交变电流的描述高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

交变电流的描述教学目标1.知道描述交变电流的物理量有峰值、有效值、瞬时值、平均值、周期、频率，理解它们的物理意义,并会进行计算。2.利用有效值的定义来求交变电流的有效值。3.运用公式和图像解决周期、频率、峰值、瞬时值和有效值的相关问题.1.周期(T)：交变电流完成一次

变化所需的时间.2.频率(f)：周期的倒数叫作频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的

.一、周期和频率周期性次数2πf一交变电流的电压随时间的变化图像如图3.2-1所示，这个交变电流的周期是多少?频率是多少?T=0.02sf=50Hz练一练1.峰值：交变电流的电压、电流能达到的最大数值叫峰值.电容器所能承受的电压要

交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿.二、峰值和有效值高于（教学提纲）3.2交变电流的描述—2020-2021学年【最新版】人教版（2019）高中物理选择性必修二获奖课件（免费下载）（教学提纲）3.2交变电流的描述—2020-2021学年【最新版】人教版（2019）高中物理选择性必修二获奖课件（免费下载）峰值：Em，Im，UmEm=nBSωIm=Em/(R+r)Um=ImR2.有效值：让交变电流与恒定电流分别通过

的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的

相等，则此恒定电流的数值叫作交变电流的有效值.3.在正弦式交变电流中，最大值与有效值之间的关系二、峰值和有效值E＝_____＝

Em，U＝_____＝

Um，I＝_____＝

Im大小相同热量0.7070.7070.707（教学提纲）3.2交变电流的描述—2020-2021学年【最新版】人教版（2019）高中物理选择性必修二获奖课件（免费下载）（教学提纲）3.2交变电流的描述—2020-2021学年【最新版】人教版（2019）高中物理选择性必修二获奖课件（免费下载）如图是通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。这个电流不是恒定电流。（1）怎样计算通过1S内电阻R中产生的热量?（2）如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R也能在1S内产生同样的热量，这个电流是多大？等效从例题得出：交变电流②与恒定电流①分别通过大小相同的电阻R，在一个周期内(0.5s)它们产生的热量相等，所以图①的电流I=1.67A，为交变电流②的有效值。①②－R〜R几种常见电流的有效值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=

（教学提纲）3.2交变电流的描述—2020-2021学年【最新版】人教版（2019）高中物理选择性必修二获奖课件（免费下载）（教学提纲）3.2交变电流的描述—2020-2021学年【最新版】人教版（2019）高中物理选择性必修二获奖课件（免费下载）正弦单向脉冲电流

I=

矩形单向脉冲电流

I=

Im非对称性矩形脉冲电流

I=

（教学提纲）3.2交变电流的描述—2020-2021学年【最新版】人教版（2019）高中物理选择性必修二获奖课件（免费下载）（教学提纲）3.2交变电流的描述—2020-2021学年【最新版】人教版（2019）高中物理选择性必修二获奖课件（免费下载）注意：（1）交流用电器上的额定电压、额定电流都是有效值（2）交流电压表、电流表的示数是有效值（3）求交流电的功、功率和电热时，必须用有效值。保险丝的熔断电流为有效值（4）无特别说明时提到的交变电流的数值是指有效值（教学提纲）3.2交变电流的描述—2020-2021学年【最新版】人教版（2019）高中物理选择性必修二获奖课件（免费下载）（教学提纲）3.2交变电流的描述—2020-2021学年【最新版】人教版（2019）高中物理选择性必修二获奖课件（免费下载）1.如图所示是一交变电流的i－t图像，则该交变电流的有效值为（

）A.4A

练一练2.一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如下列各选项所示，在相同时间内电阻产生热量最多的是（

）

练一练我们可以采用哪些方法形象描述交变电流变化规律？公式法：图像法：（1）交变电流的最大值Im、Em、Um、周期T。（2）因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻。（3）找出线圈平行于磁感线的时刻。（4）判断线圈中磁通量的变化情况。（5）分析判断e、i、u随时间的变化规律。三、正弦式交变电流的公式和图像如图所示，虚线的左边存在着方向垂直于纸面向里的匀强磁场，右边没有磁场。单匝矩形线圈的对称轴恰与磁场右边界重合，线圈平面与磁场垂直。线圈沿图示方向绕轴以角速度匀速转动（即边先向纸外、边先向纸里转动），规定沿方向为感应电流的正方向。从图示位置开始计时，下列四个图象中能正确表示线圈内感应电流i随时间t变化规律的是（）A． B．C． D．B（教学提纲）3.2交变电流的描述—2020-2021学年【最新版】人教版（2019）高中物理选择性必修二获奖课件（免费下载）（教学提纲）3.2交变电流的描述—2020-2021学年【最新版】人教版（2019）高中物理选择性必修二获奖课件（免费下载）（教学提纲）3.2交变电流的描述—2020-2021学年【最新版】人教版（2019）高中物理选择性必修二获奖课件（免费下载）（教学提纲）3.2交变电流的描述—2020-2021学年【最新版】人教版（2019）高中物理选择性必修二获奖课件（免费下载）四、电感器对交变电流的阻碍作用操作1:线圈L

串联灯泡后接到直流电源操作2:用导线将线圈L

短路现象:灯泡亮度基本不变化。实验说明什么?操作1:线圈L

串联灯泡后接到交流电源操作2:用导线将线圈L

短路现象:

灯泡亮度变亮。实验说明什么?结论：电感器对直流电几乎无影响，电感器对交流电有阻碍作用。LESAL~uSB（教学提纲）3.2交变电流的描述—2020-2021学年【最新版】人教版（2019）高中物理选择性必修二获奖课件（免费下载）（教学提纲）3.2交变电流的描述—2020-2021学年【最新版】人教版（2019）高中物理选择性必修二获奖课件（免费下载）

感抗：电感线圈对交变电流的阻碍作用。用字母XL

表示，单位是欧

(Ω)。意义：描述电感器对交变电流的阻碍作用大小的物理量。

L

S

u

通直流，阻交流。通低频，阻高频。线圈的自感系数

L交变电流的频率fL

越大，f越高，XL

越大XL

=2πƒL变流电不断变化，产生的自感电动势，阻碍磁通量变化操作1:电容器

C

串联灯泡后接到直流电源操作2:用导线将电容器

C

短路现象:灯泡由不亮变为亮。实验说明什么?操作1:电容器

C

串联灯泡后接到交流电源操作2:用导线将电容器

C

短路现象:灯泡都在亮。实验说明什么?图甲：电容器对直流电作用

C

S

E

图乙：电容器对交流电作用

C

S

u

结论：直流电不能通过电容器，交流电能“通过”电容器容抗：电容器对交变电流的阻碍作用。用字母

XC表示，单位是欧

(Ω)。意义：描述电容器对交变电流的阻碍作用大小的物理量。

C

S

u

电容器的电容

C交变电流的频率fC越大，f越高，XC

越小通交流，隔直流。通高频，阻低频。特点：课堂练习1.在我国电网中交变电流的周期是0.02s，1s内电流方向发生多少次改变？2.一个电容器，当它的两个极板间的电压超过10V时，其间的电介质可能被破坏而不再绝缘，这个现象叫电介质的击穿，这个电压叫做这个电容器的耐压值。能否把这个电容器接在交流电压时10V的电路两端？为什么？1s内50个周期，每个周期电流方向改变2次，故1s共改变100次。不能，交流电压10V是有效值，峰值为14.14V，超过电容器的耐压值，电介质被击穿。3.一个灯泡，上面写着“220V40W”.当它正常工作时，通过灯丝电流的峰值时多少？电流的有效值为电流的峰值为4.如图所示是一个正弦式电流的波形图。根据图像求出它的周期、频率、电流的峰值、电流的有效值。i/At/s0.25+10-1000.050.10.150.2由图像可知T=0.2sf=1/T=5HzIm=10