3.2交变电流的描述 导学案 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

物理选必二 第一章安培力与洛伦兹力 自学探究学案 学习内容：3.2交变电流的描述 主备: 闲云 时间 ： 1月6日 班 级 姓名 教学目标-科学素养 物理观念：1. 知道交变电流的周期、频率的含义，以及与线圈转动的角速度的关系． 2．理解交变电流的有效值的定义及意义．并会计算某些交变电流的有效值。 3. 能区分交变电流的峰值、瞬时值、有效值和平均值的物理意义，知道上述“四值”的应用范围。 科学思维：培养学生运用等效代替的思维方法计算某些交变电流的有效值。 科学探究: 引导学生探究非正弦交流电的。 科学态度与价值观：引导学生联系交流电在实际生活中的广泛应用，激发学生学习的积极性。 自主学习（认真阅读课本，独立思考，相信你一定行﹗） 一．周期和频率 （1）周期：交变电流完成 变化所需的时间。用___表示，单位是____． （2）频率：交变电流在1 s内完成周期性变化的 ，用 表示，单位是 . （3）周期和频率的关系：T＝________或f＝________. （4）正弦式电流的周期和频率的决定因素是发电机转子转动的角速度ω．二者与ω的关系分别是T＝_______________，f＝__________________ 二.峰值 （1）定义：交变电流在一个周期内所能达到的 称峰值，用符号Um、Im表示． （2）最大值所处位置：当线圈平面与磁感线 时，交流电动势或电流处于最大值． （3）大小：Em＝ ，Im＝______________，Um＝ ． 说明：把电容器接入交流电路时，要知道电压的 值，若峰值____于电容器承受的电压，电容器可能被击穿．电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值． 三．有效值 （1）思考与讨论 如图所示电流I通过一个R=1Ω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？ ②如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R也能在1s内产生同样 的热量，这个电流是多大？ （2）有效值：让交流与恒定电流分别通过______的电阻，如果它们在______的时间内（交流的一个周期内）产生的________相等，则这个恒定电流I（恒定电压U）就是这个交流的__________． (3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系 E＝________. 强调： 1．任何电流都有有效值，但上述关系只限于________________，对其他形式的交变电流并不适用。需按定义计算。 2．交流用电器的额定电压和额定电流指的是________________。 3．交流电流表和交流电压表的读数是有效值。 4．在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的________________。 5.叙述中没有特别加以说明的交流的值为 值． 四．平均值： （1）思考与讨论 如图所示电流I通过一个R=1Ω的电阻。它不是恒定电流。 1 怎样计算通电0-0.5s内通过电阻R的电量？ 2 如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R也能在0.5s内通过同样 的电量，这个电流是多大？ （2）平均值： ①定义：让交流与恒定电流分别通过______的电阻，如果它们在______的时间内（交流的一个周期内）通过的________相等，则这个恒定电流I（恒定 电压U）就是这个交流的__________．（交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值.） ②表达式： ＝ (3) 平均电流与平均电动势的关系: = ＝n 强调：1．平均电流是为了计算电量方便而定义的。求通过用电器的电量用平均值，不能用有效值。q＝Δt 2．求热量只能用电流的有效值而不能用电流的平均值 3. 交流用电器的额定电压和额定电流指的是_________，而不是_________。 4．交流电流表和交流电压表的读数是_________，而不是_________。 五.最大值、有效值和平均值的应用 1 求电功、电热、平均电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时,要用有效值值计算 2 求一段时间内通过导体横截面的电量时要用平均值 3 在考虑电容器的耐压值时,则应根据交流电的最大值 六．正弦式交变电流的公式和图像（瞬时值） 为精确、详细描述交变电流随时间的变化情况，可以采用 公式和图像两种方式，并且两种方式可以相互转化。 （1）．正弦式交变电流的图像： （2）．正弦式交变电流的瞬时电压 七、交流电四值的比较和应用 物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsin ωt