【文档说明】高中物理选修第二册《2 交变电流的描述》导学案-统编人教版.docx，共(6)页，145.801 KB，由小喜鸽上传

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交变电流的描述【学习目标】1．理解什么是交变电流的峰值和有效值，知道它们之间的关系。2．理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。【学习重难点】1．交变电流有效值概

念。2．交变电流有效值概念及计算。【学习过程】一、知识前置1．交变电流（AC）电流、电压大小和方向随时间做周期性变化，这样的电流叫作交变电流。2．正弦式交变电流（1）最大值（峰值）：𝐸𝑚、𝑈𝑚、𝐼𝑚（2）瞬时值：𝑢、𝑖、𝑒3．正弦交流电的变化规律：（从中性面开始计时）瞬时电动势�

�=_________________瞬时电流𝑖=____________________瞬时电压𝑢=___________________二、新知学习（一）周期和频率1．周期：___________________________________________

_____，叫做交变电流的周期，用_____表示。2．频率：________________________________________________，叫做交变电流的频率，用_____表示。周期和频率的关系：__________我国使用的交变

电流频率f=_________，周期T=_________。3．角速度：_______________________________________________，用_____表示。角速度与周期及频率的关系：𝜔=________

_______（二）峰值和有效值1．峰值：_______________________________________________。（𝐸𝑚、𝑈𝑚、𝐼𝑚）电容器的耐压值是指能够加在它两端的___________________，若电源电压的最大值超过耐压值

，电容器可能被_________。但是交变电流的最大值不适于表示交变电流产生的效果，在实际中通常用________表示交变电流的大小。交变电流的峰值为：𝐸𝑚=___________________思考与讨论：（1）如图所示电流

I=2A通过一个R=2Ω的电阻。它是恒定电流。怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？（2）如图所示电流I通过一个R=1Ω的电阻。它不是恒定电流。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？2．有效值：____________________________________________________________________

________________________________________________________________。物理意义：_________________________________________

_________________。正弦交流电的有效值与最大值的关系：𝑈=________𝑈𝑚𝐼=________𝐼𝑚重点说明：1．任何电流都有有效值，但上述关系只限于________________，对其他形式的交变电流并不适用。需按定义计算。2．交流用电器的额

定电压和额定电流指的是________________。3．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。4．在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的________________。（三）正弦式交变电流的公式和图像1．正弦式交变电流的图像：2．正弦式交变电流的

瞬时电压𝑢=_______________=_______________=_______________（四）拓展学习：电感器和电容器对交变电流的作用1．演示：电阻对直流和交流的阻碍作用。实验现象：____________________________________

________________________得出结论：____________________________________________________________。相关公式：𝑅=_______________。2

．演示：电感对直流和交流的阻碍作用。实验现象：____________________________________________________________得出结论：__________________

__________________________________________。相关公式：𝐸=_______________。说明电感器通________，阻________。3．演示：电容对直流和交流的阻碍作用。实验现象：__________________

__________________________________________得出结论：____________________________________________________________。相关公式：𝑋𝐶=_________

______。说明电容器通________，阻________。【巩固练习】1．下面关于交变电流的说法中正确的是（）A．交流电器设备上所标的电压和电流值是交流的最大值B．用交流电流表和电压表测定的读数值是交流的瞬时值C．给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都

是指有效值D．跟交流有相同的热效应的直流的数值是交流的有效值答案：CD2．一只“220V，100W”的灯泡接在u=311sin314tV的交变电源上，则下列判断正确的是（）A．灯泡能正常发光B．与灯泡串联的电流表的示数为0.45AC．与灯泡并联的电压表的示数为220VD．通过灯泡的电流的表达式为i

=0.64sin314tA答案：ABCD3．将正弦交流电经过整流器处理后，得到的电流波形刚好去掉半周，如图所示，它的有效值是（）A．2AB．√2AC．√2/2AD．1A答案：B4．某交变电流表串联一电阻构成交变电压表，总电阻R=2kΩ，然后将改装

的电表接到u=311sin100πtV的交流电源上，则（）A．通过电流表电流的瞬时值为0.11sin100πtAB．作为改装的电压表，其两端电压的瞬时值为311sin100πtVC．电流表的示数为0.11AD．作为改装的电压表，其示数应为311V答案：BC5．某交变电压随时间的变化规律如图

所示，则此交变电流的频率为_______Hz。若将此电压加在10μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_______V；若将该电压加在一阻值为1kΩ的电阻器上，该电阻器正好正常工作，为了避免意外事故的发生，该电路中保险丝

的额定电流不能低于_______A。答案：502000.156．电容器的两个极板间的电压如果太高，绝缘层就会击穿，损坏电容器，电容器的耐压值一般都标在外壳上。有些电容器是用在交流电路中的。一个标有耐压250V的电容器，能否用在220V的交流电路中？为什么？答案：不能。因为电容器上标的耐压250V，

是指电容器所能承受的电压值（若超过250V，就会使电容器极板间的绝缘物质被击穿而导电），而通常所说的交流电路的电压是220V，指的是电压的有效值，它的最大值为：√2×220V=310V，这个电压高于250V，所以这个电容器不能用。7．小

型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r=5.0Ω，外电路电阻R=95Ω，已知感应电动势的最大值Em=nωΦm，其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值，

求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数。解析：感应电动势的最大值：Em=nΦmω设线圈在磁场中转动的周期为T，则有ω=2𝜋/𝑇根据欧姆定律，电路中的电流的最大值为：Im=𝐸𝑚𝑅+𝑟有效值：I=√22Im由题中给定的Φ-t图

象可得：Φm=1.0×10-1Wb，T=3.14×10-2s解以上各式，并代入数据，得：I=14.1A8．有一交变电压的变化规律为U=311sin314tV，若将一辉光电压是220V的氖管接上此交变电压，则在1s内氖管发光的时间

是多少？答案：根据U=311sin314tV，可知交变电压的周期：T=2𝜋𝜔s=6.28/3.14=1/50s将U=220V代入U=311sin314t，可得在0~T/2（1/100s）内，交变电压瞬时值恰等于辉光电压的两个时刻分别为：t1=

1/400s和t2=3/400s在0~T/2时间内，氖管发光时间（电压瞬时值不小于辉光电压的时间）为Δt=t2-t1=（3/400-1/400）s=1/200s在1s内氖管发光的总时间为t=2×1𝑇Δt=100Δt=0.5s