交變電流的描述+高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

交變電流的描述我們?nèi)绾蚊枋鼋蛔冸娏鞯淖兓卣?？一、周期和頻率1.周期：完成一次周期性變化所需的時間符號：T

單位：s2.頻率：單位時間完成周期性變化的次數(shù)符號：f

單位：Hz3.周期與頻率的關(guān)系4．角速度與周期、頻率及轉(zhuǎn)速的關(guān)系：ω＝＝______＝2πn。2πf一、周期和頻率1.瞬時值

某一時刻交變電流的電動勢、電流、電壓值，用小寫e、u、i

表示。二、交變電流“四值”應(yīng)用：計(jì)算線圈某一時刻的受力情況2.峰值用Em、Um、Im表示外殼上標(biāo)的電壓是額定電壓，低于擊穿電壓電容器所能承受的電壓要高于交流電壓的峰值，否則電容器就可能被擊穿如圖甲、乙所示，同樣的電爐分別使用恒定電流和交變電流燒水，設(shè)水的質(zhì)量相等、初溫相同，忽略熱量散失。若使用恒定電流10分鐘把水燒開，使用交變電流同樣用10分鐘把水燒開。情境導(dǎo)學(xué)(1)兩種情況下電阻、通電時間、產(chǎn)生的熱量相同嗎？提示：都相同(2)該交變電流與4A的恒定電流產(chǎn)生的效果相同嗎？提示：相同(3)該交變電流相當(dāng)于多大的恒定電流？怎樣描述這種效果的意義？提示：4A交變電流的有效值思考如圖所示，是通過一個R為1Ω的電阻的電流i隨時間變化的曲線。這個電流不是恒定電流。

⑴怎樣計(jì)算通電1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量？

⑵如果有一個大小、方向都不變的恒定電流通過這個電阻R，也能在1s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱，這個電流是多大？3.有效值RR~恒定電流IU等效思想：恒定電流交變電流交變電流恒定電流電阻相同時間相同（交流的一個周期）產(chǎn)生的熱量相同則稱恒定電流的I與U為這個交流的有效值。分別通過電阻時，若滿足建立概念(1)定義等效替代(電流熱效應(yīng))(2)理論計(jì)算表面正弦式電流的有效值與峰值之間關(guān)系適用條件：正弦式電流結(jié)論：正弦式交變電流的最大值為有效值的

倍。2.交流電表測量值的讀數(shù)也是有效值；1.交流電器上銘牌標(biāo)出的額定電壓和額定電流都是有效值；（3）幾種常見的有效值3.計(jì)算電功、電功率和電熱相關(guān)的問題還有保險絲的熔斷電流，都指其有效值。1．交變電流有效值的理解(1)交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義的。(2)等效是指恒定電流和交變電流在相同的時間內(nèi)，在相同的電阻上產(chǎn)生的熱量相同。(3)通常所說的交變電流的電壓、電流，用電表測量的交變電流的電壓、電流，以及用電器的額定電壓、額定電流，還有保險絲的熔斷電流，都指其有效值。核心歸納(2)對于非正(余)弦式交變電流：必須根據(jù)有效值的定義進(jìn)行計(jì)算。①第一步：計(jì)算交變電流在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q；②第二步：列出相應(yīng)的方程：Q＝T、Q＝I2RT或Q＝T；③第三步：代入數(shù)值，求解有效值。3.(2022?新疆昌吉高二期末)如圖所示，表示一交流電的電流隨時間而變化的圖像，此交流電的有效值是A．5

A

B．3.5

A

C．3.5A

D．5A√4.(2022?陜西榆林高二期末)利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢詫⒄沂浇蛔冸妷旱牟ㄐ谓厝ヒ话耄@種方法稱為半波整流。某研究小組的同學(xué)通過半波整流得到如圖所示的脈動電壓圖像，由圖可知A．該電壓的周期為2sB．該電壓的頻率為0.02HzC．電壓的有效值為10VD．電壓的有效值為20V√

練習(xí)1：如圖表示一交流隨時間變化的圖像，求此交流的有效值。

練習(xí)2：已知某電阻元件在正常工作時，通過它的電流按如圖所示的規(guī)律變化。今與這個電阻元件串聯(lián)一個多用電表(已調(diào)至交變電流電流擋)，則多用電表的讀數(shù)為(

)A解析：交流電流測量有效值，設(shè)該電流的有效值為I，根據(jù)交變電流有效值的定義取一個周期T，則有：

，解得I=5A，所以多用電表的讀數(shù)為5A，故A正確，B、C、D錯誤；4.平均值應(yīng)用：計(jì)算通過電路橫截面的電荷量q＝

It將

和

分別代入瞬時值表達(dá)式。

采用哪些方法描述交變電流變化規(guī)律？描述交變電流公式圖像三、正弦式交變電流的公式和圖像1．如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖像如圖乙中曲線a、b所示。求曲線b表示的交變電流的電動勢有效值。參考答案課堂測試2.如圖所示，N匝矩形導(dǎo)線框以角速度ω在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞軸OO?勻速轉(zhuǎn)動，線框面積為S，線框的電阻、電感均不計(jì)，外電路接有電阻R、理想交流電流表A和二極管D，二極管D具有單向?qū)щ娦裕凑螂娮铻榱?，反向電阻無窮大。下列說法正確的是

（

）

A．圖示位置電路中的電流為0

B．R兩端電壓的有效值

C．交流電流表的示數(shù)

D．一個周期內(nèi)通過R的電荷量ACD解析：A．由題圖可知，圖示位置磁通量最大，磁通量的變化率為零，所以此時通過R的電流為零，故A錯誤；B.R兩端的電壓隨時間的變化規(guī)律如圖所示：電動勢的最大值為：

設(shè)電壓的有效值為U，在一個周期內(nèi)有

解得C.交流電流表的示數(shù)為電流的有效值即D.在一個周期內(nèi)，只有半個周期的時間有電流通過R，一個周期內(nèi)通過R的電荷量為交變電流“四值”的適用情況1．求電荷量時要用平均值。2．交流電表的讀數(shù)是有效值。3．計(jì)算熱量、功率、電功以及確定保險絲的熔斷電流時，應(yīng)用有效值。4．判斷電容器是否能被擊穿，應(yīng)用峰值。5．計(jì)算霓虹燈或氖管的發(fā)光時間、線圈在某時刻的受力情況等問題，應(yīng)用瞬時值。

特別提醒3.小型交流發(fā)