3交变电流的描述课件高二下学期物理人教版选择性

第三章交变电流3.2交变电流的描述正弦式交变电流的大小和方向都随时间发生周期性变化，那么我们如何描述这种电流的变化特征呢？1.掌握交变电流的周期、频率、线圈转动角速度三者之间的关系。2.能理解电流的有效值是与热效应有关的量。3.掌握交变电流有效值与峰值的关系,会进行有效值的计算。例题：如图所示是我国家庭电路中的交变电流u-t图，分析下列问题：（1）交流电流完成一次周期性变化（线圈转动一圈）所用多少时间？（2）交流电流在1s内完成多少次周期性变化？（3）由前2问，可知周期和频率有什么关系？（4）在1s内电流方向变化多少次？0.02s周期T频率

fu/VO12t/10-2

s3在一个周期内，交变电流的方向变化2次知识点一：周期和频率1.周期T：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变流电的周期，单位s2.频率f：1s内完成周期性变化的次数，叫频率，单位Hz3.角频率ω：线圈在磁场中转动的角速度，单位rad/s知识点一：周期和频率现在的调光台灯、调速电风扇，多是用可控硅电子元件来实现的。图示是经过一个双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，请思考：（1）如图所示的交变电流是正弦式交变电流吗？［提示］不是正弦式交变电流。（2）如何求得该交流电压的有效值？［提示］根据电流的热效应即可求得有效值。知识点二：瞬时值、峰值和有效值知识点二：瞬时值、峰值和有效值1.瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方向规律物理量从中性面开始计时磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝NBSωsinωt电压u＝Umsinωt＝

sinωt电流i＝Imsinωt＝sinωt

交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交流电的电流或电压变化幅度。2.峰值电动势峰值：Em=NBSω

2.峰值的应用耐压值（最大值)

电容电容器上的标称电压值（又叫耐压值或击穿电压）是电容器两极间所允许电压的峰值。超过该值就有被击穿的危险。如图所示，电流I=2A，通过一个R=2Ω的电阻，它是恒定电流。怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量?3.有效值如图所示电流I通过一个R=1Ω的电阻。它不是恒定电流。1.怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量?在0.2-0.5s内电路中产生的热量为Q2，则Q交=2（Q1+Q2）=2.8J在0-0.2s内电路中产生的热量为Q1，则如图所示电流I通过一个R=1Ω的电阻。它不是恒定电流。2.如果有一大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R也能在１s内产生同样热量，这个电流是多大？Q直=Q交带入数据得：3.有效值：让交变电流和恒定电流通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，这个恒定电流的电流、电压，叫做这个交流电的有效值。－R〜R若在交流的一个周期内Q直=Q交，则直流电的I、U叫交流电的有效值。★注意：定义有效值时要“三同”：电阻相同，时间相同（一个周期），热量相同。意义：描述交变电流做功或热效应的物理量。正弦式交变电流的有效值与最大值的关系U=Um

=0.707UmI=Im

=0.707ImE=Em

=0.707Eme、u、iOTtEm、um、im-Em、-um、-imT/2OT/2Tte、u、iEm、um、im-Em、-um、-im注意：（1）任何电流都有有效值，但上述关系只限于正弦式交变电流．（2）对非正弦式交变电流有效值只能通过电流的热效应计算交流恒定电流ＩＵ通过大小相同电阻R在交流电的一个周期内交流的有效值为ＩＵ怎样求一般交流电的有效值Q交=Q直平均值：B、求通过某导体截面的电量一定要用平均值注意：峰值（最大值）、有效值、平均值在应用上的区别A、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值4.平均值图甲为一电容器，图乙为保险丝管，请思考：（1）将电容器接在交流电路上，要保证电容器正常工作，需要考虑交变电流哪一个值？［提示］交变电流的最大值。（2）若保证保险丝管正常使用，应考虑交变电流哪一个值？［提示］交变电流的有效值。

知识点三：正弦式交变电流的公式和图像

知识点三：正弦式交变电流的公式和图像正弦式交变电流的u-t图像描述的是交变电压随时间变化的规律。可以全面记录和反映电流（或电压）每个时刻的情况。1.正弦式交变电流的u-t图像正弦式交变电流u-t图像tu0Um-UmT2.正弦式交变电流的表达式u=umsin𝜔𝑡i=Imsin𝜔𝑡如果已知一交变电流的周期T或频率f，又知道它的电压的有效值或峰值，那么可得：电容器(C)：容纳电荷的元件电阻器（R）：限流的元件电感器(L

)：将电能转化为磁场能而存储起来的元件

拓展：电感器和电容器对交变电流的作用电阻器、电容器和电感器对直流、交流电有何作用？A灯比B灯亮自感形成对电流阻碍的作用1.感抗：电感器对交流电的阻碍作用L~uSBLESA现象：结论：原因：电感器“通直流阻交流”实验线圈自感系数越大，交流频率越高，感抗越大实验ESA~uSBA灯不亮B灯亮交变电压不断变化，电容器不断充电放电现象：结论：原因：电容器“通交流隔直流”2.容抗：电容器对交流电的阻碍作用电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗越小。（1）电阻对直/交流的作用：（2）电感对交变电流的作用:低频扼流圈（L大）:通直流，阻交流高频扼流圈（L小）:通低频，阻高频（3）电容对交变电流的作用:隔直电容（C大）:隔直流,通交流高频旁路电容（C小）:通高频，阻低频

1．小明家新买一台电视机，他看到的电视机铭牌如图所示，其中“额定电压：220V~”指的是交流电压的（）A．有效值 B．瞬时值 C．平均值 D．最大值A2．如图所示为一交流电压随时间变化的图象。每个周期内，前三