交變電流的描述高二物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)

第三章交變電流

人教版（2019）選修第二冊(cè)交變電流的描述1.掌握交變電流的周期、頻率、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度三者之間的關(guān)系。2.能理解電流的有效值是與熱效應(yīng)有關(guān)的量。3.掌握交變電流有效值與峰值的關(guān)系,會(huì)進(jìn)行有效值的計(jì)算。4.通過探究與日常生活有關(guān)的物理問題,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究和實(shí)踐能力學(xué)習(xí)目標(biāo)思考：正弦式交變電流的大小和方向都隨時(shí)間發(fā)生周期性變化，如何描述這種電流的變化特征呢？比較eO246t/s8eO246t/s8下面兩個(gè)交變電流的有何異同？結(jié)論：交變電流的變化快慢情況不一樣。導(dǎo)入新課1.周期：完成一次周期性變化所需的時(shí)間符號(hào)：T

單位：s2.頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間完成周期性變化的次數(shù)符號(hào)：f

單位：Hz3.周期與頻率的關(guān)系一、周期和頻率針對(duì)練1

如圖所示是我國家庭電路中交變電流的u-t

圖像，分析下列問題：

⑴電壓的峰值是多少？

⑵周期和頻率分別是多少？

⑶在1s內(nèi)電流方向變化多少次？

⑷產(chǎn)生交變電流的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度多大？⑸寫出電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式。1.瞬時(shí)值

應(yīng)用：計(jì)算線圈某一時(shí)刻的受力情況某一時(shí)刻交變電流的電動(dòng)勢(shì)、電流、電壓值，用小寫e、u、i

表示。二、交變電流“四值”2.峰值物理意義：用Em、Um、Im表示常見的峰值：外殼上標(biāo)的電壓是額定電壓，低于擊穿電壓電容器的耐壓值（擊穿電壓）Im或Um表示電流的強(qiáng)弱或電壓的高低。思考如圖所示，是通過一個(gè)R為1Ω的電阻的電流i隨時(shí)間變化的曲線。這個(gè)電流不是恒定電流。

⑴怎樣計(jì)算通電1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量？

⑵如果有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過這個(gè)電阻R，也能在1s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱，這個(gè)電流是多大？3.有效值RR~恒定電流IU等效思想：恒定電流交變電流交變電流恒定電流電阻相同時(shí)間相同（交流的一個(gè)周期）產(chǎn)生的熱量相同則稱恒定電流的I與U為這個(gè)交流的有效值。分別通過電阻時(shí)，若滿足建立概念⑴定義等效替代(電流熱效應(yīng))⑵物義：反映電流強(qiáng)弱或電壓高低的物理量。⑶正弦式電流的有效值與峰值之間關(guān)系適用條件：正弦式電流結(jié)論：正弦式交變電流的最大值為有效值的

倍。

交流電表的讀數(shù)；

交流電器上銘牌標(biāo)稱值；⑷幾種常見的有效值

計(jì)算電功、電功率和電熱相關(guān)的問題（含熔斷電流）針對(duì)練2

A、B是兩個(gè)完全相同的電熱器，A通以圖甲所示的方波交變電流，B通以圖乙所示的正弦交變電流。兩電熱器的電功率之比PA∶PB等于多少？圖甲i/Ai/A圖乙針對(duì)練3

已知某電阻元件在正常工作時(shí)，通過它的電流按如圖所示的規(guī)律變化。今與這個(gè)電阻元件串聯(lián)一個(gè)多用電表(已調(diào)至交變電流電流擋)，則多用電表的讀數(shù)為(

)A解析：交流電流測(cè)量有效值，設(shè)該電流的有效值為I，根據(jù)交變電流有效值的定義取一個(gè)周期T，則有：

，解得I=5A，所以多用電表的讀數(shù)為5A，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤；4.平均值應(yīng)用：計(jì)算通過電路橫截面的電荷量將

和

分別代入瞬時(shí)值表達(dá)式。

采用哪些方法描述交變電流變化規(guī)律？描述交變電流公式圖像三、正弦式交變電流的公式和圖像

低頻扼流圈：“通直流，阻交流”

高頻扼流圈：“通低頻，阻高頻”1.電阻2電感器對(duì)交變電流的阻礙作用四、拓展學(xué)習(xí)——電阻、感抗、容抗

通交流，阻直流

通高頻，阻低頻3.電容器對(duì)交變電流的阻礙作用1．如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖像如圖乙中曲線a、b所示。求曲線b表示的交變電流的電動(dòng)勢(shì)有效值。達(dá)標(biāo)測(cè)試參考答案2.如圖所示，N匝矩形導(dǎo)線框以角速度ω在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸OO?勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框面積為S，線框的電阻、電感均不計(jì)，外電路接有電阻R、理想交流電流表A和二極管D，二極管D具有單向?qū)щ娦?，即正向電阻為零，反向電阻無窮大。下列說法正確的是

（

）

A．圖示位置電路中的電流為0

B．R兩端電壓的有效值

C．交流電流表的示數(shù)

D．一個(gè)周期內(nèi)通過R的電荷量CD解析：A．由題圖可知，圖示位置磁通量最大，磁通量的變化率為零，所以此時(shí)通過R的電流為零，故A錯(cuò)誤；B.R兩端的電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示：電動(dòng)勢(shì)的最大值為：

設(shè)電壓的有效值為U，在一個(gè)周期內(nèi)有

解得C.交流電流表的示數(shù)為電流的有效值即D.在一個(gè)周期內(nèi)，只有半個(gè)周期的時(shí)間有電流通過R，一個(gè)周期內(nèi)通過R的電荷量為3.小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的