高中物理 第3章 3 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专享VIP免费

三、交变电流学习目标知识脉络1.知道交变电流是如何产生的．(难点)2．知道交变电流的变化规律，会用图象及特征物理量描述交变电流．(重点)3．掌握正弦式交变电流的有效值．(重点)4．理解交变电流通过电容器的原因．(难点)一、交流发电机及交流的变化规律1．构造发电机都由固定不动的定子和能够连续转动的转子等部件构成．2．工作原理转子的转动使得穿过线圈的磁通量发生变化，在线圈中激发出感应电动势，通过接线端引出，接在回路中，便产生了交变电流．3．交变电流和直流大小和方向随时间做周期性变化的电流叫交变电流．简称交流(AC)．只沿一个方向流动的电流叫直流(DC)．4．正弦式电流的变化规律(1)正弦式电流规律：i＝Imsinωt，u＝Umsinωt(2)波形如图所示：5．描述交变电流的物理量(1)瞬时值：交流电在某一时刻的值．(2)峰值：电动势、电流、电压的最大值．(3)周期和频率：表示交变电流变化的快慢，T＝.我国使用的交流频率为50Hz.二、交流与电容器交流的有效值1．当电容器接到交流电路上，电容器交替进行充电和放电，电路中形成电流．2．电容器的电路特征：电容器能够通交流、隔直流．3．有效值：把交流和直流分别通过相同的电阻，如果在相等的时间内它们产生的热量相等，这个直流电压、电流的数值称为交流电压、电流的有效值．4．正弦式电流的有效值Ue＝≈0.707Um，Ie＝≈0.707Im.1．思考判断(1)交流发电机可以将机械能转化为电能．(√)(2)家用照明电是交变电流．(√)(3)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流．(×)(4)电容器在交流电路中对电流有阻碍作用．(√)(5)交变电流的有效值是以电流的热效应定义的．(√)(6)交流电、直流电都能通过电容器．(×)2．(多选)如图所示图象中属于交流电的有()ABC[D图表示的电流大小发生了周期性变化，而方向没有变化，A、B、C图中的电流大小、方向发生了周期性变化．]3．有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220V”的字样，这“220V”是指()A．交流电电压的瞬时值B．交流电电压的最大值C．交流电电压的平均值D．交流电电压的有效值D[若无特殊说明，各电器上标的额定值都是有效值，故D正确．]4．(多选)如图所示，将电灯与电容器串联接入通有交变电流的电路中，灯泡发光，则()A．自由电荷通过了电容器两极板间的绝缘电介质B．自由电荷没有通过电容器两极板间的绝缘电介质C．接入交变电源使电容器两极板间的绝缘电介质变成了导体D．电容器交替进行充放电，电路中就有电流，表现为交变电流“通过”了电容器BD[电容器“通交流”是因为两极板不断地充、放电，从而使电路中有电流，而不是自由电荷通过了两极板间的电介质，所以B、D项正确．]交变电流的变化规律1.描述交变电流的物理量(1)瞬时值：i＝Imsinωt，u＝Umsinωt.(2)峰值：电流和电压的最大值，即Im和Um.(3)周期和频率①周期：交流完成一次周期性变化所用的时间叫做交流的周期，用T表示．②频率：交流在1s内发生周期性变化的次数，叫做交流的频率，用f表示．单位是赫兹，符号Hz.周期与频率的关系：T＝.角速度与周期、频率的关系：ω＝＝2πf.2．图象交变电流的变化规律可以用示波器显示出来，正弦式电流的变化规律图象如图所示．【例1】(多选)一个按正弦规律变化的交变电流的it图象如图所示，根据图象可以断定()A．交变电流的频率f＝0.2HzB．交变电流的有效值I有＝14.14AC．交变电流瞬时值表达式i＝20sin(0.02t)AD．在t＝时刻，电流的大小与其有效值相等思路点拨：解此题要把握两点：①图象提供的信息及和瞬时值的对应关系．②最大值和有效值之间的关系．BD[从图中可以看出，交变电流的最大值为Im＝20A．有效值为I有＝＝A＝10A＝14.14A交变电流的周期为T＝0.02s所以f＝＝50Hz交变电流的瞬时值表达式为i＝Imsinωt＝Imsin(2πft)＝20sin(314t)A在t＝时，交变电流的瞬时值为i＝Imsint＝Imsin＝(A)，所以答案为B、D.][注意事项](1)利用有效值U＝≈0.707Um，I＝≈0.707Im计算只适用正弦交流电．(2)理解图象的物理意义，从图象中找出周期和最大值，写出瞬时表达式．1．已知交变电压瞬时值的表达式为u＝311sin100πtV，从t＝0到第一次电压出现峰值的时间()A．0.005sB．0.001sC．0.02...