第3章 第1节 交变电流的特点-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版）

第1节　交变电流的特点 【核心素养目标】 物理观念 掌握直流电流和交变电流的周期、频率、最大值、有效值的概念。 科学思维 学会用等效替代法、公式法解决实际问题。 科学探究 能观察恒定电流和交变电流的图像。 科学态度与责任 会计算现实生活中交变电流的最大值和有效值。 一、直流电流和交变电流 1．恒定电流：在电路中形成的电流大小和方向都不随时间变化。 2．直流电流：方向不随时间变化的电流为直流电流，俗称直流电。 3．交变电流：在电路中形成的电流大小和方向随时间做周期性变化，俗称交流电。 二、交变电流的周期和频率 1．周期 (1)交变电流完成一次周期性变化所需要的时间，称为交变电流的周期，用符号T表示。 (2)国际单位：秒(s)。 (3)意义：描述交变电流变化快慢的物理量。周期越长，表示交变电流完成一次周期性变化所需要的时间越长，也就是变化得越慢。 2．频率 (1)交变电流在一段时间内完成周期性变化的次数与这段时间之比称为交变电流的频率，用符号f表示。 (2)国际单位：赫兹(Hz)。 (3)描述交变电流变化快慢的物理量。频率越大，表示交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数越多，也就是变化得越快。 3．周期和频率的关系：T＝ 4．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。 三、交变电流的最大值和有效值 1．最大值：交变电压和电流能达到的最大值，又称峰值。交变电流的电压、电流的峰值分别用Um和Im表示。 2．有效值：让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻，使它们在相同时间内产生的热量相等，则把该恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值。交变电流的电压、电流的有效值分别用U、I表示。 3．正弦式交变电压及交变电流的有效值和峰值之间的关系：U＝≈0.707Um；I＝≈0.707Im。 学生用书第63页 4.有效值的几种说法 (1)平时所说的220 V交流电源。 (2)各种电气电表上所显示或测量出来的交流量值的大小。 (3)各种交流用电器铭牌上所标示的额定电压、额定电流等量值。 (4)人们提到的没有特别声明的某一交流量值。 1．判断正误 (1)方向不变的电流就是恒定电流。(　×　) (2)i -t波形图是正弦曲线的一定是交变电流。(　×　) (3)大小、方向随时间周期性变化的电流就是交变电流。(　√　) (4)直流电源有正负极，而交流电源没有。(　√　) 2．链接实景 如图所示电路，其中二极管的特点是单向导电。a、b两端接在手摇式发电机两端时，又会观察到怎样的现象？为什么？ 提示：　当接在手摇式发电机两端时，两个发光二极管间或地闪亮，原因是发电机产生与直流电流不同的电流，两个发光二极管一会儿接通这一个，一会儿再接通另外一个，电流方向不停地改变。 知识点一　直流电和交流电 家庭生活用电是交流电，此前我们学过的电池对外供电是直流电，你知道家庭生活用电与电池对外供电的区别吗？ 又该如何来区分直流电和交流电呢？ 提示：　家庭生活用电，电流方向不断变化。而电池对外供电电流方向不变。 要区分直流电和交流电主要看它们的电流方向是否发生变化。 1．直流电和交流电的理解 (1)直流电是方向不随时间变化的电流；交变电流是大小和方向随时间做周期性变化的电流，或大小不变、方向改变的电流。 (2)区分直流电和交流电的关键是看电流的方向是否随时间发生变化。 2．直流电和交流电的图像区别 (1)直流电分类及图像： ①大小和方向都不随时间改变的电流叫恒定电流，如图甲所示。 ②方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉冲直流电，如图乙所示。 (2)交变电流的分类及图像： ①正弦交流电随时间变化的图像是一条正弦曲线，如图所示。从图中可以知道正弦交流电的最大值Im和周期T。 ②非正弦交流电的形式多种多样，如图是几种常见的交变电流的图像。 学生用书第64页 关于交变电流，下列说法正确的是(　　) A．变化的电流，一定不是直流电 B．大小不变的电流，一定是恒定电流 C．方向变化的电流是交变电流 D．方向变化的电流不一定是交变电流 C　[大小变化，方向不变的电流是直流电，故选项A错误；大小不变的电流，如果方向变化，就不是恒定电流，故选项B错误；交变电流是指方向随时间变化的电流，不管其大小是否变化，只要方向变化就是交变电流，故选项C正确，D错误。] (2022·广东东莞光明中学开学考试)下列各选项所示的几种电流随时间变化的图线中，不属于交变电流的是(　　) C　[判断电流是交流电还是直流电，就看方向是否随时间做周期性变化。选项C中，尽管电流大小随时间变化，但因其方向不变，所以是直流电。] 规律方法 (1)区分直流电和交流电的关键是看其方向是否变化：①方向不变→直流电流； ②大小和方向都不变→恒定直流； ③方向随时间做周期性变化→交变电流。 (2