2025年高二物理寒假衔接讲练 (人教版)第06讲 交变电流的描述（4知识点+7考点）（教师版）.docx

第06讲交变电流的描述（预习）

模块一思维导图串知识

模块二基础知识全梳理（吃透教材）

模块三教材习题学解题

模块四核心考点精准练（7大考点）

模块五小试牛刀过关测

1．知道交变电流的周期、频率的概念，掌握T、f、ω之间的关系。

2．理解交变电流的峰值、有效值的概念，会根据电流的热效应计算电流的有效值。

3．理解正弦式交变电流的公式和图像，能利用交变电流的规律解决生活生产中的问题。

知识点1：周期和频率

【情境导入】

线圈在磁场中转动，经过中性面开始计时闭合回路中的电流按下图所示的规律变化，由图可知，电流的变化具有周期性。

1．周期（T）：

交变电流完成一次周期性变化所需的时间．

2．频率（f）：

交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数．

3．周期和频率的关系

（1）周期与频率之间的关系：T＝eq\f(1,f)或f＝eq\f(1,T).

（2）周期与频率、角速度间的关系：ω＝eq\f(2π,T)＝2πf.

4.转速

产生交变电流的线圈在单位时间内转过的圈数（n），单位：转每秒（r/s），转速越大，交变电流变化越快。

①我国工农业生产和生活所用的交变电流，周期是0.02s，频率是50Hz，电流方向每秒改变100次；

②在工业技术中，转速的单位常用“转每分”表示，频率与转速的物理意义是相同的。

知识点2：峰值和有效值

【情境导入】

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高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿．

电容器、二极管接在交流电路中，交流电压的峰值不能超过它们所能承受的最大电压，否则就可能被击穿。电容器铭牌上标的电压为峰值。

2．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，则此恒定电流的电流与电压叫作交变电流的有效值．

3．正弦式交变电流的峰值与有效值之间的关系

E＝eq\f(Em,\r(2))＝0.707Em，U＝eq\f(Um,\r(2))＝0.707Um，I＝eq\f(Im,\r(2))＝0.707Im

（1）E＝eq\f(Em,\r(2))、I＝eq\f(Im,\r(2))、U＝eq\f(Um,\r(2))只适用于正弦式交变电流，对于按其他规律变化的交变电流，上述关系式一般不再适用．

（2）对于非正弦式交变电流有效值的计算，时间一般选取一个周期．

（3）凡涉及能量、电功以及电功率等物理量时均用有效值，在确定保险丝的熔断电流时也用有效值．

知识点3：正弦式交变流的公式和图像

1．正弦式交变电流的图像

2.从图像中可以获得的信息

（1）峰值和有效值：从图中可读出交变电流的最大值Um，Im据此可求有效值。

（2）周期、频率和角速度：频率，角速度。

（3）由图可读出任一时刻ie的值。

（1）若已知电压、电流最大值分别是Um、Im，周期为T，则正弦式交变电流电压、电流表达式分别为u＝Umsin?eq\f(2π,Τ)t，i＝Imsin?eq\f(2π,T)t.

（2）若i-t图像、e-t图像为正弦曲线，表示从中性面开始计时；若为余弦曲线，表示从垂直于中性面的位置开始计时。

3.非正弦式交变电流的图像及有效值的分析思路

4.几种常见电流的有效值

知识点4：电感器和电容器对交变电流的作用

1.感抗

（1）电路：如图所示，电感线圈L和小灯泡串联在电路中。

（2）实验现象：接通直流电源时灯泡亮些，接通交流电源时灯泡暗些。

（3）实验结论：电感线圈对交变电流有阻碍作用。

（4）原因：交变电流通过电感线圈时，由于电流的大小和方向时刻都在变化，所以不断产生自感电动势阻碍电流变化，这种阻碍作用叫感抗，线圈的自感系数越大，交流的频率越高，线圈的感抗就越大。

电感线圈在电路中的作用：通直流、阻交流；通低频、阻高频

2.容抗

（1）电路：如上图所示，电容器C和小灯泡串联在电路中。

（2）实验现象：接通直流电源时，灯泡不亮，说明直流不能通过电容器接通交流电源时，灯泡发光，说明交变电流能够“通过”电容器。

（3）实验结论：电容器对交变电流阻碍作用的大小，叫作容抗电容器的电容越大，交流的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，即容抗越小。

（1）电容器在电路中的作用：通交流、隔直流；通高频、阻低频。

（2）交变电流能够“通过”电容器的本质：由于交变电流的方向不断变化，电容器在充电、放电过程中，电路中就有了电流，表现为交变电流“通过”了电容器。实际上自由电荷并没有通过两极板间的绝缘介质。

教材习题01

矩形线圈的匝数为50，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示。下列结论正确的是（