人教版高中物理选修《交变电流》学案

1、人教版高中物理选修交变电流word学案1学习目标定位1.了解交变电流是如何样产生的2定性了解交变电流的变化规律及其图象表示和要紧特点物理量3明白交流电能通过电容器的缘故，了解交流电这一特性在电子技术中的应用.温故追本溯源推陈方可知新知识储备区一、交流发电机1 .发电原理：由于转子的转动使得穿过线圈的磁通量发生变化，在线圈中产生了感应电动势.2 .交变电流：大小、方向随时刻做周期性变化的电流，简称交流.方向不随时刻变化的电流叫直流.二、正弦式电流的变化规律1 .定义：电流、电压随时刻按正弦函数的规律变化的交流电叫做正弦式电流.2 .图象：正弦图象.3 .表达式：i=Imsincot,u=Umsm

2、cot,式中Im、Um分不是电流、电压的最大值，叫做交流的峰值.4 .交变电流的有效值(Ue、Ie)(1)交变电流的有效值是依照电流的热效应来规定的：把交流和直流分不通过相同的电阻，假如在相同的时刻里它们产生的热量相等，我们就把那个直流电压、电流的数值叫做这一交流的有效值.对正弦式交变电流，其有效值和峰值之间存在着如下的关系：Ie=0.707ImUe=0.707Um三、交流电能通过电容器电容器具有“隔直流，通交流”的特点，故在电子技术中广泛应用.基社自学落实重点互动探究学习探究区知识探究一、交流发电机咨询题设计1 .你是如何样区不直流电流和交变电流的？这两种电流有何全然区不？2 .交变电流是如

3、何样产生的？交流发电机的结构如何？要点提炼1 .直流电和交变电流(1)直流电：方向不随时刻变化的电流，称为直流电，简称直流，用字母“DC”或符号“一”表示.(2)交变电流：大小、方向随时刻做周期性变化的电流，称为交变电流，简称交流，用字母“AC”或符号“”表示.注意电流方向随时刻做周期性变化，是交流电的最要紧特点，也是交流电与直流电的最要紧的区不.2 .交流发电机的原理当闭合线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，因而在线圈中就产生感应电流.线圈做周期性的运动，在线圈中就产生了大小和方向随时刻变化的交变电流.二、交流的变化规律咨询题设计电网供给的交流电通过降压后使灯泡

4、发光，把示波器的两个输入端接到灯泡的两端，在荧光屏上观看到灯泡两端的电压随时刻变化的曲线.请认真观看图线，我国电网中的交流电，它的电压、电流随时刻按什么函数规律变化.要点提炼正弦交流电1 .定义：交变电流的电流、电压随时刻按正弦函数的规律变化叫做正弦式交流电.2 .表达式：电流i=Imsui3t,电压u=Umsincot.3 .图象(如图1所示)图1延伸摸索家里电灯用的是交变电流，电流在最大值和零之间不断变化，但什么缘故我们看不到电灯的闪耀？三、交流能够通过电容器咨询题设计按图2和图3所示电路，让同一小灯泡与电容器串联后分不接上直流电源和交流电源，观看灯泡的发光情形.1 .依照观看到的现象你能

5、得出什么结论？2 .交流电是如何“通过”电容器的？它与交流电通过电阻有什么不同？要点提炼1 .电容器具有“隔直流、通交流”的作用.交流电"通过”电容器，实质上是电容器的反复充电和放电过程的表现.2 .电容器在电子技术中的应用(1)滤波电容器：电容器能够把混杂在直流中的交流成分滤掉，称为滤波电容器.(2)隔直电容器：在收音机的音频放大电路中电容器能够把音频信号传到下一级，而不让直流成分通过，称为隔直电容器.四、交流的有效值咨询题设计1 .我们常讲“照明电路的电压是220V,动力电路的电压是380V”指的是交流电压的什么值？2 .正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系如何？要点提炼交变电

6、流的瞬时值、最大值和有效值1 .瞬时值和最大值：瞬时值是交变电流某一时刻的值，瞬时值是时刻的函数，不同时刻，瞬时值不同.瞬时值中最大的叫最大值.2 .有效值：交流的有效值是依照电流的热效应规定的：把交流和直流分不通过相同的电阻,假如在相等的时刻里它们产生的热量相等，就把那个直流电压、电流的数值，叫该交变电流的有效值.分不用“Ue、IL表示.3 .我们通常讲家庭电路的电压是220V,是指有效值.各种使用交变电流的电器设备上所标的是额定电压和额定电流的有效值，一样交流电流表和交流电压表测量的数值也差不多上有效值.对电容器来讲，其击穿电压值应小于交流的最大值.以后提到交变电流的数值，凡没有专门讲明的

7、，差不多上指有效值.X典例精析一、交流电的明白得1例1、下图中属于交变电流的是()解析依照交变电流的定义判定，大小和方向都随时刻做周期性变化的电流叫做交变电流.符合此定义的是B、C两图，A、D两图中只是电流的大小做周期性变化，方向未变，不符合定义.t例2T一个按正弦函数规律变化的交变电流的i-t图象如图4所示，依照图象能够确信()图4A.交变电流的频率f=0.2HzB.交变电流的有效值Ie=14.14AC.交变电流瞬时值表达式i=20sin(0.02t)ATD.在时刻，电流的大小与其有效值相等O解析从题图中能够看出，交变电流的最大值为Im=20A.有效值为儿=翁=罡A=1唾A=14.14A交变

8、电流的周期为T=0.02s,因此f=4=50Hz交变电流的瞬时值表达式为i=Imsincot=Imsm27rft=20sin（314t）A二、电容器对交流电的阻碍1例3如图5所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交变电源的频率增A.电灯变暗B.电灯变亮C.电灯亮度不变D.不能确定解析直流电不能通过电容器，而交流电能“通过”电容器，且交流电的频率越高，电流的“通过”能力也越高，因此B选项正确.三、交流电的有效值t例4某一电热器接在U=UOV的直流电源上，每秒产生的热量为Q：现把它改接到交流电源上，每秒产生的热量为2Q,则该交流电压的最大值Um是（）A.110VB.110V2VC.220

9、VD.220V2V解析设电热器的电阻为R.U2当电热器接在U=U0V的直流电源上时，Q=t当电热器改接到交流电源上时，2Q=Rt两式相比，得Um=2U=220V.故选C检测学习效果体蛉成功侠乐自我检测区1 .（交流电的明白得）关于交变电流与直流电流的讲法中，正确的是（）A.假如电流大小做周期性变化，则一定是交变电流B.直流电流的大小能够变化，但方向一定不变C.交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D.交变电流的最大特点确实是电流的方向发生周期性变化2.（正弦交流电的规律）某交变电流电压的表达式为u=22即sin（100m）V,关于那个交变电流的下列讲法中正确的是（）A.频率为100HzB.电压的

10、有效值为220VC.电压的峰值为311VD.周期为0.05s解析由表达式可直截了当求出电压的峰值Um=22072V=311V,有效值Ue=220V,故B、C选项正确：因3=1007rrad/s,故交变电流的周期T=1=。.。2S,频率£=焉C01U.UZHz=50Hz,故A、D选项错误.3.（交流电的有效值）如图6所示为一交变电流的电流随时刻变化的图象，此交变电流的有效值是（）4J20.01； 0.02： 0.03： 0.04； 0.050-3J2图6A.5诲AB.5AC.3.572AD.3.5ATT解析使此交变电流通过电阻R，在一个周期内产生的热量为Q交=112区+1建区亍=（1p+TI2)Rp式中II=4啦A,12=3应A,T=0.02s.设另一直流电流I,则通过相同的电阻R在相同时刻（T=0.02s）内产生的热量为:Q直=I2RT.依照有效值的定义，由、直=、交，即I2RT=（IG+I22）R§得1=A=