高中人教物理選擇性必修二3. 交變電流的描述（課件）同步備課

1、人教版2019版選擇性必修第二冊(cè)第三章 交變電流3.2 交變電流的描述回憶上節(jié)課主要內(nèi)容矩形線(xiàn)框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中怎樣勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)在線(xiàn)框中產(chǎn)生正弦式交流電。如果從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，是否會(huì)寫(xiě)通過(guò)線(xiàn)框的磁通量、電動(dòng)勢(shì)、電流、部分電路電壓與時(shí)間的函數(shù)表達(dá)式？是否會(huì)畫(huà)出相應(yīng)的圖像？觀察圖像，有何特征？(周期性、有最大值、有最小值) 正弦式交變電流的大小和方向都隨時(shí)間發(fā)生周期性變化，那么我們?nèi)绾蚊枋鲞@種電流的變化特征呢？想一想 我們把交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間，叫作它的周期，通常用T表示，單位是秒。 交變電流完成周期性變化的次數(shù)與所用時(shí)間之比叫做它的頻率，數(shù)值等于交變電流在單位時(shí)間內(nèi)完成周期性變化的

2、次數(shù)。頻率通常用f表示，單位是赫茲?；蛞?、周期和頻率或 想一想 一交變電流的電壓隨時(shí)間的變化圖像如圖所示，這個(gè)交變電流的周期是多少？頻率是多少？T=0.02s峰值：Em NBSIm Em /R總Um Im R外二、峰值和有效值想一想 如圖所示是通過(guò)一個(gè)R為1的電阻的電流 i 隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。這個(gè)電流不是恒定電流。 1. 怎樣計(jì)算通電1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量？ 2. 如果有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過(guò)這個(gè)電阻R，也能在1s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱，這個(gè)電流是多大？（1）設(shè)0-0.2s內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量為Q1，則Q1=1210.2=0.2J設(shè)0.2-0.5s內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量為Q2，則Q2=2210

3、.3=1.2J設(shè)0.5-0.8s內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量為Q3，則Q3=2210.3=1.2J設(shè)0.8s-1s內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量為Q4，則Q4=1210.2=0.2J故1s內(nèi)產(chǎn)生的總熱量Q=Q1+Q2+Q3+Q4=2.8J （2）2.8=I211 得出I=1.67A。 讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻，如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，而這個(gè)恒定電流的電流與電壓分別為 I、U，我們就把 I、U 叫 作這一交變電流的有效值。RR二、峰值和有效值二、峰值和有效值 理論計(jì)算表明，正弦式交變電流的有效值I、U與峰值Im、Um 之間有如下關(guān)系：這兩個(gè)關(guān)系式只適用于正弦式電流。做一做 A、

4、B是兩個(gè)完全相同的電熱器，A通以圖甲所示的方波交變電流，B通以圖乙所示的正弦交變電流。兩電熱器的電功率之比 PA PB等于多少？圖甲圖乙做一做圖甲有效值的計(jì)算：得出：圖乙有效值的計(jì)算：做一做詳細(xì)描述交變電流公式圖像三、正弦式交變電流的公式和圖像想一想 下圖是一個(gè)正弦式交變電流的波形圖。根據(jù)i-t圖像求出它的周期、頻率、電流的峰值、電流的有效值。周期0.2s頻率5Hz電流的峰值10A電流的有效值 A總結(jié)以上兩種情況下交流電的表達(dá)式四、電感器和電容器對(duì)交變電流的作用按如圖所示的電路圖，將燈泡與帶鐵心線(xiàn)圈L串聯(lián)后分別連接在直流（DC）與交流（AC）電路中，觀察燈泡的亮度。觀察發(fā)現(xiàn)：甲圖中的小燈泡更亮

5、；改變圖乙中交流電的頻率：繼續(xù)觀察小燈泡的亮度：觀察：電感器對(duì)交變電流的作用觀察發(fā)現(xiàn)：當(dāng)交流電的頻率增大時(shí)，小燈泡變暗，頻率減小時(shí)小燈泡變亮?？偨Y(jié)：電感器對(duì)交變電流的作用電感器的作用：實(shí)驗(yàn)和理論分析都表明，線(xiàn)圈的自感越大、交流的頻率越高，線(xiàn)圈的感抗就越大。由于線(xiàn)圈與交變電流之間的電磁感應(yīng)作用所引起的阻礙作用，這叫感抗。觀察：電容器對(duì)交變電流的作用按如圖所示的電路圖，將燈泡與電容器串聯(lián)后分別連接在直流（DC）與交流（AC）電路中，觀察燈泡的亮度。觀察發(fā)現(xiàn)：閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)甲圖中的小燈泡不亮；乙圖中的小燈泡變亮；改變圖乙中交流電的頻率：繼續(xù)觀察小燈泡的亮度：觀察：電容器對(duì)交變電流的作用觀察發(fā)現(xiàn)：當(dāng)交流電的頻率增大時(shí)，小燈泡變亮，頻率減小時(shí)小燈泡變暗。總結(jié)：電容器對(duì)交變電流的作用電容器的作用：實(shí)驗(yàn)和理論分析都表明，電容器的電容越大，交流的頻率越高，電容器對(duì)交流的阻礙作用就越小，即容抗越小。電容器對(duì)交流阻礙作用的大小叫容抗。四、電感器和電容器對(duì)交變電流的作用 扼流圈是電工技術(shù)和電子技術(shù)常用的元件，它利用了電感器對(duì)交流的阻礙作用，分為高頻扼流圈和低頻扼流圈。電感器電容器感抗容抗作用：通直流、阻交流、通低頻、阻高頻；作用：通交流、阻直流、通高頻、阻低