高中物理 第三章 电磁感应 第3讲 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3讲交变电流[目标定位]1.了解交变电流是怎样产生的.2.定性了解交变电流的变化规律及其图象表示和主要特征物理量.3.知道交变电流能通过电容器的原因，了解交变电流这一特性在电子技术中的应用.4.初步了解发电机、交变电流的发明和利用对促进人类社会进步的作用，进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系.一、电流发电机1.发电机的原理：由于转子的转动使得穿过线圈的磁通量发生变化，在线圈中激发出感应电动势.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.各种电池供给的电流只沿一个方向流动，叫做直流.想一想你是怎样区别直流电流和交变电流的？这两种电流有何根本区别？答案大小、方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，各种电池供给的只沿一个方向流动的电流叫做直流.这两种电流的根本区别在于交变电流的方向随时间做周期性变化，直流电流的方向不随时间变化.二、交流的变化规律1.电网中的交变电流，它的电流、电压随时间按正弦函数的规律变化，叫做正弦式电流.2.表达式：i＝Imsin__ωtu＝Umsin__ωt式中Im、Um分别是电流、电压的最大值，叫做交流的峰值.3.周期和频率(1)交流完成一次周期性变化所需的时间叫做交流的周期，通常用T表示，它的单位是秒.交流在1s内发生周期性变化的次数，叫做交流的频率，通常用f表示，它的单位是赫兹，简称赫，符号是Hz.(2)周期和频率的关系为T＝或f＝.想一想家里电灯用的是交变电流，电流在最大值和零之间不断变化，但我们为什么看不到电灯的闪烁？答案交流电的周期是0.02s，电流每周期内两次达最大值，两次为零，所以电灯两次最亮的时间间隔仅0.01s，比人眼的视觉暂留时间要小，所以感觉不到电灯的闪烁.另外由于电灯发光是灯丝高温炽热发光，灯丝的温度变化需要有一定的时间，而电流两次最大的时间间隔很短，灯丝的温度、亮度不会有明显的变化.三、交流能够通过电容器电容器能够“隔直流，通交流”，这一点在电子技术中有重要应用.想一想交流电是如何“通过”电容器的？答案由于交流电的电压值不断随时间变化，电容器接到交流电源两端时，如果电压升高则电容器充电，在电路中形成充电电流.经过峰值以后，交流电压降低，电容器放电，形成放电电流.尽管电荷实际上并没有越过两极板间的介质，但从外电路看来，导线中的电荷确实在流动，所以，电容器的充电和放电表现为交流电通过了电容器.四、交流的有效值1.交流的有效值，是根据电流的热效应来规定的：把交流和直流通过相同的电阻，如果在相同的时间里它们产生的热量相等，我们就把这个直流的电压、电流的数值叫做交流电压电流的有效值.2.正弦式电流的有效值和峰值之间的关系：Ie＝≈0.707ImUe＝≈0.707Um在各种使用交变电流的电器设备上，所标注的额定电压、额定电流值，都是交流的有效值.想一想我们常说“照明电路的电压是220V，动力电路的电压是380V”指的是交流电压的什么值？答案有效值一、交流电及其产生1.直流电：方向不随时间变化的电流，称为直流电.交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流.2.各种发电机都由固定不动的“定子”和连续转动的“转子”组成.常见发电机有两类：(1)旋转电枢式发电机：线圈在磁场中旋转.线圈(电枢)是转子，磁体是定子.(2)旋转磁极式发电机：磁体转动，是转子；线圈不动，是定子.无论是线圈转动，还是磁体转动，都是转子的转动使得穿过线圈的磁通量发生变化，在线圈中产生感应电动势.3.交流发电机的原理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.例1将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B中，各线圈的运动方式如下列图所示，则能够在线圈中产生感应电动势的是()答案C解析只有C图穿过线圈的磁通量发生变化，在线圈中产生感应电动势.针对训练1下图中属于交变电流的是()答案BC解析根据交变电流的定义判断，大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流.符合此定义的是B、C两图，A、D两图中只是电流的大小做周期性变化，方向未变，不符合定义.二、交流电的变化规律及...