注：转速 n 的单
2、位是转每秒 (r/s) ） （4）我国工农业及生活用电的周期为 0.02s，频率为 50Hz，电流方向每秒改 变 次 学习任务 2：阅读教材 P35 第“峰值和有效值”部分，完成以下内容。 2峰值（最大值）和有效值 峰值：交变电流在一个周期内电流或电压所能达到的 。 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 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 Em= 有效值：根据电流的 来规定。让交变电流和恒定电流通过相 同的 ，如果它们在一个周期内产生 ，则这个恒定电流 I
3、、电压 U 叫做这个交流电流的有效值。 人们常说的家庭电路的电压是 220 指的是它的 V 正弦交变电流的有效值和峰值之间的关系：I= ，U= 。 注意：任何交变电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，对其 他形式的交变电流并不适用 3、最大值、有效值和平均值的应用 求电功、平均电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用 值计算， 求一段时间内通过导体横截面的电量时要用 值， =tIq t=REn 在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的 值 4、相位 如图所示，甲、乙两交流电的表达 式分别为：u 甲 ； u 乙 ，其中“ t ”叫做交变电流的 是 t0 时的相位，叫做交变电流的 【
4、当堂达标】 1由交变电动势的瞬时表达式 V 可知（ ）te4sin210 A此交流的频率是 B此交流的周期是 sHz45.0 C此交流电动势的有效值 V D s 时，该交流电动势达最. 大值 2有一交变电流如下图所示，则由此图象可知( ) A它的周期是 0.8 s B它的峰值是 4 A C它的有效值是 2 A D它的频率是 0.8 Hz2 3在图所示电路中，A 是熔断电流 I02 A 的保险丝，R 是可变电阻，S 是交 流电源交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是 e220 sin 2 314t V为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于( ) A110 B110 2 C220 D
5、220 2 4标有“250 V 0.5 F” 字样的电容器能接入下面哪个电路中使用( ) A220sin 100t V B220 V 照明电路中 C380sin 100t V D380 V 动力电路中 【能力检测】 1.电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频率是_Hz。若将该电压 加在 10uF 的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_V；若将该电压加在 一阻值为 1K 的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发 生，该电路中保险丝的额定电流不能低于_A。 2正弦交变电源与电阻 R、交流电压表按照图甲所示的方式连接， R10 ， 交流电压表的示数是 10 V图乙是交变电源输出
6、电压 u 随时间 t 变化的图 象则( ) A通过 R 的电流 iR随时间 t 变化的规律是 iR cos 100t A2 B通过 R 的电流 iR随时间 t 变化的规律是 iR cos 50t A2 CR 两端的电压 uR随时间 t 变化的规律是 uR5 cos 100t V2 DR 两端的电压 uR随时间 t 变化的规律是 uR5 cos 50t V2 3.如图所示是一交流电随时间变化的图象， 此交变电流的有效值是( ) A A B 5A52 C 3. A D 3.5A 4.由交流电动势瞬时值表达式e=10 2sin4t(V)，可知（ ） A.此交流电的频率是4(Hz) B.此交流电的周期
7、是0.5s C.当t=0.5s时，此交流电动势有最大值 D.当t=0时，产生此交流电的线圈平面与中性面重 0.01 i /A 0.040.030.02 423/ts O 图 5-2-5 合 5.如图 5-2-5 所示为照明用交流电压 e 与时间 t 的关系图象电压的最大值为 _V有效值为_V.电压变化周期为_s频率为_Hz 角速度为 _rad/s 瞬时值表达式 V t= 时刻电压瞬时值为_V此s301 时穿过线圈平面磁通量的变化率为_V 此时线圈平面与中性面的夹角为 _ 交变电流四值的比较 物理含义 重要关系 适用情况 瞬时 值 交变电流某一时 刻的值 e=Emsint i=Imsint 计算线圈某一时刻所受安 培力的情况，判断氖管是 否发光 峰值 最大的瞬时值 E m=nBS Im= Em/(R+r) 确定用电器的耐压值 有效 值 跟交变电流的热 效应等效的恒定 电流值 对于正弦式电流有： ， 2m2mU ， I （1）计算与电流热效应相 关的量（如电功、电功率、 热量） ； （2）交流电表的测量值； （3）电气设备标注的额定 电压和额定电流； （4）保险丝的熔断电流 平均 值 交变电流图象中 图线与时间轴所 夹面积与时间的 比值 ntERrI计算通过电路截面的电量： q= tI
