高中物理 3.1　交变电流的特点 课件 鲁科版选修32.ppt

第1节交变电流的特点 课标定位 学习目标 1 知道交变电流的定义 理解交变电流的周期 频率的含义 掌握它们之间的关系 知道我国生产和生活用电的周期 频率 的大小 2 理解交变电流最大值和有效值的意义 记住正弦交变电流的峰值与有效值的关系式并能够利用它们进行相关计算 3 利用有效值的定义计算某些交变电流的有效值 重点难点 1 理解交流电的周期和频率 最大值 有效值的关系 2 对交变电流有效值的理解和计算 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第1节 课前自主学案 课前自主学案 一 恒定电流和交变电流的比较干电池是一种直流电源 直流电源提供的电流 都不随时间变化 是恒定电流 交流电源提供的电流 随时间做周期性变化 这种电流称为交变电流 俗称 注意 交 直流的区别是看电流方向是否随时间变化 而不是大小 大小和方向 大小和方向 交流电 二 交变电流的周期和频率1 周期 交变电流完成一次 变化所需要的时间叫做它的周期 2 频率 交变电流在 1s 内完成周期性变化的次数叫做它的频率 日常生活中所使用的市电 电流的大小和方向随时间按正弦规律变化 这种电流叫做 交变电流 三 交变电流的最大值和有效值1 最大值 交变电流的最大值是指它的电动势 电压或电流在一个周期内能达到的最大值 又称 周期性 单位时间 正弦式 峰值 相等的电阻 热量 思考感悟有效值和平均值一样吗 提示 不一样 有效值是根据热效应来计算 而平均值是利用法拉第电磁感应定律计算 核心要点突破 一 几种类型的电流的比较1 直流电 方向不随时间改变的电流统称为直流电 其中 方向不变而大小变化的直流电 叫做脉动直流 如图3 1 1所示 图3 1 1图3 1 2 2 恒定电流 大小和方向都不随时间发生改变的电流 叫做恒定电流 如图3 1 2所示 3 交变电流 方向和大小随时间做周期性变化的电流 叫做交变电流 俗称交流电 几种常见交变电流如图3 1 3所示 图3 1 3 甲 家庭电路中的正弦式电流 乙 示波器中的锯齿波扫描电压 丙 电子计算机中的矩形脉冲 丁 激光通信用的尖脉冲 4 正 余 弦式交变电流 大小和方向都随时间按正 余 弦规律变化的电流 称为正 余 弦式交变电流 简称为正 余 弦交流电 日常生活中用的市电 就是正弦交流电 如图3 1 4所示 图3 1 4 特别提醒 有的交流电 只是方向改变 而大小是恒定的 如图3 1 3丙图所示的矩形脉冲 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 下图中画出了六种电流随时间变化的图象 这六个图中的电流都随时间t做周期性变化 其中属于交流电的是 属于正弦式交流电的是 图3 1 5 解析 只要是方向发生了周期性的变化就是交流电 方向不发生变化就是直流电 正弦交流电的图象按正弦规律变化 答案 甲 丙 戊 己丙 二 交变电流有效值的理解和计算1 有效值的理解 1 交变电流有效值是根据电流的热效应来规定的 与电流的方向无关 但一般与所取时间的长短有关 在无特别说明时是由一个周期的时间来确定的 2 在定义有效值时应注意三个相同 相同电阻 相同时间 产生相同热量 a b c d 课堂互动讲练 有一个电子器件 当其两端电压高于100v时导电 等于或低于100v时不导电 若把这个器件接到100v 50hz的正弦交变电流电源上 这个电子器件将 a 不导电b 每秒钟内导电50次c 每秒钟内导电100次d 每秒钟内导电2次 精讲精析 由正弦交变电流的图象可知 交变电流做周期性变化 其交变电压并不恒定 在一个周期内电流方向改变2次 故在1个周期内 其电压应有两次超过100v 所以一个周期内导电2次 而1s内有50个周期 故1s内导电2 50 100次 c正确 答案 c 方法总结 我国民用交变电流的周期是0 02s 即频率为50hz 有些国家和地区的市电频率标准则为60hz 图3 1 6中两交变电流分别通过相同电阻r 1 分别写出它们的有效值 周期 频率 2 计算它们在r上产生的功率之比 图3 1 6 思路点拨 对于非正弦交变电流 在计算其有效值时 一定要根据有效值的定义 利用热效应关系求解 变式训练两个相同的电阻 分别通以如图3 1 7所示的正弦交流电和方波形交变电流 两种交变电流的最大值相等 周期相等 则在一个周期内 正弦式交流电在电阻上产生的焦耳热q1