3.1 交变电流的特点【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（鲁科版2019选择性必修第二册）

鲁科2019 第1节 交变电流的特点 高中物理选择性必修二 第3章 交变电流与远距离送电 制作：沈雄斌 授课：东山二中高二物理 知识回顾 发光二极管，简称:LED 特点：（单向导通） 加正向电压发光 加反向电压不发光 知识回顾 电流表有正负接线柱，在接入电路时，要注意电流的方向； 正接线柱靠近电源正极， 负接线柱接近电源负极 知识回顾 我们在使用家电（如台灯、电视机、吸尘器等）时，从不注意方向，随手就将电源插头插入墙上的插座。 这是为什么？ 其实，这是两种不同的电源。 电池是直流电源 家用电器通常用交流电源 这两种电源究竟有什么不同呢？ 一、直流电流和交流电流 用数字多用电表测直流电压 电流红进黑出：显示正值 电流黑进黑出：显示负值 结论 直流电源有正负极 现象： 一、直流电流和交流电流 用数字多用电表测交流电压 红黑表笔对调，显示结果相同 现象： 结论 交流电源没有正负极 交流电源提供的电压波形 电池组提供的电压波形 观察电压的图像 　　将6V电池组接入示波器的输入端，观察并记录电压波形。将学生电源的交流输出电压调节至6.0V。接入示波器的输入端，观察并记录电压波形。比较两种波形的特点。 现象： 结论： 电池组提供的电压不变，电路中的电流大小和方向都不随时间变化。 交流电源提供的电压随时间做周期性变化，电路中的电流大小和方向也随时间做周期性变化。 一、直流电流和交流电流 １、直流电流：方向不随时间变化的电流称直流电流。俗称：直流电 ３、交变电流：方向和大小随时间做周期性变化的电流称交变电流。俗称：交流电 ２、恒定电流：方向和大小都不随时间变化的直流电流称恒定电流。 练习 下列电流随时间变化的图像中，属于交流电的是（ ） C 说明：只方向改变、大小不变化的电流也是交变流电 通交变电流的灯丝在磁场中的抖动 将开关、灯泡用导线连接到交流电源的接线柱上，闭合开关，灯泡发光后把U型磁铁置于灯泡上方，仔细观察灯丝出现的现象。 现象： 灯丝出现抖动现象 分析： 通电导线在磁场中会受到安培力的作用。 结论： 通交变电流的电灯丝在磁场中会受到力的作用，力的大小和方向受电流的大小和方向的影响也随时间做周期性的变化，所以灯丝出现抖动。 二、交变电流的周期和频率 呈周期性变化的过程，都可以用周期和频率描述变化的快慢。 （1）周期：交变电流完成1次周期性变化所需的时 间，用T表示，单位是秒，符号是s。 （2）频率：交变电流在一段时间内完成周期性变化的次数与所用时间的比值，用f表示，单位赫兹，简称赫，符号是Hz． （3) 关系： 不同国家和地区的市电频率标准不同。使用电气设备时要注意频率的匹配问题。 如：我国市电频率是50Hz;美国、日本市电的频率标准则为60Hz。 1s内完成周期性变的次数越多，频率越大。 人眼的临界闪烁频率在45Hz左右，一般市电的频率是50Hz,所以我们日常不觉得灯会闪烁。 二、交变电流的周期和频率 （4） 正弦交流电：电流的大小和方向随时间按正弦规律变化的交流电， 称为正弦式交变电流，简称正弦交流电。 我们日常生活中所用的市电，是正弦式交变电流。我国生产和生活用的交流电的周期T=____s，频率f= ___Hz，角速度ω= _____rad/s，在1s内电流的方向变化____次。 0.02 50 100π 100 二、交变电流的周期和频率 （5） 几种常见交变电流： 许多电子仪器和家用电器的电路中，电流随时间变化的规律可有多种形式。 0 Um U -Um t 交流电在一个周期内电压和电流都会有最大值，也称为峰值。用Um、Im表示。 I -Im Im 三、交变电流的最大值和有效值 让最大值为 5 A 的交变电流通过一个阻值为10Ω电阻，在10s的时间内，电阻产生的焦耳热是否为： 不行。在t时间内的电流大小是变化的。 最大值没办法表示该交变电流工作时产生的实际效果。 三、交变电流的最大值和有效值 人们常用有效值来表示交变电流的大小。 1、交流用电器铭牌上标识的额定电压值和额定电流值是指交流电的有效值。 2、各种电气仪表（如电流表、电压表等）上所显示或测量出来的交流量值的大小也都是指有效值 3、在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率以及确定保险丝的为熔断电流时U、I的值也只能用有效值。 如果没有特别说明，一般提到的交变电流值都是指有效值 如何确定交变电流有效值？ 三、交变电流的最大值和有效值 1、交变电压和电流能达到的最大值又称峰值 2、交流电工作时产生实际效果的值称为有效值 让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把该恒定电流的数值规