第3章 第2节 交变电流的描述-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册五维课堂同步Word教案（人教版2019）

第2节　交变电流的描述

[知识梳理]

知识点一　周期和频率

1．物理意义：描述交变电流  变化快慢  的物理量．

2．周期：交变电流完成一次  周期性变化  所需的时间，用T表示，单位是秒(s)．

3．频率：交变电流完成  周期性变化  的次数与所用时间之比，用f表示，单位是  赫兹  (Hz)．

4．ω、T、f的关系：T＝或f＝ , ω＝  2πf  .

知识点二　峰值和有效值

1．峰值

(1)意义：用来表示电流的  强弱  和电压的  高低  ．

(2)应用：电容器所能承受的电压要  高于  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相同的  电阻  ，如果它们在交变电流的一个周期内产生的热量  相等  ，则这个恒定电流的电流I、电压U，叫作这一交变电流的有效值．

(2)应用

①交流用电设备上所标的  额定  电压和  额定  电流；

②交流电压表测量的  数值  ；

③无特别说明时提到的  交变电流  的数值．

3．正弦式交变电流峰值和有效值的关系：I＝    ，U＝    .

知识点三　正弦式交变电流的公式和图像

1．公式描述：已知交变电流的周期T或频率f，又知电压的有效值或峰值，可表示为

u＝Umsint＝  Usint 

2．图像描述：以电压随时间变化为例，图像如图所示．

正弦式交变电流u­t图像

[基础自测]

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)我国民用交变电流的照明电压为220 V和动力电压为380 V都是指有效值．(  √  )

(2)关系式I＝ 和U＝ 适用于任意的交变电流．(  ×  )

(3)交流电的有效值是指相同时间内，产生相同热量的直流电的值．(  ×  )

2．我国民用交变电流的周期T＝0.02 s，频率是多少？电流方向每秒钟改变多少次？

提示　我国工农业生产和生活所用的交变电流频率是50 Hz，电流方向每秒改变100次．

3．正弦式交变电流的图像一定是正弦函数曲线吗？

提示　不一定，根据计时起点不同，也可能是余弦函数曲线．

 

　　

对交变电流有效值的理解和计算

◆[探究导引]

　现在的调光台灯、调速电风扇，多是用可控硅电子元件来实现的．图示是经过一个双

向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，如图所示的交变电流是正弦式交变电流吗？如何求得该交流电压的有效值？

提示　不是正弦式交变电流．根据电流的热效应即可求得有效值．

◆[探究归纳]

1．计算有效值的两种方法

(1)若按正(余)弦规律变化的交变电流，可利用交变电流的有效值与峰值的关系求解，即E＝，U＝，I＝.

(2)对于非正弦式交变电流，必须根据有效值的定义进行计算．

第一步：计算交变电流在一个周期内产生的热量Q；

第二步：将热量Q用相应的物理量的有效值表示Q＝I2RT或Q＝T；

第三步：代入数值，求解有效值．

2．几种常见电流有效值的计算

[例1]　如图所示为一交变电流的图像，则该交变电流的有效值为(　　)