2021学年高中物理第3章第1节交变电流的特点课件鲁科版必修2.ppt

提示：电磁式打点计时器的打点频率与工作电流频率相同，我 国生产、生活用电的频率为 50 Hz，所以打点计时器的打点时间间隔 T＝1f＝0.02 s；时间间隔由电源的频率决定。
1．对交变电流的周期和频率的理解 周期和频率是描述交变电流的物理量，跟任何周期性过程一样， 交流电也要用周期或频率来表示变化的快慢。在实验中，线圈匀速 转动一周，电动势、电流都按正弦规律变化一次。 (1)线圈转动一周，交流电恰好完成一次周期性变化。 (2)从线圈转动来说，周期就是线圈在磁场中转动一周所用的时 间；频率就是 1 s 内线圈在磁场中转动的圈数。
峰值。
( ×)
(6)交变电流的有效值是从电流的热效应角度规定的。 (√ )
2．关于交变电流和直流电流的说法中正确的是( ) A．如果电流大小随时间做周期性变化，则一定是交变电流 B．直流电流的大小和方向一定不变 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就是电流的方向随时间做周期性的变化
第3章 交变电流与远距离输电 第1节 交变电流的特点
学习目标：1.[物理观念]知道什么是直流电、交变电流并能够区 分。 2.[物理观念]知道交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。 3.[科学思维]理解交变电流的最大值和有效值，能利用有效值的定义 计算常见交变电流的有效值。
自主 预习 探新 知
阅读本节教材，回答第 52 页“问题”并梳理必要知识点。 教材 P52 问题提示：交变电流是方向随时间做周期性变化的电 流，直流电是方向不随时间变化的电流。描述交变电流的物理量有 周期、频率、最大值和有效值等。
提示：随着线圈的转动，电流表的指针不停地在“0”刻度线两 侧左右摆动，说明手摇发电机产生的电流大小、方向都处于变化中。
1．直流、交流、恒定电流的特点 (1)电流分类：按电流的方向是否变化分直流和交流两种，方向 不变的电流称为直流，方向变化的电流称为交流。 (2)直流分类：分为恒定电流和脉动直流，其中大小、方向都不 随时间改变的电流叫恒定电流，方向不随时间改变而大小随时间改 变的电流叫脉动直流。 (3)交流分类：按交流电图像特点分正弦(或余弦)式交变电流、矩 形波交变电流、锯形波交变电流等。
2．交变电流与直流电的本质区别 (1)交变电流的大小不一定变化，如方形波交变电流，其大小可 以是不变的；直流电的大小不一定不变。 (2)交变电流与直流电的最大区别在于交变电流的方向发生周期 性变化，而直流电的方向不变。
【例 1】 对于如图所示的电流 i 随时间 t 做周期性变化的图像， 下列描述哪些是正确的( )
D [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， 正弦式交流电只是交变电流中最基本、最简单的一种，故选项 D 正 确。]
3．(多选)有一交变电流如图所示，由此图像可知( )
A．它的周期是 0.8 s C．它的有效值是 2 A
B．它的最大值是 4 A D．它的频率是 0.8 Hz
2．有效值 让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果它们在相 同时间内产生的热量相等，则该恒定电流的数值就叫作交变电流的有 效值。交变电流的电流、电压的有效值分别用 I、U 表示。 3．正弦式交变电流的有效值和最大值的关系 U＝U2m≈0.707Um，I＝ Im2≈0.707Im。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
[跟进训练] 1．下列四个图像中不属于交流电的是( )
D [A、B、C 中 i 的方向均做周期性变化，故它们属于交流电， D 中 i 的大小变化而方向不变，属直流电。]
交变电流的周期和频率
打点计时器接到干电池上怎样调整也不打点，而接到学生电源 的低压交流挡上就顺利打点，每隔 0.02 s 打一个点。打点计时器为什 么打点时间间隔为 0.02 s？其时间间隔由什么决定？
甲
乙
二、交变电流的周期和频率
1．交变电流的周期和频率的比较
周期(T)
频率(f)
定义
交变电流在一段时间内完成周 交变电流完成 1 次周期性变
期性变化的次数与这段时间之 化所需的 时间
比
单位
s(秒)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Hz (赫兹)
作用 我国交 变电流
联系
表示交变电流变化的快慢
0.02 s
1 T＝ f 或
50 Hz
2.正弦式交变电流 大小和方向随时间按正弦规律变化的电流。 三、交变电流的最大值和有效值 1．最大值 交变电流在一个周期内所能达到的最大值叫作交变电流的最大 值，又称峰值，交变电流的电流、电压的峰值分别用 Im 和 Um 表示。
一、直流电流和交变电流 1．直流电流：方向不随时间变化的电流。 2．恒定电流： 大小和 方向都不随时间变化的电流。 3．交变电流：大小和方向都随时间做 周期性变化的电流，俗称 交流。
4．图像特点 (1)恒定电流的图像是一条与时间轴 平行的直线，如图甲所示。 (2)交变电流的图像有时会在时间轴的上方，有时会在时间轴的 下方，即随 时间做周期性变化，如图乙所示。
AB [由图像可知周期为 0.8 s，频率为 1.25 Hz，最大值为 4 A，
有效值不等于平均值，也不是
Im ，无法根据图像计算，故 2
C、D
错，
A、B 对。]
合作 探究 攻重 难
交变电流与直流电
探究交变电流的特点如图所示，把电流表接入到模型发电机的输出 端，摇动发电机的手柄，观察电流表的指针摆动情况是怎样的？电流表指 针的摆动情况说明什么问题？
A．电流的大小变化，方向也变化，是交流电 B．电流的大小变化，方向不变，不是交流电 C．电流的大小不变，方向不变，是直流电 D．以上说法都不正确
B [由 i-t 图像可知，电流的大小变化，但电流方向一直为正， 故电流方向不变，根据交变电流、直流电的定义可知，是直流电，B 正确。]
识别交变电流的两点技巧 (1)只要电流的方向发生周期性变化即为交变电流。 (2)在 i-t 或 u-t 图中，正负表示方向，在读图时不仅要注意图像 中的坐标原点是否为 0，还要观察 i(u)的值有无正负变化。
(1)只要是交变电流，其峰值就是有效值的 2倍。
( ×)
(2)家用电器铭牌上标称的电流、电压都是指有效值。 (√ )
(3)电容器的耐压值指的是交变电流的最大值。
(√ )
(4)我国生活用电的频率是 50 Hz，这种交变电流的方向在 1 s 内
改变 100 次。
(√ )
(5)生活用电的电压 220 V 指有效值，动力用电的电压 380 V 指