2013年初中物理教学精品讲义：描述交变电流的物理量

交变电流的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，在线圈中产生正弦交变电流。交变电流的变化规律：方向变化规律：线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。大小变化规律：从中性面开始计时：tEtNBSemsinsin从垂直于中性面开始计时：tEtNBSemcoscos（一）周期和频率：周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用T表示，单位是s。频率：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，用f表示，单位是Hz。关系：Tf1我国工农业生产和生活用的交变电流：周期是0.02s，频率是50Hz。在每秒钟内，电流的方向变化100次。f2（二）峰值和有效值：峰值：交变电流的最大值（和）是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值。可以用来表示交变电流的电流强弱或电压高低。mImU有效值：根据电流的热效应来规定：使交流和恒定电流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，就把这一恒定电流的数值叫做这个交流的有效值。有效值与峰值的关系：对于正弦式交变电流：mmIII707.02mmUUU707.02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有效值（如照明电压220V和动力用电380V）。计算交流电通过导体产生的热量、热功率及保险丝的熔断电流时为有效值；电容器的耐压值要高于交变电压的最大值。有效值与平均值的区别：有效值是根据电流的热效应规定的；平均值是交变电流的物理量（e、i、u）对时间的平均值;在计算交变电流通过导体产生热量、热功率时只能用交变电流的有效值，不能用平均值；在计算通过导体的电荷量时，只能用交变电流的平均值，而不能用有效值。例1、如图所示的是表示一交变电流通过阻值为10Ω的电阻R时随时间变化的图象，则该电流的有效值为A，电阻R的热功率为W，在一个周期内电流做功J。电流的有效值根据电流的热效应来规定，与电流的方向无关，一般是以一个周期的时间来确定有效值的。例2、如图所示（a）、（b）分别是正弦半波电压波形和正弦单向脉动电压波形，请分别求出它们的有效值。例3、如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。例4、交流发电机矩形线圈的边长ab=cd=40cm，bc=ad=20cm，共50匝，线圈电阻r=1Ω。线圈在B=0.2T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO’以100/πr/s的转速匀速转动，外接电阻R=9Ω。求：(1)电压表读数；(2)电阻R上的电功率;RVRV小结：本节课主要学习了以下几个问题：（1）表征交变电流的几个物理量：周期、频率、最大值、有效值；（2）交流电的周期与频率的关系：正弦式交流电最大值与有效值的关系：（3）有效值和平均值的区别;fT12mII2mUU