资源简介 第1节 交变电流的特点(分值:100分)选择题1~9题,每小题8分,共72分。对点题组练题组一 交变电流的特点1.(多选)下列关于交变电流和直流电流的说法中,正确的是 ( )如果电流大小做周期性变化,则一定是交变电流直流电流的大小可以变化,但方向一定不变交变电流一定是按正弦规律变化的交变电流的最大特征是电流的方向发生周期性的变化2.如图所示,其中不表示交变电流的是 ( )A BC D题组二 交变电流的最大值和有效值3.下列说法正确的是 ( )使用交流电的电器设备所标示的额定电压、额定电流的数值均为最大值用交流电流表和交流电压表测得的数值是最大值照明电路电压为220 V指的是有效值所有交变电流的有效值和最大值之间均存在E=,U=和I=的关系4.如图表示一交变电流随时间而变化的图像,此交变电流的有效值是 ( )5 A 5 AA 3.5 A5.通过一阻值R=100 Ω的电阻的交变电流如图所示,其周期为1 s。电阻两端的电压的有效值为 ( )12 V 4 V15 V 8 V6.(多选)一正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知 ( )该交变电流的电压有效值为100 V该交变电流的频率为25 Hz该交变电流的电压有效值为100 V若将该交流电压加在阻值R=100 Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率为50 W7.(2024·福建三明市期中)如图所示为一交流电通过一电子元件后的波形图,曲线部分为正弦式交变电电流的一部分,则下列说法正确的是 ( )这是一种交变电流电流的变化周期为0.03 s电流通过100 Ω的电阻时,电功率为300 W图中电流的有效值为 A8.(多选)如图所示为通过电阻阻值为R的交变电流随时间变化的图像。每个周期T内,前的电流恒定,后的电流按正弦规律变化。则 ( )交变电流的有效值为交变电流的有效值为0~3t0时间内电阻R产生的焦耳热为Rt00~3t0时间内电阻R产生的焦耳热为Rt0综合提升练9.(多选)利用半导体二极管的单向导电性,可以对交变电流进行整流,将交流电变为直流电,一种简单的整流电路如图甲所示,ab为交变电流信号输入端,D为半导体二极管,R为定值电阻。信号输入后,电阻R两端输出的电压信号如图乙所示(图中曲线为正弦曲线的一部分),则关于该输出信号,下列说法正确的是 ( )频率为100 Hz电压有效值为50 V若将一个标有“90 V 30 μF”的电容器并联在电阻R两端,电容器可以正常工作若电阻R=10 Ω,则1 min内R产生的热量为1.5×104 J10.(12分)(2024·陕西延安一中期中)在垂直磁场方向的平面内有一边长L=6 cm、电阻R=0.36 Ω的正方形金属线框,磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示。求:(1)(6分)在0~3 s内和3~5 s内线框中感应电流的大小;(2)(6分)线框中感应电流的有效值I。培优加强练11.(16分)如图甲所示,由均匀电阻丝做成的正方形单匝线圈的电阻为R,边长为l,线圈以恒定速度v垂直穿过匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,宽度为2l。从cd进入磁场开始计时,针对线圈穿过磁场的过程,完成下列问题:(1)(5分)求线圈进入磁场的过程中感应电流的大小;(2)(5分)在图乙中画出线圈穿过磁场的过程中ad边的电压Uad随时间变化的图像,标明图线关键位置的坐标值;(3)(6分)若图乙中的电压Uad的变化与某交变电压一个周期的变化情况相同,求该交变电压的有效值。第1节 交变电流的特点1.BD [直流电流的特征是电流的方向不变,电流的大小可以改变,交变电流的特征是电流的方向随时间改变,交变电流有多种形式,正弦式交变电流只是交变电流中最基本、最简单的一种。选项B、D正确。]2.C [A、B、D中电流i的方向发生了周期性变化,是交变电流,C中电流方向不变,是直流电流,故C正确。]3.C [使用交流电的电器设备所标示的额定电压、额定电流的数值均为有效值,故A错误;用交流电流表和交流电压表测得的数值是有效值,故B错误;照明电路电压为220 V指的是有效值,故C正确;正弦式交变电流的有效值和最大值之间存在E=、U=和I=的关系,其他交流电一般不满足此关系,故D错误。]4.B [根据有效值的概念可知IR+IR=I2RT,又I1=4A,I2=3A,解得I=5 A,故B正确。]5.B [根据电流的热效应有IRt1×2+IRt2×2=I2RT,又I1=0.1 A,t1=0.4 s,I2=0.2 A,t2=0.1 s,T=1 s,则流过电阻的电流的有效值I=A,则电阻两端的电压的有效值为U=IR=4 V,故B正确。]6.BD [由题图可看出该交变电流的电压最大值为Um=100 V,所以电压有效值为U==50 V,选项A、C错误;周期T=4×10-2 s,频率f==25 Hz,选项B正确;电阻消耗的功率P==50 W,选项D正确。]7.D [该电流方向不变,所以不是交变电流,故A错误;电流的变化周期为0.015 s,故B错误;设图中电流的有效值为I,根据电流的热效应有I2RT=2R·+2R·,解得I=A,故D正确;电流通过100 Ω的电阻时,电功率为P=I2R= W,故C错误。]8.AD [有效值是根据电流的热效应来规定的,由图像可知,交流电的周期为2t0;取一个周期进行分析,0~t0是恒定电流I0,则有效值等于I0,t0~2t0是正弦式交变电流,则有效值等于,则在0~2t0内,产生的热量为Q=IRt0+Rt0=I2R·2t0,解得I=,故A正确,B错误;0~3t0时间内电阻R产生的焦耳热为Q′=I2R·2t0+IRt0=IRt0,故C错误,D正确。]9.BD [由题图乙可知,该电压的周期为0.02 s,频率为50 Hz,A错误;由电流的热效应知,一个周期内电阻产生的热量×0.01 s=×0.02 s,故电压有效值为50 V,B正确;电容器两端的瞬时电压不应超过标称电压,故C错误;电阻R产生的热量应使用电压的有效值进行计算,故产生的热量为Q=t=1.5×104 J,D正确。]10.(1)2×10-5A 3×10-5A (2)×10-5A解析 (1)由题可知磁场呈周期变化,由法拉第电磁感应定律有E==L2,I=在0~3 s,代入数据,解得I1=2×10-5A在3 s~5 s,代入数据,解得I2=3×10-5A。(2)结合(1)问,可得电流随时间的图像为所以其有效值为IRt1+IRt2=I2Rt解得I=×10-5A。11.(1) (2)图像见解析 (3)Blv解析 (1)感应电动势E=Blv感应电流I=解得I=。(2)线圈穿过磁场的过程中ad边的电压Uad随时间变化的图像如图所示。(3)取一个周期,由电流的热效应相同,则·=··2,可得U=Blv。第1节 交变电流的特点学习目标 1.知道交变电流的定义,能够区分直流电流和交变电流。2.了解描述交变电流的物理量,知道周期、频率、峰值和有效值的概念和物理意义。3.能够根据电流的热效应计算交变电流的有效值。知识点一 交变电流的特点用示波器或电压传感器先观察电池供给的电压的波形,再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。这两种波形各有什么特点?INCLUDEPICTURE"W417.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\课件\\同步\\2025(春)物理 选择性必修 第二册 鲁科版\\学生word文档\\W417.TIF" \* MERGEFORMATINET 一、直流电流和交变电流1.恒定电流:________和________都不随时间变化的电流。2.直流电流:________不随时间变化的电流。3.交变电流:大小和________随时间做________变化的电流。二、交变电流的周期和频率1.周期交变电流完成一次____________变化所需要的时间,称为交变电流的周期,用符号________表示。2.频率交变电流在一段时间内完成____________变化的次数与这段时间之比称为交变电流的频率,用符号________表示。3.周期和频率的关系:T=________。4.正弦式交变电流电流的大小和方向随时间按________规律变化,这种电流被称为正弦式交变电流,简称正弦交流电。【思考】 交变电流的大小是否一定变化?它与直流的最大区别是什么? 例1 (多选)(鲁科版教材P61节练习2改编)下列图像描述的电流属于交变电流的是( )听课笔记 INCLUDEPICTURE"归纳提升.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\课件\\同步\\2025(春)物理 选择性必修 第二册 鲁科版\\学生word文档\\归纳提升.tif" \* MERGEFORMATINET交变电流的特点(1)交变电流最主要的特点是方向随时间做周期性变化。(2)交变电流虽然有方向,但它是标量,遵循代数运算法则。(3)交变电流的波形不一定是曲线,也不能认为凡是波形是曲线的电流就一定是交变电流。 例2 (多选)关于正弦式交变电流的周期和频率,下列说法正确的是( )A.正弦式交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期的一半B.1 s内正弦式交变电流出现最大值的次数等于频率C.正弦式交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍D.50 Hz的正弦式交变电流,其周期等于0.05 s听课笔记 知识点二 交变电流的最大值和有效值如图甲所示为电容器,如图乙所示为保险丝管,请思考:(1)将电容器接在交流电路上,要保证电容器正常工作,需要考虑交变电流的哪一个值?(2)若保证保险丝管正常使用,应考虑交变电流的哪一个值? 1.交变电流的最大值交变电压和电流能达到的最大值又称________,交变电流的电流和电压的峰值分别用Im和Um表示。2.交变电流的有效值让恒定电流和交变电流分别通过____________的电阻,如果它们在________________内产生的________相等,就把该恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值。同样,交变电压的有效值也可用这种方法来确定。交变电流的电流、电压的有效值分别用I、U表示。3.对有效值的理解(1)“有效”是指电流的热效应等效,要注意交变电流与恒定电流的效果相同是指使相同电阻在相同时间内产生的热量相等。(2)如果没有特别说明,交变电流的电压、电流,用电器设备上标出的额定电压、额定电流,交流电表测量的数值,都是指有效值。4.正弦式交变电流的有效值和峰值的关系是U==0.707Um,I==0.707Im。5.生活中交变电流的有效值和最大值(1)交流用电设备上所标的____________和____________是有效值;________________和________________的示数是有效值;交变电流的数值在无特别说明时都指____________。(2)电容器上标称的耐压值对应交变电压的____________。【思考】1.交变电流的峰值总是有效值的倍吗? 2.如图是通过一个R=1 Ω的电阻的电流i随时间t变化的图像。INCLUDEPICTURE"C222.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\课件\\同步\\2025(春)物理 选择性必修 第二册 鲁科版\\学生word文档\\C222.TIF" \* MERGEFORMATINET(1)试计算0~1 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1 s内产生同样的热量,这个电流是多大? 角度1 交变电流有效值的计算例3 (2024·浙江嘉兴五中期中)如图,是一交变电流的电流随时间的变化图像,其中电流正值为正弦曲线的正半周。则该交变电流的电流有效值为( )A.10 A B.5 AC.15 A D.5 A听课笔记 INCLUDEPICTURE"方法点拨.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\课件\\同步\\2025(春)物理 选择性必修 第二册 鲁科版\\学生word文档\\方法点拨.tif" \* MERGEFORMATINET有效值的两种计算方法(1)特殊值法:若按正(余)弦规律变化的电流,可利用正弦式交变电流的有效值与峰值间的关系求解,即U=,I=。(2)定义法:当电流是非正弦式交变电流时,必须根据有效值的定义求解。 角度2 交变电流最大值和有效值例4 如图甲所示,标有“220 V 40 W”的灯泡和标有“20 μF 300 V”的电容器并联到交流电源上,为理想交流电压表,交流电源的输出电压如图乙所示,下列判断正确的是( )A.断开开关,t=时刻,的示数为零B.断开开关时灯泡恰好正常发光C.开关闭合时电容器不可能被击穿D.断开开关,的示数保持220 V不变听课笔记 随堂对点自测1.(交变电流的特点)下列i-t图像中表示交变电流的是( )2.(交变电流的最大值和有效值)(2024·北京西城区高二期末)两个完全相同的电热器分别通以图甲、乙所示的交变电流。两电热器的电功率之比为( )A.1∶ B.5∶4C.3∶4 D.3∶23.(交变电流的最大值和有效值)在如图乙所示的电路中,通入如图甲所示的交变电流,横轴上、下方的图线均属于正弦曲线的一部分,电阻R的阻值为20 Ω,两电表均为理想交流电表,下列说法正确的是( )A.电压表的示数为10 VB.交流电的频率为50 HzC.电流表的示数为2 AD.电阻R在一个周期内产生的热量为0.3 J第1节 交变电流的特点知识点一导学提示 电池电压的波形是一条平行于t轴的水平直线,说明电压大小、方向不随时间变化;学生电源交流挡电压的波形是一条正弦曲线,说明学生电源交流挡的电压大小、方向随时间做周期性的变化。知识梳理一、1.大小 方向 2.方向 3.方向 周期性二、1.周期性 T 2.周期性 f 3. 4.正弦[思考] 提示 交变电流的大小不一定变化,如方波形电流,它与直流的最大区别是方向随时间做周期性变化。例1 AD [B、C电流的方向没有发生变化,属于直流电流,而A、D电流的方向发生周期性变化,属于交变电流,故A、D正确。]例2 AC [根据频率的定义知,选项B错误;在一个周期内,正弦式交变电流会出现正向和负向最大值各一次,相邻两个最大值的时间间隔为半个周期,选项A正确;正弦式交变电流在一个周期内方向改变两次,即方向变化的频率为正弦式交变电流频率的2倍,选项C正确;由T== s=0.02 s知,选项D错误。]知识点二导学提示 (1)交变电流的最大值。(2)交变电流的有效值。知识梳理1.峰值2.阻值相等 相同的时间 热量5.(1)额定电压 额定电流 交流电流表 交流电压表 有效值 (2)最大值[思考]1.提示 不是,只有正弦式交变电流的峰值是有效值的倍。2.提示 (1)Q=IRt1+IRt2=42×1×0.5 J+22×1×0.5 J=10 J。(2)根据交变电流有效值的定义可得I2Rt=Q,解得I= A。例3 D [设交流电的有效值为I,则由有效值的概念可知2R·+(10 A)2·R·=I2RT,解得I=5 A,故D正确。]例4 B [INCLUDEPICTURE"V.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\课件\\同步\\2025(春)物理 选择性必修 第二册 鲁科版\\学生word文档\\V.TIF" \* MERGEFORMATINET 的示数应是电压的有效值220 V,故选项A、D错误;电源输出电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压,灯泡正常发光,选项B正确;电压的峰值Um=220 V≈311 V,大于电容器能承受的最大电压,故开关闭合时电容器被击穿,选项C错误。]随堂对点自测1.B [根据交变电流的定义可知,方向随时间做周期性变化的电流为交变电流,故B正确。]2.B [根据有效值的定义,甲图有IR·+(I0)2R·=I2RT解得有效值为I=I0乙图为正弦交流电,电流有效值为I′=通过两电热器的电流有效值之比为I∶I′=∶2根据功率公式P=I2R得P1∶P2=I2∶I′2=5∶4,故选项B正确。]3.A [由图可知,该交流电前周期为正弦交流电,最大值为10 V,则有效值为10 V;该交流电后周期仍然为正弦交流电,最大值为10 V,则有效值为10 V,所以该交变电流的有效值为10 V,电压表的示数为该有效值,则电压表的示数为10 V,故A正确;根据图甲可知交流电的周期为3×10-2s,则频率为f== Hz= Hz,故B错误;根据上述可知,通过定值电阻R的电流为I== A=0.5 A,故C错误;电阻R在一个周期内产生的热量为Q=I2RT=0.52×20×3×10-2 J=0.15 J,故D错误。](共47张PPT)第1节 交变电流的特点第3章 交变电流与远距离输电1.知道交变电流的定义,能够区分直流电流和交变电流。2.了解描述交变电流的物理量,知道周期、频率、峰值和有效值的概念和物理意义。3.能够根据电流的热效应计算交变电流的有效值。学习目标目 录CONTENTS知识点01随堂对点自测02课后巩固训练03知识点1知识点二 交变电流的最大值和有效值知识点一 交变电流的特点知识点一 交变电流的特点用示波器或电压传感器先观察电池供给的电压的波形,再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。这两种波形各有什么特点?提示 电池电压的波形是一条平行于t轴的水平直线,说明电压大小、方向不随时间变化;学生电源交流挡电压的波形是一条正弦曲线,说明学生电源交流挡的电压大小、方向随时间做周期性的变化。一、直流电流和交变电流1.恒定电流:______和______都不随时间变化的电流。2.直流电流:______不随时间变化的电流。3.交变电流:大小和______随时间做________变化的电流。大小方向方向方向周期性二、交变电流的周期和频率1.周期交变电流完成一次________变化所需要的时间,称为交变电流的周期,用符号____表示。2.频率交变电流在一段时间内完成________变化的次数与这段时间之比称为交变电流的频率,用符号f表示。周期性T周期性正弦【思考】交变电流的大小是否一定变化?它与直流的最大区别是什么?提示 交变电流的大小不一定变化,如方波形电流,它与直流的最大区别是方向随时间做周期性变化。例1 (多选)(鲁科版教材P61节练习2改编)下列图像描述的电流属于交变电流的是( )AD解析 B、C电流的方向没有发生变化,属于直流电流,而A、D电流的方向发生周期性变化,属于交变电流,故A、D正确。交变电流的特点(1)交变电流最主要的特点是方向随时间做周期性变化。(2)交变电流虽然有方向,但它是标量,遵循代数运算法则。(3)交变电流的波形不一定是曲线,也不能认为凡是波形是曲线的电流就一定是交变电流。 例2 (多选)关于正弦式交变电流的周期和频率,下列说法正确的是( )A.正弦式交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期的一半B.1 s内正弦式交变电流出现最大值的次数等于频率C.正弦式交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍D.50 Hz的正弦式交变电流,其周期等于0.05 sAC知识点二 交变电流的最大值和有效值如图甲所示为电容器,如图乙所示为保险丝管,请思考:(1)将电容器接在交流电路上,要保证电容器正常工作,需要考虑交变电流的哪一个值?(2)若保证保险丝管正常使用,应考虑交变电流的哪一个值?提示 (1)交变电流的最大值。(2)交变电流的有效值。1.交变电流的最大值交变电压和电流能达到的最大值又称______,交变电流的电流和电压的峰值分别用Im和Um表示。2.交变电流的有效值让恒定电流和交变电流分别通过__________的电阻,如果它们在____________内产生的______相等,就把该恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值。同样,交变电压的有效值也可用这种方法来确定。交变电流的电流、电压的有效值分别用I、U表示。峰值阻值相等相同的时间热量3.对有效值的理解(1)“有效”是指电流的热效应等效,要注意交变电流与恒定电流的效果相同是指使相同电阻在相同时间内产生的热量相等。(2)如果没有特别说明,交变电流的电压、电流,用电器设备上标出的额定电压、额定电流,交流电表测量的数值,都是指有效值。5.生活中交变电流的有效值和最大值(1)交流用电设备上所标的__________和__________是有效值;____________和____________的示数是有效值;交变电流的数值在无特别说明时都指________。(2)电容器上标称的耐压值对应交变电压的________。额定电压额定电流交流电流表交流电压表有效值最大值【思考】2.如图是通过一个R=1 Ω的电阻的电流i随时间t变化的图像。(1)试计算0~1 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1 s内产生同样的热量,这个电流是多大?D角度1 交变电流有效值的计算例3 (2024·浙江嘉兴五中期中)如图,是一交变电流的电流随时间的变化图像,其中电流正值为正弦曲线的正半周。则该交变电流的电流有效值为( )B随堂对点自测2B1.(交变电流的特点)下列i-t图像中表示交变电流的是( )解析 根据交变电流的定义可知,方向随时间做周期性变化的电流为交变电流,故B正确。B2.(交变电流的最大值和有效值)(2024·北京西城区高二期末)两个完全相同的电热器分别通以图甲、乙所示的交变电流。两电热器的电功率之比为( )A3.(交变电流的最大值和有效值)在如图乙所示的电路中,通入如图甲所示的交变电流,横轴上、下方的图线均属于正弦曲线的一部分,电阻R的阻值为20 Ω,两电表均为理想交流电表,下列说法正确的是( )A.电压表的示数为10 VB.交流电的频率为50 HzC.电流表的示数为2 AD.电阻R在一个周期内产生的热量为0.3 J课后巩固训练3BDA.如果电流大小做周期性变化,则一定是交变电流B.直流电流的大小可以变化,但方向一定不变C.交变电流一定是按正弦规律变化的D.交变电流的最大特征是电流的方向发生周期性的变化对点题组练题组一 交变电流的特点1.(多选)下列关于交变电流和直流电流的说法中,正确的是( )解析 直流电流的特征是电流的方向不变,电流的大小可以改变,交变电流的特征是电流的方向随时间改变,交变电流有多种形式,正弦式交变电流只是交变电流中最基本、最简单的一种。选项B、D正确。C2.如图所示,其中不表示交变电流的是( )解析 A、B、D中电流i的方向发生了周期性变化,是交变电流,C中电流方向不变,是直流电流,故C正确。C题组二 交变电流的最大值和有效值3.下列说法正确的是( )A.使用交流电的电器设备所标示的额定电压、额定电流的数值均为最大值B.用交流电流表和交流电压表测得的数值是最大值C.照明电路电压为220 V指的是有效值B4.如图表示一交变电流随时间而变化的图像,此交变电流的有效值是( )B5.通过一阻值R=100 Ω的电阻的交变电流如图所示,其周期为1 s。电阻两端的电压的有效值为( )BD6.(多选)一正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知( )D7.(2024·福建三明市期中)如图所示为一交流电通过一电子元件后的波形图,曲线部分为正弦式交变电电流的一部分,则下列说法正确的是( )ADBDA.频率为100 HzB.电压有效值为50 VC.若将一个标有“90 V 30 μF”的电容器并联在电阻R两端,电容器可以正常工作D.若电阻R=10 Ω,则1 min内R产生的热量为1.5×104 J综合提升练9.(多选)利用半导体二极管的单向导电性,可以对交变电流进行整流,将交流电变为直流电,一种简单的整流电路如图甲所示,ab为交变电流信号输入端,D为半导体二极管,R为定值电阻。信号输入后,电阻R两端输出的电压信号如图乙所示(图中曲线为正弦曲线的一部分),则关于该输出信号,下列说法正确的是( )10.(2024·陕西延安一中期中)在垂直磁场方向的平面内有一边长L=6 cm、电阻R=0.36 Ω的正方形金属线框,磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示。求:(1)在0~3 s内和3~5 s内线框中感应电流的大小;(2)线框中感应电流的有效值I。培优加强练11.如图甲所示,由均匀电阻丝做成的正方形单匝线圈的电阻为R,边长为l,线圈以恒定速度v垂直穿过匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,宽度为2l。从cd进入磁场开始计时,针对线圈穿过磁场的过程,完成下列问题:(1)求线圈进入磁场的过程中感应电流的大小;(2)在图乙中画出线圈穿过磁场的过程中ad边的电压Uad随时间变化的图像,标明图线关键位置的坐标值;(3)若图乙中的电压Uad的变化与某交变电压一个周期的变化情况相同,求该交变电压的有效值。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第1节 交变电流的特点 练习(含答案).docx 第1节 交变电流的特点.doc 第1节 交变电流的特点.pptx