第3章 2.交变电流的描述-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修 第二册同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

2.交变电流的描述 　　　　 第三章　交变电流 学科 知识 1．周期和频率的理解 2．峰值和有效值的理解 3．交变电流图像的理解 学科 能力 1．知道描述交变电流的物理量，理解其物理意义，并会进行计算 2．能灵活利用交变电流有效值的定义来求其有效值 3．知道正弦式交变电流有效值与峰值的关系 4．掌握描述正弦式交变电流的公式和图像两种方式 学科 素养 1．物理观念：交变电流进行周期性变化，需用周期、频率、峰值、有效值描述其变化规律 2．科学思维：会用有效值的定义进行计算，并且知道它描述的是交变电流的热效应 3．科学探究：体会有效值的推导过程，其中运用了类比、等效等物理方法 学习目标 知识点二　峰值和有效值 课时精练 知识点一　周期和频率 知识点三　正弦式交变电流的图像 随堂演练 素养培优专栏　电感器和电容器对交变电流的影响 内 容 索 引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 知识点一　周期和频率 索引 如图所示，交变电流的周期是多少？在1 s内完成多少次周期性变化？其频率是多少？ 提示：周期是0.02 s；在1 s内完成50次周期性变化；频率是50 Hz。 情境导学 基础梳理 1．周期(T)：交变电流完成一次________变化所需的时间。 2．频率(f)：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比。数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的______。 3．周期和频率的关系：T＝ 或f＝ 。 4．转速n (1)定义：产生交变电流的线圈单位时间内转过的圈数。 (2)单位：转每秒(r/s)。 (3)意义：转速越大，交变电流变化越快。 5．角速度与周期、频率及转速的关系：ω＝ ＝______＝2πn。 周期性 次数 2πf 题组训练 1．关于交变电流的周期和频率，下列说法正确的是 A．正弦式交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期 B．1 s内交变电流出现最大值的次数等于频率 C．交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍 D．频率为50 Hz的交变电流，其周期等于0.05 s √ 根据周期的定义知A、B错误；因为在一个周期的时间内，交变电流会出现正向和负向最大值各一次，相邻两个峰值的时间间隔为半个周期，所以交变电流在一个周期内方向改变两次，即方向变化的频率为交变电流频率的2倍，C正确；周期T＝ s＝0.02 s，D错误。 2.(2022•吉林长春高二期末)矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示。下列说法中正确的是 A．此交流电的频率为0.2 Hz B．此交流电动势的有效值为1 V C．t＝0.1 s时，线圈平面与磁场方向平行 D．t＝0.1 s时，通过线圈的磁通量最大 √ 由题图知周期T＝0.2 s，所以频率f＝ ＝5 Hz，故A错误；由题图知电动势最大值是1 V，所以此交流电动势的有效值为U有＝ V，故B错误；t＝0.1 s时，电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，磁通量最大，故C错误，D正确。 3．(多选)某正弦式交流电的方向在1 s内改变100次，则周期T和频率f分 别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．T＝0.01 s B．T＝0.02 s C．f＝50 Hz D．f＝100 Hz √ √ 交变电流在一个周期内方向改变两次，1 s内电流的方向改变100次，知经历了50个周期，则T＝ s＝0.02 s，频率f＝ ＝50 Hz，故B、C正确，A、D错误。 对交变电流的周期和频率的理解 1．周期和频率是描述交变电流变化快慢的物理量。 2．产生交变电流的线圈转动一周，交变电流恰好完成一次周期性变化。 3．交变电流的周期就是线圈在磁场中转动一周所用的时间；频率就是1 s内线圈在磁场中转动的圈数。 练后悟通 索引 知识点二　峰值和有效值 索引 如图甲、乙所示，同样的电炉分别使用恒定电流和交变电流烧水，设水的质量相等、初温相同，忽略热量散失。若使用恒定电流10分钟把水烧开，使用交变电流同样用10分钟把水烧开。 情境导学 (1)两种情况下电阻、通电时间、产生的热量相同吗？ 提示：都相同　 (2)该交变电流与4 A的恒定电流产生的 效果相同吗？ 提示：相同　 (3)该交变电流相当于多大的恒定电流？ 怎样描述这种效果的意义？ 提示：4 A　交变电流的有效值 1．峰值 (1)定义：交变电流的电压、电流所能达到的最大数值。 (2)应用：电容器所能承受的电压要______交流电压的峰值。 2．有效值 (1)定义：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的______，如果在交变电流的