新教材高中物理交變電流2交變電流的描述課件新人教版選擇性必修

第三章交變電流2．交變電流的描述課前預(yù)習(xí)反饋課內(nèi)互動探究課堂達(dá)標(biāo)檢測目標(biāo)體系構(gòu)建核心素養(yǎng)提升目標(biāo)體系構(gòu)建【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道交變電流的角速度、周期和頻率以及它們之間的關(guān)系。2．知道交變電流的峰值和有效值的意義，能利用有效值的定義計算某些交變電流的有效值。3．會應(yīng)用正弦式交變電流有效值進(jìn)行有關(guān)計算?！舅季S脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反響1．周期T交變電流完成________________所需的時間，叫交變電流的周期。單位是_____。周期越大，交變電流變化______，在一個周期內(nèi)，交變電流的方向變化_________。2．頻率f交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的______，叫交變電流的頻率，單位是____。頻率越大，交變電流變化______。一次周期性變化知識點1周期和頻率s

越慢兩次

次數(shù)Hz

越快3．ω、T、f的關(guān)系ω＝______＝____，T＝____或f＝____。4．我國民用交變電流的周期和頻率(1)周期：T＝__________s。(2)頻率：f＝______Hz。ω＝100πrad/s，電流方向每秒鐘改變________次。2πf

50

100

1．峰值(1)定義：交變電流的電壓、電流所能到達(dá)的__________。(2)意義：用來表示電流的______或電壓的______。(3)應(yīng)用：電容器所能承受的電壓要高于交流電壓的峰值。2．有效值(1)定義：讓交變電流和恒定電流通過大小相同的電阻，如果在交變電流的__________內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量______，這個恒定電流的電流、電壓數(shù)值，叫做這個交變電流的________。最大數(shù)值知識點2峰值和有效值強弱上下一個周期相等有效值(2)應(yīng)用：①電器元件或設(shè)備上所標(biāo)的耐壓值指該設(shè)備所能承受的交流電________。②交流用電設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓和額定電流是___________；交流電壓表測量的數(shù)值是________。③交變電流的數(shù)值在無特別說明時都指________。3．有效值與峰值的關(guān)系對于正弦式交變電流的有效值與最大值之間的關(guān)系是I＝____，U＝____。最大值有效值有效值

有效值

如果交變電流的周期T或頻率f，又知道它的電壓的______或________，詳細(xì)描述交變電流的情況可以用公式和圖像兩種方式：1．正弦式交變電流的公式：________________________。2．對應(yīng)圖像：峰值知識點3正弦式交變電流的公式和圖像有效值思考辨析×

×

×

×

(5)我國提供市電的發(fā)電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為3000r/min。 ()(6)假設(shè)交變電流是線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動形成的，那么交變電流的周期也是線圈做圓周運動的周期。 ()√

√

『選一選』關(guān)于我國家庭照明電路所用的交流電，以下說法正確的選項是 ()A．電流方向每秒鐘改變50次B．電壓表達(dá)式為u＝220sin50πt(V)C．額定電壓為220V的燈泡可以直接接入使用D．耐壓為220V的電容器可以直接接入使用C

『想一想』我們知道日光燈接入的是交變電流，在一個周期里，日光燈明暗交替兩次，也就是說日光燈實際上是時明時暗的，但是我們?yōu)槭裁锤杏X不到日光燈的閃爍呢？課內(nèi)互動探究探究從實驗的角度出發(fā)，看看是否能從中找到交變電流有效值和最大值的某種關(guān)系。設(shè)計如下圖的實驗：將一個恒定電流和一個交變電流分別通過同一個小燈泡，假設(shè)觀察到什么實驗結(jié)果，就可以說明所通的恒定電流的值即為交變電流的有效值。交變電流有效值的理解和計算情景導(dǎo)入提示：兩種情況下小燈泡的亮度是一樣的。1．對有效值的理解(1)交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義的，理解有效值重點在“等效〞，“效果〞相同在定義中表達(dá)為相同電阻、相同時間，產(chǎn)生相同熱量，交變電流與多大的直流電“效果〞相同，有效值就是多大。(2)如果沒有特別說明，交變電流的電壓、電流以及用電器上標(biāo)出的額定電壓、額定電流，都是指其有效值。要點提煉3．幾種常見電流的有效值特別提醒如下圖為一交變電流的圖像，那么該交變電流的有效值為多大？典例典例剖析思路引導(dǎo)：對于非正弦式交變電流的有效值，應(yīng)按有效值的定義計算，計算時要緊扣電流通過電阻產(chǎn)生的熱量進(jìn)行計算，計算時間一般取一個周期。1．如圖甲所示，為一種調(diào)光臺燈電路示意圖，它通過雙向可控硅電子器件(不分得電壓)實現(xiàn)了無級調(diào)節(jié)亮度。給該臺燈接220V的正弦交流電后加在燈管兩端的電壓如圖乙所示，那么此時交流電壓表的示數(shù)為 ()對點訓(xùn)練C

探究如圖甲為一電容器，圖乙為保險絲管，請思考：交變電流的四值情景導(dǎo)入(1)將電容器接在交流電路上，要保證電容器正常工作，需要考慮交變電流哪一個值？(2)假設(shè)保證保險絲管正常使用，應(yīng)考慮交變電流哪一個值？提示：(1)交變電流的峰值。(2)交變電流的有效值。交變電流的四值比照要點提煉(1)交變電流的平均值不等于有效值，不是初、末狀態(tài)瞬時值的平均值。(2)交變電流的平均值與交變電流的方向及所取時間的長短均有關(guān)。(3)計算通過導(dǎo)體某一截面的電荷量時，只能用交變電流的平均值。特別提醒典例2典例剖析(1)線圈在轉(zhuǎn)動過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值？(2)由圖示位置轉(zhuǎn)90°過程中通過電阻R的電荷量為多少？(3)交流電壓表的示數(shù)為多少？(4)線圈轉(zhuǎn)動一周外力做多少功？2．如圖甲所示為一臺小型發(fā)電機構(gòu)造示意圖，線圈逆時針轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律如圖乙所示。發(fā)電機線圈內(nèi)阻為1Ω，外接燈泡的電阻為9Ω恒定不變，那么以下說法中正確的為 ()對點訓(xùn)練C

核心素養(yǎng)提升電感器和電容器對交變電流的作用1．電感器對電流的作用可歸納為：(1)通直流，阻交流；(2)對交變電流是通低頻，阻高頻。2．電容器對電流的作用可歸納為：(1)隔直流，通交流；(2)對交變電流是阻低頻，通高頻。3．電阻、感抗、容抗的比較

電阻感抗容抗產(chǎn)生的原因定向移動的自由電荷與不動的離子間的碰撞由于電感線圈的自感現(xiàn)象阻礙電流的變化電容器兩極板上積累的電荷對這個方向定向移動的電荷的反抗作用在電路中的特點對直流、交流均有阻礙作用只對變化的電流(如交流)有阻礙作用不能通直流，只能通變化的電流電阻感抗容抗決定因素由導(dǎo)體本身(長短、粗細(xì)、材料)決定，與溫度有關(guān)由線圈的自感系數(shù)和交流的頻率決定(成正比)由電容的大小和交流的頻率決定(成反比)做功與電能的轉(zhuǎn)化電流通過電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能和磁場能往復(fù)轉(zhuǎn)化電能與電場能往復(fù)轉(zhuǎn)化電感、電容接到交流電源上時，電能與磁場能或電能與電場能往復(fù)轉(zhuǎn)化，所以電感、電容上不會消耗電能，而電流通過電阻時，必然會產(chǎn)生焦耳熱，從而造成電能的損耗。特別提醒C

案例解析：交流電的頻率由50Hz變成40Hz，頻率變小，電阻的