3.2 交变电流的描述 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第二册

3.2 交变电流的描述
基础知识导学
1.周期：交变电流完成一次周期性变化所需要的时间，符号为T。
2.频率：交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数，符号为。
3．角速度ω
（1）定义：产生交变电流的线圈单位时间内转过的角度。
（2）单位：弧度每秒(rad/s)。
（3）意义：角速度越大，则交变电流变化越快。
4．周期T、频率及角速度ω之间的关系
（1）周期和频率之间的关系为。
（2）角速度与周期、频率之间的关系为。
5．转速n
（1）定义：产生交变电流的线圈单位时间内转过的圈数。
（2）单位：转每秒(r/s)。
（3）意义：转速越大，交变电流变化越快。
6．我国民用交变电流的周期和频率
（1）周期：T＝0.02 s。
（2）频率：f＝50 Hz。
7.瞬时值：交变电流在某时刻的电流、电压、电动势的数值成为瞬时值，通常用字母i、u、e表示。
8.峰值（最大值）：峰值是最大值的瞬时值，通常用表示。
9.平均值：交变电流的电学量对时间的平均，通常用符号表示。
10.有效值
概念：有效值是根据电流的热效应定义的一个等效概念。
让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交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是I、电压是U，我们就把I、U叫做对应交流电的有效值。有效值通常用大写字母IUE来表示。
11．正弦式交变电流的有效值与峰值的关系
（1）电动势的有效值：。
（2）电流的有效值：。
（3）电压的有效值：。
重难扩展问题
1．周期T、频率及角速度ω之间的关系
（1）周期和频率之间的关系为____________。
（2）角速度与周期、频率之间的关系为____________。
2.正弦式交变电流的有效值与峰值的关系
（1）电动势的有效值：_______________。
（2）电流的有效值：_______________。
（3）电压的有效值：_______________。
基础小题试练
1.如图所示是某一交变电流的图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为( )
A. B. C. D.
2.以下说法正确的是( )
A.发电机、电动机铭牌上所标电流、电压为有效值
B.电容器的击穿电压为所加交变电压的平均值
C.交流电压表所示电压值为瞬时值
D.保险丝的熔断电流值为最大值
3.两个完全相同的电热器，分别通有如图所示的交变电流，则它们的功率之比为( )
A.4:1 B.1: C.2:1 D.:1
4.闭合回路中的交变电流在1个周期内的图像如图所示，其中图线的ab段和bc段均为正弦曲线的四分之一，则该交变电流的有效值为( )
A. B. C. D.
5.如图所示为一交变电流随时间变化的图像，则此交变电流的有效值为( )
A. B. C. D.
答案以及解析
1.答案：B
解析：由电流有效值的定义可得
解得该交变电流的有效值为
故选B。
2.答案：A
解析：A.发电机、电动机铭牌上所标电流、电压为有效值，故A正确；B.电容器的击穿电压为所加交变电压的最大值，故B错误；C.交流电压表所示电压值为有效值，故C错误；D.保险丝的熔断电流值为有效值，故D错误。故选A。
3.答案：C
解析：图一中电流的有效值为；图二中电流的有效值为；根据可知，则它们的功率之比为故选C。
4.答案：B
解析：设该交变电流的有效值为I，则有,解得,故选B。
5.答案：C
解析：根据有效值的概念可得
解得
故选C。