3.2 交变电流的描述-2021-2022学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第二册）

3.0 envi 2025-03-18 21 4 2.16MB 45 页 3知币
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第三章：交变电流
3.2：交变电流的描述
一：知识精讲归纳
考点一、周期和频率
1．周期(
T
)：交变电流完成一次周期性变化所需的时间．
2．频率(
f
)：周期的倒数叫作频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数．
3．周期和频率的关系：
T
＝或
f
＝.
4．角速度与周期、频率的关系：
ω
＝＝2π
f
.
二、峰值和有效值
1．峰值：交变电流的电压、电流能达到的最大数值叫峰值．电容器所能承受的电压要高于交流电压
的峰值，否则电容器就可能被击穿．
2．有效值：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产
生的热量相等，则此恒定电流的数值叫作交变电流的有效值．
3．在正弦式交变电流中，最大值与有效值之间的关系
E
＝＝0.707
E
m，
U
＝＝0.707
U
m，
I
＝＝0.707
I
m
三、正弦式交变电流的公式和图像
1．正弦式交变电流的公式和图像可以详细描述交变电流的情况．若线圈通过中性面时开始计时，交
变电流的图像是正弦曲线．
2．若已知电压、电流最大值分别是
U
m、
I
m，周期为
T
，则正弦式交变电流电压、电流表达式分别为
u
＝
U
msin
t
，
i
＝
I
msin
t
.
技巧归纳
有效值的理解计算
1．有效值的理解
(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，与电流的方向无关．
(2)“等效”理解：相同电阻、相同时间，产生相同热量．交变电流与多大的直流电“效果”
相同，有效值就是多大．
2．有效值的计算方法
(1)分段计算交变电流在一个周期内产生的热量
Q
.
(2)让直流电流(实际上是恒定电流)通过相同的电阻，在交变电流一个周期内产生的热量等于
Q
.如
Q
＝
I
2
RT
或
Q
＝
T
，相对应的
I
、
U
即为交变电流、电压的有效值．
3．几种常见交变电流的有效值
交变电流的“四值”对比
物理含义 重要关系 适用情况
瞬时值 交变电流某一时刻的
值
e＝Emsinωt
i＝Imsinωt
计算线圈某一时刻的
受力情况
最大值 最大的瞬时值 Em＝NBSω
Im＝确定用电器的耐压值
有效值 跟交变电流的热效应
等效的恒定电流值
E＝
U＝
I＝
(1)计算与电流热效应
相关的量(如功率、热
量)
(2)交流电表的测量值
(3)电气设备标注的额
定电压、额定电流
交变电流名称 交变电流图象 有效值
正弦式交变电流
U
＝
U
m
正弦半波交变电
流
U
＝
U
m
正弦单向脉冲电
流
U
＝
矩形脉冲电流
U
＝
U
m
非对称性交变电
流
U
＝
(4)保险丝的熔断电流
平均值
交变电流图象中图线
与时间轴所夹面积与
时间的比值
E＝n
I＝
计算通过电路截面的
电荷量
二：考点题型归纳
题型一：交变电流的频率和峰值
1．（2021·四川省内江市第六中学高二阶段练习）某交流发电机的示意图如图甲所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中
绕垂直于磁场的轴匀速转动。已知线圈面积 S=0.01m2，线圈电阻 r=2Ω，外接定值电阻的阻值 R=8Ω，其他电阻不
计，电路中的交流电压表、交流电流表均为理想电表，线圈产生的感应电动势随时间的变化规律如图乙所示。下
列说法正确的是（　　）
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