发布时间 : 星期一 文章高中物理第3章交变电流第1节交变电流的特点教学案鲁科版2更新完毕开始阅读20fc93b19c3143323968011ca300a6c30c22f184
第1节交变电流的特点
1.大小和方向随时间做周期性变化的电流是交变电流。 2．周期(频率)描述交变电流随时间变化的快慢，一个周期内交变电流的方向改变2次，我国工农业生产和生活用电的频率是50 Hz。
3．有效值根据电流的热效应定义和计算，正弦交流电最大值是有效值的2倍，即Em＝2E、Um＝2U、Im＝2I。
一、恒定电流和交变电流的比较 1．恒定电流
大小和方向都不随时间变化的电流是恒定电流(如图3-1-1甲)。 2．交变电流
大小和方向随时间做周期性变化的电流是交变电流(如图3-1-1乙)。
图3-1-1
二、交变电流的周期和频率 1．交变电流的周期和频率的比较
定义 单位 作用 我国交 变电流 周期(T) 交变电流完成1次周期性变化所需的时间 s(秒) 频率(f) 交变电流在1 s内完成周期性变化的次数 Hz(赫兹) 表示交变电流变化的快慢 0.02 s 50 Hz 1 / 11
联系
2.正弦式交变电流
T＝(或f＝) fT11大小和方向随时间按正弦规律变化的电流。 三、交变电流的最大值和有效值 1．最大值
交变电流在一个周期内所能达到的最大值叫做交变电流的最大值，又称峰值，以此可以表示交变电流的强弱或电压的高低。交变电流的电流、电压的峰值分别用Im和Um表示。
2．有效值
让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果它们在相同时间内产生的热量相等，则该恒定电流的数值就叫做交变电流的有效值。交变电流的电流、电压的有效值分别用
I、U表示。
3．正弦式交变电流的有效值和最大值的关系
U＝
Um
2
≈0.707Um，I＝
Im
≈0.707Im。
2
1．自主思考——判一判
(1)只要是交变电流，其峰值就是有效值的2倍。(×) (2)家用电器铭牌上标称的电流、电压都是指有效值。(√) (3)电容器的耐压值指的是交变电流的最大值。(√)
(4)我国生活用电的频率是50Hz，这种交变电流的方向在1 s内改变100次。(√) (5)生活用电的电压220 V指有效值，动力用电的电压380 V指峰值。(×) (6)交变电流的有效值是从电流的热效应角度规定的。(√) 2．合作探究——议一议 (1)如何区分直流和交流？
提示：区分直流和交流的依据，就是看电流的方向是否随时间变化。 (2)实验室用的打点计时器，其打点周期为什么等于0.02 s?
提示：我国工农业生产和生活用电的频率是50Hz，周期为0.02 s，打点计时器的打点周期等于交变电流的周期，所以等于0.02 s。
(3)让交变电流和恒定电流通过电阻，经过一段时间后产生的热量相等，这一恒定电流的数值等于这一交流电的有效值吗？
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提示：不一定。根据有效值的定义，要满足“三同”：即相同的电阻，相同的时间，产生的热量相同，在以上三个条件同时满足的情况下，恒定电流的数值才等于交变电流的有 效值。
交变电流与直流电
交变电流与直流电的辨析
1．交变电流的方向随时间变化，而直流电的方向不随时间变化。另外，交变电流的大小可以不变，如矩形脉冲，而直流电的大小可以变化。
2．判断是不是交变电流，至少需在一个周期内观察。如矩形波，该电流在正半周期或负半周期，电流的大小和方向都没有发生变化，但在一个周期或更长的时间内，电流的方向随时间发生变化，所以是交变电流。
3．交变电流的波形不一定是曲线，不能认为凡是波形是曲线的，就一定是交变电流。
1．下列各选项的图像中表示交变电流的是( )
解析：选D B、C两图像中，虽然电流大小随时间做周期性变化，但方向不变，故不是交变电流。A图像中电流的方向没有发生变化，不是交变电流。D图像中，电流的大小、方向随时间均做周期性变化，是交变电流，故选D。
2．(多选)有一交变电流如图3-1-2所示，由此图像可知( )
图3-1-2
A．它的周期是0.8 s B．它的最大值是4 A C．它的有效值是2 A
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D．它的频率是0.8 Hz
解析：选AB 由图像可知周期为0.8 s，频率为1.25 Hz，最大值为4 A，有效值不等于平均值，也不是
交流电有效值与最大值的理解与计算
1．有效值的计算方法
求解交变电流的有效值，通常采用以下两种方法：
(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＝
Im
2
，无法根据图像计算，故C、D错，A、B对。
Em
，U＝，I＝。 222
UmIm
(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；
U2
第二步：将热量Q用相应的物理量的有效值表示Q＝IRT或Q＝T；
R2
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
电流名称 正弦式交变电流 电流图线 有效值 I＝ Im2 正弦半波电流 ImI＝ 2正弦单向脉动电流 I＝ Im2 矩形脉动电流 I＝ Im2 非对称性交变电流 I＝ 12I12＋I22 [特别提醒] 4 / 11