2.交变电流的描述第三单元交变电流

1物理观念：知道交变电流的周期和频率的概念，理解其物理意义。2科学思维：理解交变电流的峰值和有效值，会根据电流的热效应计算电流的有效值。3科学探究：经历根据电流的热效应推导交变电流有效值的过程，体会“等效”的科学方法。4科学态度与责任：具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探索日常生活有关的物理问题。核心素养

矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动时，可以产生正弦式交变电流。比较两次匀速转动过程，如果第二次线框转速大于第一次的转速，产生的交流电会有哪些不同呢？一、问题引入

1.周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。知识点一、交流电的周期和频率符号是T单位为S2.频率：交变电流一秒内完成周期性变化的次数。符号是f单位为Hz3.周期与频率关系：互为倒数。正弦式交变电流一个周期内电流方向改变两次。

一交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？1s内电流的方向变化多少次？?知识点一、交流电的周期和频率

知识点二、峰值和有效值????应用：电容器、二极管等元件的击穿电压必须高于交变电压的最大值。绝缘材料的耐压值必须高于交变电压的最大值电容耐压值（最大值)

如果要计算电功、电热及其功率时，是用瞬时值？最大值？平均值？还是...？如图所示是通过一个R为1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。这个电流不是恒定电流。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？思考与讨论

??峰值和有效值

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。从有效值的定义看，“有效”指的是电流热效应的等效。RR~等效峰值和有效值

知识点二、峰值和有效值2.有效值：根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。有效值的物理意义：描述交流电做功或热效应的物理量～RU～UR依据：交变电流所产生的热效果

知识点二、峰值和有效值3．正弦交流电的有效值和最大值的关系???只适用与正弦交流电(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电动率、电热等)；(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值；(3)保险丝的熔断电流为有效值；(4)电表的读数为有效值

保险丝的熔断电流是指有效值交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是指有效值交流电压表、电流表测量的数值是指有效值峰值和有效值

例题1.如图甲所示，标有“220V40W”的灯泡和标有“20μF300V”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典例精析√

典例精析例题2.通过某用电器的电流和时间的关系图像如图所示(前半个周期为正弦波形的)，则该交变电流的有效值为√

补充：交变电流的平均值用平均电动势求出的电流和电压叫做交变电流和交变电压的平均值????平均值的应用：计算通过电路导线截面的电荷量

练习1、如图所示,矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈内阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R.在线圈由图示位置转过90°的过程中,求：(1)通过电阻R的电量q；(2)电阻R上产生的焦耳热Q

知识点三、正弦式交变电流的公式和图像我们可以采用哪些方法形象描述交变电流变化规律？详细描述交变电流公式图像若已知电压、电流最大值分别是Um、Im，周期为T，则正弦式交变电流

知识点三、正弦式交变电流的公式和图像例题3.一正弦式交变电流的i－t图像如图所示。下列说法正确的是A.在t＝0.4s时电流改变方向B.该交变电流的周期为0.5sC.该交变电流的表达式为i＝2cos5πtA√典例精析

知识点四、电感器、电容器对交变电流的影响

电感器对交变电流的影响通低频，阻高频

电容器对交变电流的影响

通交流，隔直流

例4.某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时，采用了如图所示的电路，其中L1、L2是两个完全相同的灯泡，已知把开关置于3、4时，电路与交流电源接通，稳定后的两个灯泡发光亮度相同，则该同学在如下操作过程中能观察到的实验现象是（）典例精析A．当开关置于1、2时，