3.2交变电流的描述课件-高二下学期物理人教版选择性

第2节

交变电流的描述第三章交变电流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.知道交变电流周期、频率的含义及二者之间的关系；知道峰值和有效值的含义及二者之间的关系。2.能结合交变电流的公式和图像识别周期（频率）、峰值。3.会用周期（频率）、峰值等物理量通过函数表达式和图像描述交变电流。4.会根据电流的热效应推导交变电流的有效值。知识点一：描述交变电流的物理量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，通常用T表示，单位s。ti02.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次数。频率通常用f表示，单位是赫兹（Hz）。3.角频率ω线圈在磁场中转动的角速度，单位rad/s。例如：我国工农业生产和日常生活中用的交变电流周期是0.02s，频率是50Hz，电流方向每秒钟改变100次。

1.一交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？角速度是多少？练一练t/su/V0Um-UmPP’0.020.04

1.交变电流峰值（Im、Um）指交变电流各个参量一个周期内所能达到的最大值。表示交变电流的强弱或电压的高低。t/su/V0Um-Um0.020.04t/sI/A0Im-Im0.020.04知识点二：峰值和有效值2.交变电流瞬时值交变电流某一时刻的电压（电流）值。从线圈位于中性面位置时开始计时交变电流瞬时值:e=Emsin𝜔𝑡i=Imsin𝜔𝑡注意：电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿。3.交流电的平均值（1）交变电流图象中图线与时间轴所围的面积与时间的比值。（3）适用于计算通过电路横截面电量。（2）公式思考与讨论：如图是通过一个R为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）怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？i/At/s120－1－20.51解:如图所示，通电1s内，前、后0.2s内，电流大小为1A的恒定电流；中间0.6s，电流大小为2A的恒定电流。则1s内产生的热量为：Q=I12Rt1+I22Rt2=12×1×(0.2+0.2)J+22×1×（0.3+0.3）J=2.8J

（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，这个电流是多大？此时，交变电流的有效值是1.67A。3.交变电流的有效值让交流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果在交流的一个周期内产生的热量相等，而这个恒定电流是I，电压是U，我们就把I、U叫作这个交流的有效值。4.正弦交流电的有效值与峰值的关系注意：这两个关系式只适用于正弦式电流。理论计算表明人们通常说家庭电路的电压是220V，是指有效值；电气设备“铭牌”上所标值，是指有效值；保险丝的熔断电流，是指有效值；交流电表的示数，是指有效值。以后提到交变电流的数值，凡没有特别说明的，都指有效值。1.下列各种情况中，哪一项所指的电压或电流一定不属于交流电的有效值（）A．220V的家庭照明电压B．保险丝的熔断电流C．家用电器上标明的额定电压值D．电容器标明的耐压数值D练一练知识点三：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：拓展学习：电感器和电容器对交变电流的作用1.电感器对交变电流的阻碍作用把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上（甲图），再把它们接到交流电源上（乙图）。甲×DCs×ACs乙电感器对交变电流的阻碍作用取直流电源的电压与交流电压的有效值相等，可以发现，接交流电源时灯泡要暗一些。在直流电路中，当电压一定时，影响电流强弱的只是电阻；但把线圈接入交流电路时，除了线圈自身的电阻对交变电流有阻碍作用外，还有由于线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作用，这叫感抗。实验和理论分析都表明，线圈的自感越大、交流的频率越高，线圈的感抗就越大。扼流圈是电工技术和电子技术常用的元件，它利用了电感器对交流的阻碍作用，分为高频扼流圈和低频扼流圈。扼流圈2.交变电流能够通过电容器×DCs×ACs甲乙交流能够通过电容器电荣器对交变电流的阻碍作用取直流电源的电压与交流电压的有效值相等，可以发现，接交流电源时灯泡要暗一些。在直流电路中，当电压一定时，影响电流强弱的只是电阻；但把线圈接入交流电路时，除了线圈自身的电阻对交变电流有阻碍作用外，还有由于线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作用，这叫感抗。实验和理论分析都表明，线圈的自感越大、交流的频率越高，线圈的感抗就越大。

A练一练

B3.矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是（）

D．1s末线框