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(共30张PPT)
3.2交变电流的描述
人教版（2019）物理选择性必修第二册
问题导入：
正弦式交变电流的大小和方向都随时间发生周期性变化，那么我们如何描述这种电流的变化特征呢？
i
t
0
核心素养及教学目标
1．知道描述交变电流的峰值、瞬时值、平均值、周期、频率等物理量，并理解这些物理量的意义。知道交变电流的周期、频率、角速度三者间的关系。
2．理解交变电流有效值的含义，会根据有效值的定义求交变电流的有效值。
3．会用正弦式交变电流的公式和图像解决
问题：如图所示的交变电流完成一次周期性变化需要多长时间？在1 s内完成多少次周期性变化？
一、周期和频率
一、周期和频率
①周期：
交变电流完成一次周期性变化所需的时间
符号：T 单位是秒（S）
②频率：
交变电流一秒内完成周期性变化的次数
符号：f 单位是赫兹（Hz）
③关系：
我国生产和生活所用交流电：
周期 T=_____s
频率f=_____Hz
角速度ω=_____rad/s
在1s内电流的方向变化____次
0.02
50
100π
100
一、周期和频率
问题1：如图是通过一个R＝1 Ω的电阻的电流i在一个周期内随时间t变化的图像．
(1)试计算1 s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？
二、峰值和有效值
甲、乙图中电炉烧水，设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同。若直流电源用10分钟把水烧开，而第二次用交流电时也用10分钟把水烧开。
电炉烧水
二、峰值和有效值
（一）、有效值
1、定义：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流的电流与电压分别为 I、U，我们就把 I、U 叫作这一交变电流的有效值。
等效
等效值？
1.有效值：让交流电和恒定电流通过同样的电阻，如果它们在相同时间内，产生热量相等，把恒定电流的值叫交流电的有效值。（抓三同）
2.物理意义：描述交流电做功或热效应的物理量。
（一）、有效值
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？
二、峰值和有效值
（1）解：根据焦耳定律得：
（2）解：根据焦耳定律得：
二、正弦式交流电的有效值与峰值的关系
理论计算表明，正弦交流电的峰值与有效值有以下关系：
（1）电容器上的标称电压值（耐压值）是电容器两极间所允许电压的最大值。
（2）线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值。
二、峰值和有效值
重点说明
1.任何电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，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有效值。
3.交流电流表和交流电压表的读数是有效值，对于交流电若有特殊说明的均指有效值。
4.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
二、峰值和有效值
2.求通过某导体截面的电量一定要用平均值。
峰值（最大值）、有效值、平均值在应用上的区别。
1.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
注意：
三、正弦式交变电流的公式和图像
详细描述交变电流
公式
图像
拓展学习：电感器和电容器对交变电流的作用
1.电阻对直流和交流有相同阻碍作用。
2.电感器:通直流
阻交流
3.电容器:通交流
阻直流
『课堂训练』
1.关于我国家庭照明电路所用的交流电，下列说法正确的
是(　　)
A．电流方向每秒钟改变50次
B．电压表达式为u＝220sin50πt(V)
C．额定电压为220 V的灯泡可以直接接入使用
D．耐压为220 V的电容器可以直接接入使用
C　
2.(2021·天津一中高二下学期期末)如图所示，边长为 20 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈的总电阻为r＝1 Ω，绕垂直于磁感线的OO′轴以120 r/min匀速转动，磁感应强度B＝0.5 T，外电路电阻为R＝9 Ω，求：
(1)线圈在转动过程中，产生的感应电动势的最大值？
(2)由图示位置转90°过程中通过电阻R的电荷量为多少？
(3)交流电压表的示数为多少？
(4)线圈转动一周外力做多少功？
3.如图甲所示为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示。发电机线圈内阻为1 Ω，外接灯泡的电阻为9 Ω恒定不变，则下列说法中正确的为(　　)
C　
4．(2020·西藏拉萨中学高二月考)A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的交变电流，B通以图乙所示的交变电流，则两电热器的电功率之比PA?PB等于(　　)
A　
5．(2021·北京市陈经纶中学高二下学期期中)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像，如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则(　　)
答案：D
课堂小结
1.周期：
交变电流完成一次周期性变化所需的时间
符号：T 单位是秒（S）
2.频率：
交变电流一秒内完成周期性变化的次数。
符号：f 单位是赫兹（Hz）
3.周期与频率的关系：
4.峰值：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值
5.有效值：能量的直流等效
6.有效值与峰值的关系：
7.正弦式交变电流的公式和图像
课后作业：
练习与应用：P57,1,2,3,4,5,6,7
谢谢聆听！

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