2.1 交变电流的特点 课件-2022-2023学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

第三章 交变电流与远距离输电 1.交变电流的特点 教学目标 CONTENT 01 02 03 掌握交流电峰值和有效值的概念 掌握交变电流的周期和频率 理解交变电流的定义 2 新课引入 直流电源产生直流电流，交流电源产生交变电流。这两种电流各有什么特点?如何描述交变电流?本节我们将先通过实验认识两种电流的特点，然后学习描述交变电流特征的物理量。 实验与探究： 观察电压的图像 直流电流和交变电流 一 知能提升 2.交变电流(AC):　大小和方向    随时间做周期性变化的电流,简称交流电。 1.直流电流(DC):　方向    不随时间变化的电流。 交变电压随时间变化的图像 迷你实验室： 通交变电流的灯丝在磁场中的抖动 灯丝中的电流方向周期性变化，所受安培力方向周期性变化，所以灯丝在抖动。 交变电流的周期和频率 二 知能提升 1.周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。 2.频率：交变电流一秒内完成周期性变化的次数。 3.关系： 4.不同国家和地区电的频率标准不同。 5.正弦式交变电流：电流的大小和方向随时间按正弦规律变化。 t i O (1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲 6.交变电流并不都是按照正弦规律变化的。电力系统中应用的大多是正弦式电流，在电子技术中也常遇到其他形式的交流，如乙丙丁 用示波器观察几种交变电流的波形图 交变电流的最大值和有效值 三 知能提升 i/mA 0.5 t/s -0.5 1.峰值：电流或电压所能达到的最大值。 O 电容 耐压值（最大值） 电容器的耐压值 电容器的耐压值要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿。 思考与讨论： 如图所示的电流通过一个R=1 Ω的电阻，它不是恒定电流。 1.怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量? Q交=I12Rt1+I22Rt2+ I32Rt3+I42Rt4 =2.8J 2.如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大? Q直=I直2Rt=2.8J i/A t/s 1 -2 -1 2 0 1 0.5 等效替代交流电计算热量 2.有效值： （1）定义：根据电流的热效应来规定，让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。 （2）理论计算表明：正弦交流电的有效值与最大值的关系： t i im -im t e Em -Em O O 说明： 1.以上关系式只适用于正弦或余弦交流电； 2.交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值； 3.交流电流表和交流电压表的读数是有效值; 4.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。 平均值： 2.求通过某导体截面的电量一定要用平均值。 注意：峰值（最大值）、有效值、平均值在应用上的区别。 1.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。 = q= 交流与拓展： 电流名称 电流图线 有效值 正弦式交变电流       I= 正弦半波电流　       I= 正弦单向脉冲电流   I= 矩形单向脉冲电流   I= 非对称矩形脉冲电流   I= Im 典例精析 i/A +10 -10 0.05 0.1 0.15 0.2 例1：如图是一个按正弦函数规律变化的交变电流.请根据图像求出它的周期、频率、最大值和有效值. 解析:由图像可知: T=0.2s 根据 f=1/T 得: f=5Hz 有效值: 最大值: t/s 0 解析:根据电流的热效应先计算电流的有效值． 例2：通过一阻值R＝100 Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1 s．电阻两端电压的有效值为(　　) A．12 V　　　　 B．4V C．15 V D．8V   由0.12R×0.4×2＋0.22R×0.1×2＝I2R×12， 可得有效值I＝ A， 电压有效值U＝IR＝4 V 课堂小结 一、 直流电流与交流电流 二、 交变电流的周期和频率 三、 交变电流的最大值和有效值 跟踪练习 1.下列表示交变电流的有（ ） i i t t i t (A) (B) (C) (D) O O O O t (E) O t e u 解析：根据交变电流的定义分析，是否属于交变电流关键是看电流方向是否发生变化，而不是看大小。CE正确。 CE 2．如图所示的(a)、(b)两图分别表示两个交变电压，比较这两个交变电压，它们具有共同的(　　) A．有效值 B．频率　　　 C．最大值 D．均不一样 解析:图