鲁科版选修32 第3章 第1节　交变电流的特点 学案.doc

第1节交变电流的特点学 习 目 标知 识 脉 络1知道什么是恒定电流、交变电流2知道交变电流的周期、频率以及它们之间的关系3理解交变电流的最大值和有效值，能利用有效值的定义计算常见交变电流的有效值(重点、难点)自 主 预 习探 新 知知识梳理一、恒定电流和交变电流的比较恒定电流交变电流电极有固定的正极、负极没有固定的正、负极波形特点(定义)大小和方向不随时间变化恒定电流大小和方向随时间周期性变化交变电流二、交变电流的周期和频率物理量概念(或物理意义)符号及单位联系周期完成一次周期性变化所需要的时间t、s用来表示电流变化的快慢，f频率1 s内完成周期性变化的次数f、hz三、交变电流的最大值和有效值物理量概念符号单位联系最大值交变电流在一个周期内所能达到的最大值um、vim、a对正弦式(或余弦式)交流电有iimuum有效值和交变电流通过相同阻值的电阻，在相等时间内产生的热量相等的恒定电流的值称为交变电流的有效值u、vi、a基础自测思考判断1方向不变的电流就是恒定电流()2it波形图是正弦曲线的一定是交变电流()3交变电流周期越大，说明方向变化越快()4我国交变电流周期为0.02 s，频率为50 hz.()5交变电流的方向每个周期改变一次()6只要是交变电流，其最大值就是有效值的倍()7我国民用交变电流，照明电压为220 v和动力电压380 v都是指有效值()8电容器的耐压值指的是交变电流的最大值()合作探究1方向随时间周期性变化的电流就是交变电流吗？【提示】是，只要方向随时间周期性变化的电流即为交流电2电气设备的铭牌上标出的电压值、电流值；交流电压表测量的数值；电容器上的标称电压值分别指的是有效值还是最大值？【提示】有效值、有效值、最大值合 作 探 究攻 重 难恒定电流和交变电流的比较1.交变电流与直流电的区别交变电流直流电脉动直流恒定电流方向随时间周期性变化不随时间变化不随时间变化大小可以随时间变化也可以不随时间变化，如矩形脉冲可以随时间变化不随时间变化2.常见的几种交变电流的图象不同的交变电流的变化规律不同，常见的有以下几种情况，如图311所示图311无论大小是否变化，但都有一个共同的特点，就是电流的方向一定随时间做周期性变化针对训练1下列关于交变电流和直流电的说法中，正确的是()a如果电流大小随时间做周期性变化，则一定是交变电流b直流电的大小和方向一定不变c交变电流一定是按正弦规律变化的d交变电流的最大特征是电流的方向发生周期性的变化d直流电的特征是电流的方向不变，电流的大小可以改变交变电流的特征是电流的方向随时间周期性变化交变电流有多种形式，正弦式交变电流只是交变电流中最基本、最简单的一种选项d正确2如图所示的各图象中表示交变电流的是()db、c两图象中，虽然电流大小随时间做周期性变化，但方向从图上看在t轴一侧，方向不变，故不是交变电流a图中电流的方向没发生变化，不是交变电流d图中，从图上看电流分布在t轴两侧，电流的大小、方向均做周期性变化，是交变电流故选d.恒定电流和交变电流的区别(1)只要电流的方向发生变化，即为交变电流，若方向不变，尽管大小变化，亦为直流电(2)在it或ut图中，正负表示方向，若题中给出了it或ut图，一定要注意图象的坐标原点是否为0，图中i或u值有无正负变化交变电流的周期和频率对交变电流的周期和频率的理解周期和频率是描述交变电流的物理量，跟任何周期性过程一样，交流电也要用周期或频率来表示电流变化的快慢在实验中，线圈匀速转动一周，电动势、电流都按正弦规律变化一次(1)线圈转动一周，交流电恰好完成一次周期性变化(2)从线圈转动来说，周期就是线圈在磁场中转动一周所用的时间；频率就是1 s内线圈在磁场中转动的圈数针对训练3(多选)关于交变电流的周期和频率，下列说法中正确的是()【导学号：11452051】a交变电流最大值出现两次的时间间隔等于周期的一半b1 s内交变电流出现最大值的次数等于频率c交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍d50 hz的交变电流，其周期等于0.05 sac根据频率的定义知，选项b错误；在一个周期内，交变电流会出现正向和负向最大值各一次，但相邻两个峰值的时间间隔为半个周期，所以选项a正确；交变电流在一个周期内方向改变两次，即方向变化的频率为交变电流频率的2倍，所以选项c正确；由t s0.02 s，所以选项d错误4(多选)如图312所示，下列对图象的描述正确的是()图312a该电压是直流电压b该电压是交流电压c该电压的周期是0.2 sd该电压的频率是10/3 hzbd从图象可以看出每经过0.3 s开始重复上一个过程，所以0.3 s是一个周期，频率是hz，在一个周期内，前0.1 s电压为正值，后0.2 s电压为负值，表示前后电流方向相反，所以是交变电流，b、d对，a、c错(1)周期(t)、频率(f)与角速度()的关系2f.(2)我国工农业生产和生活所用的交变电流，周期是0.02 s，频率是50 hz，电流方向每秒改变100次.交变电流的最大值和有效值1.有效值的特点(1)交变电流的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同：相同电阻；相同时间；产生相同热量2几种典型有效值的求法电流名称电流图线有效值正弦式交变电流i正弦半波电流i正弦单向脉动电流i矩形脉动电流iim非对称性交变电流i如图313所示为一交变电流随时间变化的图象，上下两部分是两个最大值不等的正弦半波，则该交变电流的有效值为()图313a. ab2 ac5 a d3 a思路点拨：解答本题可遵循以下步骤：找出交变电流的周期t；计算0时间内产生的热量q1；计算t时间内产生的热量q2；由有效值的定义计算有效值a设上、下两半部分的有效值分别为i1和i2，则i11 a，i22 a，故有i2rtirir，解得i a，选项a正确交变电流有效值的计算技巧(1)正弦式交变电流的有效值可根据有效值与峰值之间的关系进行计算：e，u，i.(2)在计算非正弦式交变电流的有效值时，应根据电流的热效应来计算一般取一个周期来进行计算，把一个周期内产生的热量求出来等于i2rt或t，得出的i或u就是要求的有效值(3)对于半周期对称的也可以取半个周期来分析针对训练5如图314所示是一交变电流的it图象，则该交变电流的有效值为()【导学号：11452052】图314a4 ab2 ac. ad. ad根据交变电流有效值的定义可得：i2rtirt1irt2，i2r31022r10242r2102，解得i a，d正确6图315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315【解析】(1)图甲为正弦交变电流，其有效值i10.707im3.54 a，周期t10.4 s，频率f12.5 hz；图乙为方波交流电，电流的大小不变，方向做周期性变化，由于热效应与电流方向无关，因而它的有效值i25 a，周期t20.3 s，频率f2hz.(2)由公式pi2r得p甲p乙12.【答案】(1)3.54 a0.4 s2.5 hz5 a0.3 shz(2)12当 堂 达 标固 双 基1与我国不同，有些国家照明使用的正弦式交变电流的频率为60 hz.1 s内，这种交变电流的电流方向改变的次数为()【导学号：11452053】a15b30c60 d120d一个周期内交变电流的电流方向改变两次，故1 s内改变的次数n120，故d正确2下列提到的交变电流，哪一个不是指有效值()a交流电压表的读数b保险丝熔断电流c电容器击穿电压d220 v交流电压c交流电压表的读数、保险丝熔断电流以及220 v交流电压均是指有效值，而电容器击穿电压为交变电流的电压的峰值，也就是最大值3对于交流电的有效值和最大值，下列说法正确的是()【导学号：11452054】a任何形式的交流电压的有效值都是u的关系b对于正弦式交流电有u的关系c照明电压220 v和动力电压380 v指的都是最大值d交流电压表和电流表测量的是交流电的最大值b正弦式交流电有u的关系，其他交流电不一定适用，故a错误，b正确；家用照