3.2 交变电流的描述（第二课时）课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第三章 交变电流 第2节 交变电流的描述 新教材人教版 物理（高中选择性必修第二册） 第二课时 由于交变电流在时刻发生变化，我们可以采用哪些方法形象描述交变电流变化规律？ 详细描述交变电流 图像 公式 三、正弦式交变电流的公式和图像 写出以下两种情况下交流电的表达式 甲 乙 例7.某一电子设备所加正弦式交流电的电压随时间变化规律如图所示，则 A.交流电的频率为50 Hz B.交流电压的有效值为 C.交流电压瞬时值表达式为u＝100cos 25t (V) D.此交流电压不可以直接加在耐压值为80 V的电容器两端 √ 三、正弦式交变电流的公式和图像—例题 例8.(正弦式交变电流的图像)电阻R1、R2与交流电源按照图甲方式连接, R1=10 Ω,R2=20 Ω。合上开关S后,通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A.通过R1的电流有效值是1.2 A B.R1两端的电压有效值是6 V 答案:B 电 阻 器 电 感 器 电 容 器 电阻器（R）：限流的元件 电容器( C )：容纳电荷的元件 电感器( L )：将电能转化为磁场能而存储起来的元件 电阻器、电容器和电感器对直流、交流电有何作用？ 四、电感器和电容器对交变电流的作用—元件 问题：直流电源电动势与交变电源电动势有效值相等，内阻相同；灯泡和电感器均相同。接直流电时，有电感器和无电感器灯泡的亮度是否相同？接直流电和交流电，灯泡的亮度是否相同？ L S E 图甲：电感器对直流电作用 图乙：电感器对交流电作用 L S u 1.电感器对交变电流的作用 1.实验装置及视频 ①接通直流，灯泡亮度几乎相同。 ②接通交流，串联有线圈的支路灯泡较暗。 ③匝数越多，灯泡越暗。 ④频率越高，灯泡越暗。 2.实验现象 ３.感抗：线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作用叫感抗。 线圈的自感系数和交变电流的频率，电感越大，频率越高，感抗越大． 影响感抗的因素： 实验表明：直流能通过电感器，而电感器阻止交流通过 通直流、阻交流 通低频，阻高频 ４.实际应用： 线圈绕在铁心上,匝数多，感抗大 通直流、阻交流 线圈绕在铁氧体上,匝数少，感抗小 通低频，阻高频 高频扼流圈 低频扼流圈 构造 作用 问题：实验电路如图所示，将双刀双掷开关S分别接到电压相等的直流电源和交流电源上，灯泡谁亮谁暗？ 2.电容器对交变电流的作用 1.实验装置及视频 + - ~ S LA C 5μF 20μF 23μF ①S 接直流电源时，灯泡不亮。 ②S 接交流电源时，灯泡发光。 2.实验现象 实验表明：直流不能通过电容器，而交流能够“通过”电容器。 ３.容抗：电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗，用XＣ表示： 通交流，隔直流； 通高频，阻低频。 电容器的电容和交变电流的频率，电容越小，频率越低，感抗越大． 影响容抗的因素： 绝缘介质 导体 导体 平行板电容器 “通交流”的理解：实际上并无电荷通过，充电和放电表现为交流“通过”电容器（实际没有通过电介质） 频率f 越高 电容C越大 阻碍作用越小 充放电越大、越快 (当交流电压升高时，对电容器充电，有充电电流，而当交流电压降低时，电容器放电，有放电电流) 隔直电容器 后级输入 前级输出 ~ ~ ~ ~ 电容器串联在电路中(C大) 电容器并联在电路中(C小) ４.实际应用： 通交流，隔直流； 旁路电容器 通高频，阻低频。 五、课堂小结 通交流隔直流 通高频阻低频 通直流阻交流 通低频阻高频 对直流、交流均有阻碍作用 在电路 中特点 电容器两极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的反抗作用 由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化 定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞 产生 原因 容抗 感抗 电阻 由电容的大小和交流电的频率f决定 由线圈本身的自感系数和交流电的频率f决定 由导体本身决定，与温度有关 决定因素 电能与电场能往复转化 电能和磁场能往复转化 电能转化为内能 电能的转化 特别提醒：电感、电容接到交流电源上时，电能与磁场能或电能与电场能往复转化，所以电感、电容上不会消耗电能，而电流通过电阻时，必然会产生焦耳热，从而造成电能的损耗。 交变电流的描述 周期和频率 正弦式交变电流的公式和图像 峰值和有效值 定义 相互关系 电感器和电容器对交变电流的作用 课堂总结 100 V 解析:从题图乙可以看出,该交变电流的电流最大值