物理人教版（2019）选择性必修第二册3.2交变电流的描述（共22张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第二册3.2交变电流的描述（共22张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-07 16:30:05 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
第三章 交变电流
人教版（2019）选修 第二册
3.2 交变电流的描述
1.掌握交变电流的周期、频率、线圈转动角速度三者之间的关系。2.能理解电流的有效值是与热效应有关的量。3.掌握交变电流有效值与峰值的关系,会进行有效值的计算。4.通过探究与日常生活有关的物理问题,培养学生的科学探究和实践能力
学习目标
思考：正弦式交变电流的大小和方向都随时间发生周期性变化，如何描述这种电流的变化特征呢？
比较
e
O
2
4
6
t/s
8
e
O
2
4
6
t/s
8
下面两个交变电流的有何异同？
结论：交变电流的变化快慢情况不一样。
导入新课
1.周期：完成一次周期性变化所需的时间
符号：T
单位：s
2.频率：单位时间完成周期性变化的次数
符号：f
单位：Hz
3.周期与频率的关系
一、周期和频率
针对练1 如图所示是我国家庭电路中交变电流的 u-t 图像，分析下列问题：
⑴电压的峰值是多少？
⑵周期和频率分别是多少？
⑶在1s内电流方向变化多少次？
⑷产生交变电流的线圈转动的角速度多大？
⑸写出电压的瞬时值表达式。
1.瞬时值
应用：计算线圈某一时刻的受力情况
某一时刻交变电流的电动势、电流、电压值，用小写e、u、i 表示。
二、交变电流“四值”
2.峰值
物理意义：
用 Em、Um、Im 表示
常见的峰值：
外壳上标的电压是额定电压，低于击穿电压
电容器的耐压值（击穿电压）
Im或Um表示电流的强弱或电压的高低。
思考 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。
⑴怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？
⑵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，这个电流是多大？
3.有效值
R
R
~
恒定电流I
U
等效思想：
恒定电流
交变电流
交变电流
恒定电流
电阻相同
时间相同（交流的一个周期）
产生的热量相同
则称恒定电流的I与U为这个交流的有效值。
分别通过电阻时，若满足
建立概念
⑴定义
等效替代
(电流热效应)
⑵物义：反映电流强弱或电压高低的物理量。
⑶正弦式电流的有效值与峰值之间关系
适用条件：正弦式电流
结论：正弦式交变电流的最大值为有效值的 倍。
交流电表的读数；
交流电器上铭牌标称值；
⑷几种常见的有效值
计算电功、电功率和电热相关的问题（含熔断电流）
针对练2 A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流。两电热器的电功率之比 PA ∶ PB等于多少？
图甲
i/A
i/A
图乙
针对练3 已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图所示的规律变化。今与这个电阻元件串联一个多用电表(已调至交变电流电流挡)，则多用电表的读数为 ( )
A
解析：交流电流测量有效值，设该电流的有效值为I，根据交变电流有效值的定义取一个周期T，则有： ，解得I=5A，所以多用电表的读数为5A，故A正确，B、C、D错误；
4.平均值
应用：计算通过电路横截面的电荷量
将 和 分别代入瞬时值表达式。
采用哪些方法描述交变电流变化规律？
描述
交变电流
公式
图像
三、正弦式交变电流的公式和图像
低频扼流圈：“通直流，阻交流”
高频扼流圈：“通低频，阻高频”
1.电阻
2电感器对交变电流的阻碍作用
四、拓展学习——电阻、感抗、容抗
通交流，阻直流
通高频，阻低频
3.电容器对交变电流的阻碍作用
1．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。求曲线b表示的交变电流的电动势有效值。
达标测试
参考答案
2.如图所示，N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO 匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想交流电流表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 （ ）
A．图示位置电路中的电流为0
B．R两端电压的有效值
C．交流电流表的示数
D．一个周期内通过R的电荷量
CD
解析：A．由题图可知，图示位置磁通量最大，磁通量的变化率为零，所以此时通过R的电流为零，故A错误；
B.R两端的电压随时间的变化规律如图所示：
电动势的最大值为：
设电压的有效值为U，在一个周期内有
解得
C.交流电流表的示数为电流的有效值即
D.在一个周期内，只有半个周期的时间有电流通过R，一个周期内通过R的电荷量为
3.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示。该阻值为r=4Ω的线圈与一个R＝6Ω的电阻构成闭合电路。
⑴交流电流表、电压表的示数？
⑵电阻的热功率？
⑶感应电动势的瞬时值表达式？
或
解析：
课堂小结
课堂小结
第三章 交变电流
人教版（2019）选修 第二册
3.2 交变电流的描述
1.掌握交变电流的周期、频率、线圈转动角速度三者之间的关系。2.能理解电流的有效值是与热效应有关的量。3.掌握交变电流有效值与峰值的关系,会进行有效值的计算。4.通过探究与日常生活有关的物理问题,培养学生的科学探究和实践能力
学习目标
思考：正弦式交变电流的大小和方向都随时间发生周期性变化，如何描述这种电流的变化特征呢？
比较
e
O
2
4
6
t/s
8
e
O
2
4
6
t/s
8
下面两个交变电流的有何异同？
结论：交变电流的变化快慢情况不一样。
导入新课
1.周期：完成一次周期性变化所需的时间
符号：T
单位：s
2.频率：单位时间完成周期性变化的次数
符号：f
单位：Hz
3.周期与频率的关系
一、周期和频率
针对练1 如图所示是我国家庭电路中交变电流的 u-t 图像，分析下列问题：
⑴电压的峰值是多少？
⑵周期和频率分别是多少？
⑶在1s内电流方向变化多少次？
⑷产生交变电流的线圈转动的角速度多大？
⑸写出电压的瞬时值表达式。
1.瞬时值
应用：计算线圈某一时刻的受力情况
某一时刻交变电流的电动势、电流、电压值，用小写e、u、i 表示。
二、交变电流“四值”
2.峰值
物理意义：
用 Em、Um、Im 表示
常见的峰值：
外壳上标的电压是额定电压，低于击穿电压
电容器的耐压值（击穿电压）
Im或Um表示电流的强弱或电压的高低。
思考 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。
⑴怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？
⑵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，这个电流是多大？
3.有效值
R
R
~
恒定电流I
U
等效思想：
恒定电流
交变电流
交变电流
恒定电流
电阻相同
时间相同（交流的一个周期）
产生的热量相同
则称恒定电流的I与U为这个交流的有效值。
分别通过电阻时，若满足
建立概念
⑴定义
等效替代
(电流热效应)
⑵物义：反映电流强弱或电压高低的物理量。
⑶正弦式电流的有效值与峰值之间关系
适用条件：正弦式电流
结论：正弦式交变电流的最大值为有效值的 倍。
交流电表的读数；
交流电器上铭牌标称值；
⑷几种常见的有效值
计算电功、电功率和电热相关的问题（含熔断电流）
针对练2 A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流。两电热器的电功率之比 PA ∶ PB等于多少？
图甲
i/A
i/A
图乙
针对练3 已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图所示的规律变化。今与这个电阻元件串联一个多用电表(已调至交变电流电流挡)，则多用电表的读数为 ( )
A
解析：交流电流测量有效值，设该电流的有效值为I，根据交变电流有效值的定义取一个周期T，则有： ，解得I=5A，所以多用电表的读数为5A，故A正确，B、C、D错误；
4.平均值
应用：计算通过电路横截面的电荷量
将 和 分别代入瞬时值表达式。
采用哪些方法描述交变电流变化规律？
描述
交变电流
公式
图像
三、正弦式交变电流的公式和图像
低频扼流圈：“通直流，阻交流”
高频扼流圈：“通低频，阻高频”
1.电阻
2电感器对交变电流的阻碍作用
四、拓展学习——电阻、感抗、容抗
通交流，阻直流
通高频，阻低频
3.电容器对交变电流的阻碍作用
1．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。求曲线b表示的交变电流的电动势有效值。
达标测试
参考答案
2.如图所示，N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO 匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想交流电流表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 （ ）
A．图示位置电路中的电流为0
B．R两端电压的有效值
C．交流电流表的示数
D．一个周期内通过R的电荷量
CD
解析：A．由题图可知，图示位置磁通量最大，磁通量的变化率为零，所以此时通过R的电流为零，故A错误；
B.R两端的电压随时间的变化规律如图所示：
电动势的最大值为：
设电压的有效值为U，在一个周期内有
解得
C.交流电流表的示数为电流的有效值即
D.在一个周期内，只有半个周期的时间有电流通过R，一个周期内通过R的电荷量为
3.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示。该阻值为r=4Ω的线圈与一个R＝6Ω的电阻构成闭合电路。
⑴交流电流表、电压表的示数？
⑵电阻的热功率？
⑶感应电动势的瞬时值表达式？
或
解析：
课堂小结
课堂小结