【精准解析】高中物理人教版选修1-1教师用书：第3章3、交变电流含解析

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三、交变电流

学习目标知识脉络

1.知道交变电流是如何产生的．

(难点)

2．知道交变电流的变化规律，会

用图象及特征物理量描述交变电

流．(重点)

3．掌握正弦式交变电流的有效

值．(重点)

4．理解交变电流通过电容器的原

因．(难点)

一、交流发电机及交流的变化规律

1．构造

发电机都由固定不动的定子和能够连续转动的转子等部件构成．

2．工作原理

转子的转动使得穿过线圈的磁通量发生变化，在线圈中激发出感应电动势，

通过接线端引出，接在回路中，便产生了交变电流．

3．交变电流和直流

大小和方向随时间做周期性变化的电流叫交变电流．简称交流(AC)．只沿一

个方向流动的电流叫直流(DC)．

4．正弦式电流的变化规律

(1)正弦式电流规律：i＝Imsin ωt，u＝Umsin ωt

(2)波形如图所示：

5．描述交变电流的物理量

(1)瞬时值：交流电在某一时刻的值．

(2)峰值：电动势、电流、电压的最大值．

(3)周期和频率：表示交变电流变化的快慢，T＝.

我国使用的交流频率为 50 Hz.

二、交流与电容器　交流的有效值

1．当电容器接到交流电路上，电容器交替进行充电和放电，电路中形成电

流．

2．电容器的电路特征：电容器能够通交流、隔直流．

3．有效值：把交流和直流分别通过相同的电阻，如果在相等的时间内它们

产生的热量相等，这个直流电压、电流的数值称为交流电压、电流的有效值．

4．正弦式电流的有效值

Ue＝≈0.707Um，Ie＝≈0.707Im.

1．思考判断

(1)交流发电机可以将机械能转化为电能． (√)

(2)家用照明电是交变电流． (√)

(3)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流． (×)

(4)电容器在交流电路中对电流有阻碍作用． (√)

(5)交变电流的有效值是以电流的热效应定义的． (√)

(6)交流电、直流电都能通过电容器． (×)

2．(多选)如图所示图象中属于交流电的有(　　)

ABC　[D 图表示的电流大小发生了周期性变化，而方向没有变化，A、B、C

图中的电流大小、方向发生了周期性变化．]

3．有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220 V”的字样，这“220

V”是指(　　)

A．交流电电压的瞬时值 B．交流电电压的最大值

C．交流电电压的平均值 D．交流电电压的有效值

D　[若无特殊说明，各电器上标的额定值都是有效值，故D正确．]

4．(多选)如图所示，将电灯与电容器串联接入通有交变电流的电路中，灯泡

发光，则(　　)

A．自由电荷通过了电容器两极板间的绝缘电介质

B．自由电荷没有通过电容器两极板间的绝缘电介质

C．接入交变电源使电容器两极板间的绝缘电介质变成了导体

D．电容器交替进行充放电，电路中就有电流，表现为交变电流“通过”了

电容器

BD　[电容器“通交流”是因为两极板不断地充、放电，从而使电路中有电

流，而不是自由电荷通过了两极板间的电介质，所以 B、D项正确．]

交变电流的变化规律

1.描述交变电流的物理量

(1)瞬时值：i＝Imsin ωt，u＝Umsin ωt.

(2)峰值：电流和电压的最大值，即 Im和Um.

(3)周期和频率

① 周期：交流完成一次周期性变化所用的时间叫做交流的周期，用 T表示．

② 频率：交流在 1 s 内发生周期性变化的次数，叫做交流的频率，用 f表示．

单位是赫兹，符号 Hz.

周期与频率的关系：T＝.角速度与周期、频率的关系：ω＝＝2πf.

2．图象

交变电流的变化规律可以用示波器显示出来，正弦式电流的变化规律图象如

图所示．

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