4 交变电流 变压器[学科素养与目标要求] 物理观念:1.了解交变电流是怎样产生的.2.了解交变电流的变化规律、图象及描述交变电流的物理量.3.了解变压器的构造,知道变压器改变交变电压的原理.科学探究:1.通过实验,探究交变电流的产生.2.通过实验探究总结变压器原、副线圈的电压和匝数的关系.科学态度与责任:1.了解发电机的发明和交变电流的利用对促进人类社会进步的作用,进一步体会科学、技术与社会生活之间的密切联系.2.体验科学探究过程,培养实验设计与分析论证能力.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、方向随时间做周期性变化的电流,简称交流.方向不随时间变化的电流叫直流.二、正弦式交变电流的变化规律1.定义:电流、电压随时间按正弦函数的规律变化的交流电叫做正弦式交变电流,简称正弦式电流.2.图象:正弦图象.3.表达式:i=Imsin ωt ,u=Umsin ωt ,e=Emsinωt,式中 Im、 U m、Em分别是电流、电压、电动势的最大值,叫做交流的峰值.4.交变电流的周期和频率(1)交变电流完成一次周期性变化所需的时间叫做它的周期,通常用 T 表示,单位是秒.交变电流在 1s 内发生周期性变化的次数,叫做它的频率,通常用 f 表示,单位是赫兹,简称赫,符号是 Hz.(2)周期和频率的关系为 T=或 f=.5.交变电流的有效值(Ue、Ie)(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的:把交流和直流分别通过相同的电阻,如果在相同的时间内它们产生的热量相等,我们就把这个直流电压、电流的数值叫做这一交流的有效值.(2)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、变压器1.变压器的结构(1)变压器由铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成.(2)原、副线圈原线圈:与电源(或前一级电路)连接的线圈叫原线圈(也叫初级线圈).副线圈:与负载(或下一级电路)连接的线圈叫副线圈(也叫次级线圈).2.变压器的工作原理(1)原理电磁感应现象是变压器工作的基础.当原线圈中的电流变化时,在铁芯中就会产生变化的磁场,就会引起副线圈中的磁通量的变化,从而产生感应电动势.(2)变压器的作用:能改变交变电流的电压,不改变交变电流的周期和频率.判断下列说法的正误.(1)交变电流的方向随时间做周期性变化.( √ )(2)跟交流具有相同热效应的直流的值是交流的有效值.( √ )(3)变压器也能改变恒定直流电的电压.( × )(4)当原线圈匝...