2.交變電流的描述第三單元交變電流1物理觀念：知道交變電流的周期和頻率的概念，理解其物理意義。2科學(xué)思維：理解交變電流的峰值和有效值，會(huì)根據(jù)電流的熱效應(yīng)計(jì)算電流的有效值。3科學(xué)探究：經(jīng)歷根據(jù)電流的熱效應(yīng)推導(dǎo)交變電流有效值的過(guò)程，體會(huì)“等效”的科學(xué)方法。4科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：具有學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲，能主動(dòng)與他人合作，尊重他人，能基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的見解，實(shí)事求是有將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)，勇于探索日常生活有關(guān)的物理問(wèn)題。核

心

素

養(yǎng)矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以產(chǎn)生正弦式交變電流。比較兩次勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程，如果第二次線框轉(zhuǎn)速大于第一次的轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生的交流電會(huì)有哪些不同呢？一、問(wèn)題引入1.周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間。知識(shí)點(diǎn)一、交流電的周期和頻率符號(hào)是T單位為S2.頻率：交變電流一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。符號(hào)是f

單位為Hz3.周期與頻率關(guān)系：互為倒數(shù)。正弦式交變電流一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次。一交變電流的電壓隨時(shí)間的變化圖像如圖所示，這個(gè)交變電流的周期是多少？頻率是多少？1s內(nèi)電流的方向變化多少次？

知識(shí)點(diǎn)一、交流電的周期和頻率知識(shí)點(diǎn)二、峰值和有效值

應(yīng)用：電容器、二極管等元件的擊穿電壓必須高于交變電壓的最大值。絕緣材料的耐壓值必須高于交變電壓的最大值

電容耐壓值（最大值)如果要計(jì)算電功、電熱及其功率時(shí)，是用瞬時(shí)值？最大值？平均值？還是...？如圖所示是通過(guò)一個(gè)R為1Ω的電阻的電流i隨時(shí)間變化的曲線。這個(gè)電流不是恒定電流。1.怎樣計(jì)算通電1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量？2.如果有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過(guò)這個(gè)電阻R，也能在1s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱量，這個(gè)電流是多大？思考與討論

峰值和有效值讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻，如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，而這個(gè)恒定電流的電流與電壓分別為I、U，我們就把I、U叫作這一交變電流的有效值。從有效值的定義看，“有效”指的是電流熱效應(yīng)的等效。RR~等效峰值和有效值知識(shí)點(diǎn)二、峰值和有效值2.有效值：根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)規(guī)定，讓交流電和直流通過(guò)相同阻值的電阻，如果他們?cè)谝粋€(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。有效值的物理意義：描述交流電做功或熱效應(yīng)的物理量～RU～UR依據(jù)：交變電流所產(chǎn)生的熱效果知識(shí)點(diǎn)二、峰值和有效值3．正弦交流電的有效值和最大值的關(guān)系

只適用與正弦交流電(1)計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電動(dòng)率、電熱等)；(2)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的一般是有效值；(3)保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值；(4)電表的讀數(shù)為有效值保險(xiǎn)絲的熔斷電流是指有效值交流用電設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓和額定電流是指有效值交流電壓表、電流表測(cè)量的數(shù)值是指有效值峰值和有效值

例題1.如圖甲所示，標(biāo)有“220V

40W”的燈泡和標(biāo)有“20μF

300V”的電容器并聯(lián)到交流電源上，

為理想交流電壓表，交流電源的輸出電壓如圖乙所示，下列判斷正確的是B.斷開開關(guān)時(shí)燈泡恰好正常發(fā)光C.開關(guān)閉合時(shí)電容器不可能被擊穿典例精析

√典例精析

例題2.通過(guò)某用電器的電流和時(shí)間的關(guān)系圖像如圖所示(前半個(gè)周期為正弦波形的

)，則該交變電流的有效值為√補(bǔ)充：交變電流的平均值

用平均電動(dòng)勢(shì)求出的電流和電壓叫做交變電流和交變電壓的平均值

平均值的應(yīng)用：計(jì)算通過(guò)電路導(dǎo)線截面的電荷量練習(xí)1、如圖所示,矩形線圈的匝數(shù)為n，線圈面積為S，線圈內(nèi)阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),外電路電阻為R.在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中,求：(1)通過(guò)電阻R的電量q；(2)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q知識(shí)點(diǎn)三、正弦式交變電流的公式和圖像我們可以采用哪些方法形象描述交變電流變化規(guī)律？詳細(xì)描述交變電流公式圖像若已知電壓、電流最大值分別是Um、Im，周期為T，則正弦式交變電流知識(shí)點(diǎn)三、正弦式交變電流的公式和圖像

例題3.一正弦式交變電流的i－t圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A.在t＝0.4s時(shí)電流改變方向B.該交變電流的周期為0.5sC.該交變電流的表達(dá)式為i＝2cos5πtA√典例精析

知識(shí)點(diǎn)四、電感器、電容器對(duì)交變電流的影響

電感器對(duì)交變電流的影響通低頻，阻高頻電容器對(duì)交變電流的影響

通交流，隔直流例4.某同學(xué)在研究電容、電感對(duì)恒定電流與交變電流的影響時(shí)，采用了如圖所示的電路，其中L1、L2是兩個(gè)完全相同的燈泡，已知把開關(guān)置于3、4時(shí)，電路與交流電源接通，穩(wěn)定后的兩個(gè)燈泡發(fā)光亮度相同，則該同學(xué)在如下操作過(guò)程中能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是（）典例精析

A．當(dāng)開關(guān)置于1、2時(shí)，穩(wěn)定后L1、L2兩個(gè)燈泡均發(fā)光且亮度相同B．當(dāng)開關(guān)置于1、2時(shí)，穩(wěn)定后L1、L2兩個(gè)燈泡均發(fā)光，且L1比L2亮C．在開關(guān)置于3、4的瞬間，L1立即發(fā)光，而L2亮度慢慢增大D．當(dāng)開關(guān)置于3、4時(shí)，穩(wěn)定后，若