1819三交變電流

1、三、交變電流學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1知道交變電流是如何產(chǎn)生的(難點(diǎn))2知道交變電流的變化規(guī)律，會(huì)用圖象及特征物理量描述交變電流(重點(diǎn))3掌握正弦式交變電流的有效值(重點(diǎn))4理解交變電流通過(guò)電容器的原因(難點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知知識(shí)梳理一、交流發(fā)電機(jī)及交流的變化規(guī)律1構(gòu)造發(fā)電機(jī)都由固定不動(dòng)的定子和能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子等部件構(gòu)成2工作原理使轉(zhuǎn)子在定子中旋轉(zhuǎn)，使得穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，在線圈中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)接線端引出，接在回路中，便產(chǎn)生了交變電流3交變電流和直流大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫交變電流簡(jiǎn)稱交流(AC)只沿一個(gè)方向流動(dòng)的電流叫直流(DC)4正弦式電

2、流的變化規(guī)律(1)正弦式電流規(guī)律：iImsin t，uUmsin t(2)波形如圖3­3­1所示：圖3­3­15描述交變電流的物理量(1)瞬時(shí)值：交流電在某一時(shí)刻的值(2)峰值：電動(dòng)勢(shì)、電流、電壓的最大值(3)周期和頻率：表示交變電流變化的快慢，T.我國(guó)使用的交流頻率為50 Hz.二、交流與電容器交流的有效值1當(dāng)電容器接到交流電路上，電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中形成電流2電容器的電路特征：電容器能夠通交流、隔直流3有效值：把交流和直流分別通過(guò)相同的電阻，如果在相等的時(shí)間內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，這個(gè)直流電壓、電流的數(shù)值稱為交流電壓、電流的有效值4正弦式電

3、流的有效值Ue0.707Um，Ie0.707Im.基礎(chǔ)自測(cè)1思考判斷(1)交流發(fā)電機(jī)可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能()(2)家用照明電是交變電流()(3)只要線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以產(chǎn)生交變電流(×)(4)電容器在交流電路中對(duì)電流有阻礙作用()(5)交變電流的有效值是以電流的熱效應(yīng)定義的()(6)交流電、直流電都能通過(guò)電容器(×)2(多選)如圖所示圖象中屬于交流電的有()ABCD圖表示的電流大小發(fā)生了周期性變化，而方向沒(méi)有變化，A、B、C圖中的電流大小、方向發(fā)生了周期性變化3有一臺(tái)使用交流電的電冰箱上標(biāo)有額定電壓為“220 V”的字樣，這“220 V”是指()A交流電電壓的瞬時(shí)值B

4、交流電電壓的最大值C交流電電壓的平均值D交流電電壓的有效值D若無(wú)特殊說(shuō)明，各電器上標(biāo)的額定值都是有效值，故D正確4(多選)如圖3­3­2中，將電燈與電容器串聯(lián)接入通有交變電流的電路中，燈泡發(fā)光，則()圖3­3­2A自由電荷通過(guò)了電容器兩極板間的絕緣電介質(zhì)B自由電荷沒(méi)有通過(guò)電容器兩極板間的絕緣電介質(zhì)C接入交變電源使電容器兩極板間的絕緣電介質(zhì)變成了導(dǎo)體D電容器交替進(jìn)行充放電，電路中就有電流，表現(xiàn)為交變電流“通過(guò)”了電容器BD電容器“通交流”是因?yàn)閮蓸O板不斷地充、放電，從而使電路中有電流，而不是自由電荷通過(guò)了兩極板間的電介質(zhì)，所以B、D項(xiàng)正確合 作 探 究&#

5、183;攻 重 難交變電流的變化規(guī)律1.描述交變電流的物理量(1)瞬時(shí)值：iImsin t，uUmsin t.(2)峰值：電流和電壓的最大值，即Im和Um.(3)周期和頻率周期：交流完成一次周期性變化所用的時(shí)間叫做交流的周期，用T表示頻率：交流在1 s內(nèi)發(fā)生周期性變化的次數(shù)，叫做交流的頻率，用f表示單位是赫茲，符號(hào)Hz.周期與頻率的關(guān)系：T.角速度與周期、頻率的關(guān)系：2f.2圖象交變電流的變化規(guī)律可以用示波器顯示出來(lái)，正弦式電流的變化規(guī)律圖象如圖3­3­3所示圖3­3­3(多選)一個(gè)按正弦規(guī)律變化的交變電流的i­t圖象如圖3­3

6、73;4所示，根據(jù)圖象可以斷定()圖3­3­4A交變電流的頻率f0.2 HzB交變電流的有效值I有14.14 AC交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式i20sin(0.02t) AD在t時(shí)刻，電流的大小與其有效值相等思路點(diǎn)撥：解此題要把握兩點(diǎn)：圖象提供的信息及和瞬時(shí)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系最大值和有效值之間的關(guān)系【解析】從圖中可以看出，交變電流的最大值為Im20 A有效值為I有 A10 A14.14 A交變電流的周期為T0.02 s所以f50 Hz交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為iImsin tImsin(2ft)20sin(314t) A在t時(shí)，交變電流的瞬時(shí)值為iImsin tImsin (A)，所以答案

7、為B、D.【答案】BD注意事項(xiàng)(1)利用有效值U0.707Um，I0.707Im計(jì)算只適用正弦交流電.(2)理解圖象的物理意義，從圖象中找出周期和最大值，寫出瞬時(shí)表達(dá)式.針對(duì)訓(xùn)練1已知交變電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u311sin 100t V，從t0到第一次電壓出現(xiàn)峰值的時(shí)間()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41942089】A0.005 sB0.001 sC0.02 s D0.01 sA交變電壓按正弦規(guī)律變化，當(dāng)?shù)谝淮坞妷撼霈F(xiàn)峰值時(shí)，sin 100t1，即100t，t0.005 s，故A正確交變電流有效值的理解1.在定義有效值時(shí)要注意：三同2公式Ue、Ie僅適用于正弦式電流3在計(jì)算交變電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和電功率以

8、及確定保險(xiǎn)絲的熔斷電流時(shí)，只能用交變電流的有效值如電功率的計(jì)算式：PIU中，U、I均為有效值4在交流電路中，電壓表、電流表等電工儀表的示數(shù)均為交變電流的有效值在沒(méi)有具體說(shuō)明情況下，所給出的交變電流的電壓、電流指的都是有效值5各種使用交變電流用電器銘牌上標(biāo)出的額定電壓、額定電流均指有效值如圖3­3­5所示為一交流電隨時(shí)間而變化的圖象，其中電流的正值為正弦曲線的正半周，其最大值為Im；電流的負(fù)值的強(qiáng)度為Im，則該交流電的有效值為 ()圖3­3­5A.B.ImCIm D.Im【解析】交變電流一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)電阻R產(chǎn)生的熱量為2R×1×102I

9、R×1×102，直流電流I通過(guò)R相同時(shí)間產(chǎn)生的熱量為I2R×2×102.由有效值的定義知：2R×1×102IR×1×102I2R×2×102，得IIm.【答案】D解題技巧在有效值的計(jì)算中要掌握的原則是：認(rèn)清交變電流的變化規(guī)律，分清每一階段的電流的特征，確定每一階段電流的有效值，一定要在一個(gè)周期內(nèi)使用焦耳定律來(lái)計(jì)算有效值.針對(duì)訓(xùn)練2如圖3­3­6表示一交變電流的電流隨時(shí)間而變化的圖象此交變電流的有效值是()圖3­3­6A5 A B5 AC3.5 A D3.5

10、 AB使此交變電流通過(guò)電阻R，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q交IR·IR·(II)R·.式中I14 A，I23 A，T0.02 s.設(shè)另一直流電I，通過(guò)同樣的電阻在同樣時(shí)間(T0.02 s)內(nèi)產(chǎn)生的熱量則為：Q直I2RT根據(jù)有效值的定義，由Q直Q交，即I2RT(II)R·得I A5 A這個(gè)直流電流值，就稱為此交變電流的有效值當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1目前，我國(guó)照明電路的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u311·sin 100t V，則我國(guó)照明電路的電壓有效值與頻率分別為()A220 V,50 HzB311 V,50 HzC220 V,60 Hz D3

11、11 V,60 HzA由電壓表達(dá)式知Um311 V，100 rad/s，則U220 V，fHz50 Hz，故選項(xiàng)A正確2(多選)一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度4 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖3­3­7所示，則()圖3­3­7A交變電流的頻率是4 HzB交變電動(dòng)勢(shì)的最大值是10 VC當(dāng)t0.5 s時(shí)，e有最大值D交變電流的周期是0.5 sBD由于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度試題中已給出，所以線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率可以由公式直接求出，線圈的頻率和交變電流的頻率是相同的，4 rad/s，而2f，故f2 Hz，T0.5 s由圖象可看出：電動(dòng)勢(shì)最大值為10 V，t0.5 s時(shí)，t2，e0.3電容對(duì)交變電流的影響以下說(shuō)法中正確的是()A電容對(duì)交變電流有阻礙作用B電容對(duì)交變電流的阻礙作用越小，容抗就越大C電容具有“通直流、隔交流，通低頻、阻高頻”的作用D電容器的電容越小，交變電流的頻率越低，電容器對(duì)交變電流的阻礙作用就越小A很明顯，A項(xiàng)對(duì)；電容對(duì)交變電流的阻礙作用越小，容抗就越小，B項(xiàng)錯(cuò)；電容具有“通交流、隔直流，通高頻、阻低頻”的作用，C項(xiàng)錯(cuò)；電容器的電容越小，交變電