交变电流的描述+高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.pptxVIP

目录

素养目标

01

课程导入

02

新课讲解

03

总结归纳

04

课堂练习

05

正确教育

素养目标

1.理解交变电流的周期和频率的含义，掌握它们之间的关系

2.理解交变电流的有效值和峰值的含义

3.能用数学公式和图像对交变电流进行描述

4.会根据电流的热效应推导交变电流的有效值

如何描述交变电流的变化特征呢？

温故知新

什么是交变电流？

电压、电流的大小和方向都随着时间做周期性变化的电流

想一下交变电流的规律

新课讲解

第一节

交变电流的周期和频率

2.正弦式交变电流

1.交变电流（AC）

电流、电压大小和方向随时间做周期性变化，这样的电流叫作交变电流。

3.正弦交流电的变化规律：

（从中性面开始计时）

利用示波器，观察用学生电源的交流挡供电时候的波形

交变电流是周期性变化的电流，用什么来描述周期性变化的快慢呢？

仔细观察下图中的交变电流变化规律，他们有什么异同？

交变电流的变化快慢情况不一样。

1.周期（T）：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫作它的周期。

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它的频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。

交变电流的周期和频率

周期和频率的关系如何？各自的单位是什么？

描述交变电流快慢的物理量除周期、频率外，还有哪些？

转速、角速度与周期、频率又有什么关系呢？

周期T=0.02s，频率为f=50Hz。

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？

第二节

交变电流的峰值和有效值

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。

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

（1）电容器上的标称电压值（耐压值）是电容器两极间所允许电压的最大值。

（2）线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值。

如图所示是通过一个R为1Ω的电阻的交变电流i随时间变化的图像

可以分段求解交变电流产生的焦耳热

（1）怎样计算通电10s内电阻R中产生的热量？

（2）如果有一个大小、方向都不变的横店电流通过这个电阻R，也能在10s内产生同样的热量，这个电流是多大？

（1）28J （2）1.67A

思考与讨论

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？

解：根据焦耳定律得：

3.交变电流的有效值：

让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流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、电压分别为I、U，我们就把I、U叫做这一交变电流的有效值。

如图所示为某家用电器的铭牌，该铭牌上标有“220V”和“50Hz”的字样，其中“220V”有什么含义？

表示该用电器所使用的的工作电源的电压有效值为220V

家用电器上标出的额定电压和额定电流是有效值

答案:A

1.任何电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不适用。需按定义计算。

2.交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值。

3.交流电流表和交流电压表的读数是有效值，对于交流电若有特殊说明的均指有效值。

4.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。

第三节

正弦式交变电流

的公式和图像

2.图像法：

从数学公式或图像上可以获得哪些信息？

电压（电流）的峰值（有效值）、任意时刻的瞬时值，以及周期（频率、角速度、转速）

正弦式交变电流的公式和图像

规律

物理量

从中性面开始计时

图象

磁通量

Φ＝Φmcosωt＝BScosωt

电动势

e＝Emsinωt＝NBSωsinωt

电压

u＝Umsinωt＝sinωt

电流

i＝Imsinωt＝sinωt

根据交变电流的电压随时间的变化图像，写出t=0.05s、t=0.1s时的电压值。并思考一个周期内电压的峰值是多少。

t=0.05s时的电压值为Um，t=0.1s时的电压值为0

一周期内电压的峰值为Um

拓展：电感器和电容器对交变电流的作用

问题1：直流电源电动势与交变电源电动势有效值相等，内阻相同。灯泡和电感器均相同。接交流电和直流电，灯泡的亮度是否相同？接直流电时，有电感器和无电感器灯泡的亮度是否相同？

操作1:线圈L串联灯泡后接到直流电源

操作2:用导线将线圈L短路

现象:灯泡亮度基本不