高中物理(新教材)选修二课件3：3-2-交变电流的描述 人教版

3.2交变电流的描述第三章交变电流问题导入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？it0一、周期和频率e=Emsin

ωti=Imsinωt转动一周所需要的时间①周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间符号：T

单位是秒（s）②频率：

交变电流一秒内完成周期性变化的次数符号：f

单位是赫兹（Hz）③关系：u=UmsinωtW=2πf（角频率或圆频率）简单记忆方法：×2πWe=Emsinωti=Imsinωtu=Umsinωt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？T=0.02s角速度：W=2πf

=2π×50rad/s=100πrad/sP到是多少个周期？瞬时电压的表达式：u=umsinωt=umsin100πt思考与讨论二、峰值和有效值e=Emsin

ωti=Imsin

ωtu=umsin

ωt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。1.峰值Em

＝NωBS峰值Um

＝ImR外2.峰值的应用把电容器接在交流电路中，就需要知道电压的峰值。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。耐压值（最大值）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？思考与讨论在0.2-0.5s内电路中产生的热量为Q2，则（1）在0-0.2s内电路中产生的热量为Q1，则故1s内产生的总热量：Q交=2（Q1+Q2）=2.8J(2)Q直=Q交带入数据得：在0.2-0.5s内电路中产生的热量为Q2，则（1）在0-0.2s内电路中产生的热量为Q1，则故1s内产生的总热量：Q交=2（Q1+Q2）=2.8J(2)Q直=Q交带入数据得：3.有效值让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流的电流与电压分别为I、U，我们就把

I、U叫作这一交变电流的有效值。等效4.有效值与峰值的关系理论计算表明，正弦交流电的峰值与有效值有以下关系：峰值有效值意义作用标示最大值能量的直流等效元件承受能力计算电功和电热电容器名牌、电表例1：一个正弦式交变电流的波形图，根据图象求出它的周期、频率、电流的峰值、电流的有效值。解：由图可以读出周期T=0.2s，峰值电流Im=10A。频率电流的有效值三、正弦式交变电流的公式和图像详细描述交变电流公式图像电感器和电容器对交变电流的作用①电阻对交流和直流的阻碍作用相同。②电感器③电容器：通直流、阻交流：隔直流、通交流(通低频、阻高频)（通高频、阻低频）

S

E

AB

S

u

AB将电阻、电感、电容依次分别接入电路，观察灯泡亮度。然后调节交流电的频率，再做一遍。电感器和电容器对交变电流的作用①电阻对交流和直流的阻碍作用相同。②电感器③电容器：通直流、阻交流：隔直流、通交流(通低频、阻高频)（通高频、阻低频）

S

E

AB

S

u

AB将电阻、电感、电容依次分别接入电路，观察灯泡亮度。然后调节交流电的频率，再做一遍。例2：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?解：

周期是0.02s，则1s内有50个周期；在一个周期内交流电的方向改变两次，所以1s内电流方向变化100次。解：

交流电压9V，是指其有效值U=9V。则由其最大值，超过了电容器的耐压值，所以不能使用。例3：个电容器，当它的两个极板间的电压超过10V时，其间的电介质就可能被破坏而不再绝缘，这个现象叫做电介质的击穿，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是10V的电路两端?为什么?例4：ー个灯泡，上面写着“220V40W”。当它正常工作时，通过灯丝电流的峰值是多少?解：灯泡正常工作时，通过灯丝电流的有效值电流的峰值例5：有一个电热器，工作时的电阻为50Ω，接在电压为u＝Umsinωt的交流电源上，其中Um＝311V，ω＝100πs-1。该电热器消耗的功率是多大?解：该电热器消耗的功率其中U为电压有效值所以例6：通过某交流电流表的电流i随时间t变化的关系如图所示，该电流表的示数是多少?解：电流表的示数是有效值。利用能量的直流等效；有Q直=Q交。Q直=I2RtQ交=2×（I12Rt1+I22Rt2）从图中把数据代入，则有所以100R=I2Rt，解得I=5A课堂小结1.周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间符号：T

单位是秒（s）2.频率：

交变电流一秒内完成周期性变化的次数符号：f

单位是赫兹（Hz）3.周期与频率的关系：W=2π

f4.峰值：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值5.有效值：能量的直流等效6.有效值与峰值的关系：7.正弦式交变电流的公式和图像备用工具&资料课堂小结1.周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间符号：T

单位是秒（s）2.频率：

交变电流一秒内完成周期性变化的次数符号：f

单位是赫兹（Hz）3.周期与频率的关系：W=2π

f例5：有一个电热器，工作时的电阻为50Ω，接在电压为u＝Umsinωt的交流电源上，其中Um＝311V，ω＝100πs-1。该电热器消耗的功率是多大?解：该电热器消耗的功率其中U为电压有效值所以一、周期和频率e=Emsin

ωti=Imsinωt转动一周所需要的时间①周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间符号：T

单位是秒（s）②频率：

交变电流一秒内完成周期性变化的次数符号：f

单位是赫兹（Hz）③关系：u=Umsinωt二、峰值和有效值e=Emsin

ωti=Imsin

ωtu=umsin

ωt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。1.峰值Em

＝NωBS峰值Um

＝ImR外2.峰值的应用把电容器接在交流电路中，就需要知道电压的峰值。电容