3.2+交变电流的描述(同步课件)2023-2024学年高二物理(人教版2019选择性必修第二册)
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符号是f 单位为Hz
1
3.关系： T
f
2
2 f
T
思考与讨论
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？
周期和频率
4.我国生产和生活所用交流电：
（1）周期：T=0.02s
（2）频率：f=50Hz
（3）角速度：ω=100π rad/s
（4）在1s内电流的方向变化100次
是大？
i/A
2
1
0
-1
-2
(1)Q交 2I12 Rt1 2I 22 Rt2
(2)Q直 I 2 Rt
0.5
1
t/s
2 12 1 0.2 2 22 1 0.3 2.8J
2.8 I 2 1 1 I 2.8 A
峰值和有效值
2.有效值：让交流和恒定电流分别通过大小相同电阻，如果在交流的一个周期内它们
线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则（ C ）
A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面垂直B．曲线a、b对应的线圈转速之比为
2∶3C．曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为10
V
02
【答案】C【详解】A．线圈位于中性面时，磁通量最大，电动势为零，两次t＝0时
03
04
4．如图所示，线圈面积为S，匝数为N，线圈的电阻、电感均不计，外电路接有电阻
R、理想电流表A和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻
无穷大。下列说法正确的是（ C ）A．图示位置瞬时电流最大
04
刻线圈平面均处于中性面，A错误；B．转速之比等于周期的反比，故该比值为3∶2，
B错误；C．频率为周期的倒数，a的周期为0.04 s，频率为25 Hz，C正确；
03
3．如图所示为一交流电压随时间变化的图象。每个周期内，前三分之一
周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。根据图中数据可得
此交流电压的有效值为（ A ）
2
Im
Im
2
率、热量)
(2)交流电表的测量值
(3)电气设备标注的额定电压、额定
电流
(4)保险丝的熔断电流
计算通过电路横截面的电量：
平均值
交变电流图像中图
线与时间轴所夹
“面积”与时间的比值来自E ntE
I
Rr
q I t n
Rr
01
1．小明家新买一台电视机，他看到的电视机铭牌如图所示，其中“额定
2
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。
峰值和有效值
（2）实际生活中遇到的有效值
电流表读数
电压表读数
峰值和有效值
保险丝熔断电流
用电器工作电压电流
峰值和有效值
3.对最大值和有效值进一步强调说明：
①交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值。
②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。
产生的热量相等，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把这I、U叫做这个交流的有
效值。
通过大小相
同电阻R
恒定电流
在交流电的
一个周期内
Q交 Q直
交流的有效值
为ＩＵ
交流
峰值和有效值
（1）正弦交变电流的最大值为有效值的
2 倍。
Em
Um
E
0.707 Em U
0.707U m
2
2
Im
I
0.707 I m
电压：220V~”指的是交流电压的（ A ） A．有效值
C．平均值 D．最大值
B．瞬时值
01
【答案】A【详解】用电器上所标的电压值与电流值均为有效值，电视
机铭牌上所标的“额定电压220 V”指的是交流电压的有效值。故选A。
02
2．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感
③在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
④保险丝的熔断电流是有效值。
⑤电容器的击穿电压是最大值。
正弦式交变电流的公式和图像
瞬时电压： =
=
=
交变电流的“四值”
名称
瞬时值
物理含义
重要关系
适用情况
交变电流某一时刻的值
峰值和有效值
1、峰值：交变电流的电动势、电流、电压的最大值Em、Im、Um.
表示电流的强弱或电压的高低。
思考与讨论
如图所示通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。它不是恒定电流。
（1）怎样计算通电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
第三章 交变电流
高中物理(人教版2019)选择性必修第二册
CONTENTS
思考与讨论
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？
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。
符号是T 单位为s
2.频率:
交变电流一秒内完成周期性变化的次数。
e＝Emsin ωt
i＝Imsin ωt
分析交变电流在某一时
刻的情况
Em＝NBSω
最大值
最大的瞬时值
Em
Im
Rr
确定用电器的耐压值
交变电流的“四值”
名称
物理含义
跟交变电流的热效
有效值
应等效的恒定、电
动势、电压或电流
值
重要关系
Em
Em
2
适用情况
(1)计算与电流热效应相关的量(如功
Um
Um
1
3.关系： T
f
2
2 f
T
思考与讨论
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？
周期和频率
4.我国生产和生活所用交流电：
（1）周期：T=0.02s
（2）频率：f=50Hz
（3）角速度：ω=100π rad/s
（4）在1s内电流的方向变化100次
是大？
i/A
2
1
0
-1
-2
(1)Q交 2I12 Rt1 2I 22 Rt2
(2)Q直 I 2 Rt
0.5
1
t/s
2 12 1 0.2 2 22 1 0.3 2.8J
2.8 I 2 1 1 I 2.8 A
峰值和有效值
2.有效值：让交流和恒定电流分别通过大小相同电阻，如果在交流的一个周期内它们
线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则（ C ）
A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面垂直B．曲线a、b对应的线圈转速之比为
2∶3C．曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为10
V
02
【答案】C【详解】A．线圈位于中性面时，磁通量最大，电动势为零，两次t＝0时
03
04
4．如图所示，线圈面积为S，匝数为N，线圈的电阻、电感均不计，外电路接有电阻
R、理想电流表A和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻
无穷大。下列说法正确的是（ C ）A．图示位置瞬时电流最大
04
刻线圈平面均处于中性面，A错误；B．转速之比等于周期的反比，故该比值为3∶2，
B错误；C．频率为周期的倒数，a的周期为0.04 s，频率为25 Hz，C正确；
03
3．如图所示为一交流电压随时间变化的图象。每个周期内，前三分之一
周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。根据图中数据可得
此交流电压的有效值为（ A ）
2
Im
Im
2
率、热量)
(2)交流电表的测量值
(3)电气设备标注的额定电压、额定
电流
(4)保险丝的熔断电流
计算通过电路横截面的电量：
平均值
交变电流图像中图
线与时间轴所夹
“面积”与时间的比值来自E ntE
I
Rr
q I t n
Rr
01
1．小明家新买一台电视机，他看到的电视机铭牌如图所示，其中“额定
2
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。
峰值和有效值
（2）实际生活中遇到的有效值
电流表读数
电压表读数
峰值和有效值
保险丝熔断电流
用电器工作电压电流
峰值和有效值
3.对最大值和有效值进一步强调说明：
①交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值。
②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。
产生的热量相等，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把这I、U叫做这个交流的有
效值。
通过大小相
同电阻R
恒定电流
在交流电的
一个周期内
Q交 Q直
交流的有效值
为ＩＵ
交流
峰值和有效值
（1）正弦交变电流的最大值为有效值的
2 倍。
Em
Um
E
0.707 Em U
0.707U m
2
2
Im
I
0.707 I m
电压：220V~”指的是交流电压的（ A ） A．有效值
C．平均值 D．最大值
B．瞬时值
01
【答案】A【详解】用电器上所标的电压值与电流值均为有效值，电视
机铭牌上所标的“额定电压220 V”指的是交流电压的有效值。故选A。
02
2．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感
③在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
④保险丝的熔断电流是有效值。
⑤电容器的击穿电压是最大值。
正弦式交变电流的公式和图像
瞬时电压： =
=
=
交变电流的“四值”
名称
瞬时值
物理含义
重要关系
适用情况
交变电流某一时刻的值
峰值和有效值
1、峰值：交变电流的电动势、电流、电压的最大值Em、Im、Um.
表示电流的强弱或电压的高低。
思考与讨论
如图所示通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。它不是恒定电流。
（1）怎样计算通电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
第三章 交变电流
高中物理(人教版2019)选择性必修第二册
CONTENTS
思考与讨论
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？
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。
符号是T 单位为s
2.频率:
交变电流一秒内完成周期性变化的次数。
e＝Emsin ωt
i＝Imsin ωt
分析交变电流在某一时
刻的情况
Em＝NBSω
最大值
最大的瞬时值
Em
Im
Rr
确定用电器的耐压值
交变电流的“四值”
名称
物理含义
跟交变电流的热效
有效值
应等效的恒定、电
动势、电压或电流
值
重要关系
Em
Em
2
适用情况
(1)计算与电流热效应相关的量(如功
Um
Um