高中物理 第三章 电磁感应 3 第三节 交变电流学案 新人教版选修1-1-新人教版高二选修1-1物理学案VIP免费

第三节交变电流1.知道什么是直流，什么是交变电流．2.定性了解交流的变化规律及其图象表示和主要特征物理量．(重点＋难点)3．知道交流能通过电容器的原因，了解交流的这一特性在电子技术中的应用．(难点)4.初步了解发电机的构造和原理．,[学生用书P45])一、交流发电机1．结构：由固定不动的“定子”和连续转动的“转子”组成．2．原理：电磁感应现象，线圈在磁场中转动产生感应电动势．3．交流和直流：线圈在磁场中转动时产生的大小、方向随时间做周期性变化的电流叫交变电流．方向不变的电流叫直流．二、交流的变化规律1．正弦式电流：电流、电压随时间按正弦函数的规律变化．i＝Imsinωt，u＝Umsinωt．2．产生：矩形线圈在匀强磁场里绕垂直于磁场的转轴以某一角速度匀速转动，线圈中将产生正弦式交流电．3．描述交流电的物理量(1)峰值：交变电流在变化过程中所能达到的最大值，Um、Im分别为交变电流电压、电流的峰值．(2)周期和频率①周期：交变电流完成一次周期性变化所用的时间，符号为T.我国电网交变电流的周期是0.02__s．②频率：交变电流在1s内发生周期性变化的次数，符号为f，单位为Hz.我国电网交变电流的频率是50__Hz．③周期和频率的关系：T＝或f＝.三、交流能够通过电容器当电容器接到交流电路上时，电容器交替进行充电和放电，电路中形成电流，电容对电流也有阻碍作用，电容器能够通交流、隔直流．1．当电容器接到交流电路上时，自由电荷通过电容器两极板间的绝缘介质了吗？提示：没有．电容器通交流的实质是当电容器接到交流电路上时，电容器不断地充放电，从而使电路中有了电流，自由电荷如果通过电容器两个极板间的绝缘介质，则电容器就被击穿了．四、交流的有效值1．定义：把交流和直流分别通过相同的电阻，如果在相等的时间里它们产生的热量相等，我们就把这个直流电压、电流的数值称作交流电压、电流的有效值．2．正弦式电流有效值和峰值的关系Ue＝≈0.707Um，Ie＝≈0.707Im.2．所有的交变电流的峰值和有效值之间都满足倍的关系吗？提示：不是．只有正弦式交变电流的峰值和有效值之间才满足此关系．交变电流的产生及图象[学生用书P46]1．直流电和交变电流(1)直流电：方向不随时间变化的电流，称为直流电，简称直流，用字母“DC”或符号“－”表示．(2)交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，称为交变电流，简称交流，用字母“AC”或符号“～”表示．2．交流电的产生(如图所示)当闭合线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，因而在线圈中就产生感应电流．线圈做周期性的运动，在线圈中就产生了大小和方向随时间做周期性变化的交变电流．3．正弦式电流的图象(如图所示)(1)电流方向随时间做周期性变化，是交流电的最主要特征，也是交流电与直流电的最主要区别．(2)交变电流的方向一个周期内改变两次，我国使用的交变电流：T＝0.02s，f＝50Hz，电流方向每秒改变100次．命题视角1交变电流的产生(多选)如图哪些情况线圈中产生了交变电流()[思路点拨]产生交变电流的三个条件是：(1)匀强磁场；(2)转轴垂直磁场方向；(3)匀速转动．[解析]由交变电流的产生条件可知，转轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状及转轴的位置没有特别要求．故选项B、C、D正确．[答案]BCD命题视角2交变电流的图象问题如图是一个正弦式交变电流的图象，下列说法正确的是()A．周期是0.20s，电流的峰值是10AB．周期是0.10s，电流的峰值是10AC．频率是5Hz，某时刻的电流为i＝10sin5t(A)D．频率是0.2Hz，某时刻的电流为i＝10sin0.2t(A)[思路探究](1)由正弦式交流电的电压(或电流)随时间的变化关系图象可以得到哪些信息？(2)如何由图象确定正弦式交流电的瞬时值表达式？[解析]由图象可知T＝0.20s，Im＝10A则f＝＝5Hz，而ω＝＝10π，则某时刻的电流i＝10sin10πt(A)．故选项A正确，B、C、D错误．[答案]A【通关练习】1．(多选)如图所示的图象中属于交变电流的是()解析：选ABC.选项A、B、C中e的方向均发生了变化，故它们属于交变电流，但不是正弦式交变电流；选项D中e的方向未变化，故是直流．2．如图所示是我国民用交流电的电压的图象．根据图象可知，下列有关家...