2019高中物理 第三章 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 3.3 交變電流課件 新人教版選修1 -1.ppt

三 交變電流 讀一讀 辨一辨 一 交流發(fā)電機(jī)閱讀教材第55頁(yè) 交流發(fā)電機(jī) 部分 知道交流發(fā)電機(jī)的工作原理 通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn) 體會(huì)什么是交變電流 交變電流與直流的區(qū)別 1 交流發(fā)電機(jī)是由哪兩部分組成的 答案 定子和轉(zhuǎn)子 2 發(fā)電機(jī)的工作原理是什么 答案 發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)使得穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化 在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 如果線圈兩端連著用電器 線圈和用電器組成閉合回路 回路中就會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生 讀一讀 辨一辨 3 通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn) 電流表的指針會(huì)怎樣擺動(dòng) 思考后說(shuō)明電流怎么變化 答案 指針左右擺動(dòng) 說(shuō)明流過(guò)電流表的電流的大小和方向均不斷變化 4 交流和直流大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫交變電流 簡(jiǎn)稱交流 方向不變的電流叫直流 讀一讀 辨一辨 二 交流的變化規(guī)律及交流的有效值閱讀教材第56頁(yè) 交流的變化規(guī)律 和第58頁(yè) 交流的有效值 部分 知道什么是正弦式交變電流 掌握描述交流的物理量 理解交變電流的有效值 1 什么是正弦式交變電流 如何顯示交變電流的變化規(guī)律 答案 電流或電壓隨時(shí)間按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流 交變電流的變化規(guī)律可以用示波器顯示出來(lái) 2 正弦式交變電流 電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律是什么 答案 i Imsin t u Umsin t 讀一讀 辨一辨 3 描述交變電流的變化規(guī)律的物理量有哪些 答案 1 峰值 交變電流在變化過(guò)程中電流 電壓所能達(dá)到的最大值 又叫作交流的峰值 用Im Um表示 2 周期 交流完成一次周期性變化所用的時(shí)間 用符號(hào)T表示 單位是秒 s 3 頻率 交流在1s內(nèi)發(fā)生周期變化的次數(shù) 用符號(hào)f表示 單位是赫茲 Hz 4 周期和頻率有什么關(guān)系 讀一讀 辨一辨 5 什么是交變電流的有效值 答案 把交變電流和直流分別通過(guò)相同的電阻 如果在相等的時(shí)間里它們產(chǎn)生的熱量相等 我們就把這個(gè)直流電壓 電流的數(shù)值稱作交流電壓 電流的有效值 6 正弦式交變電流的有效值和峰值的關(guān)系是怎樣的 讀一讀 辨一辨 三 交變電流能夠 通過(guò) 電容器閱讀教材第57頁(yè) 交流能夠通過(guò)電容器 部分 知道交流通過(guò)電容器的本質(zhì)及電容器的應(yīng)用 1 交變電流通過(guò)電容器的本質(zhì)當(dāng)電容器接到交流電路上時(shí) 由于電容器交替進(jìn)行充電和放電 從而在電路中形成電流 表現(xiàn)為交流 通過(guò) 了電容器 2 電容器的作用和應(yīng)用電容器能夠通交流 隔直流 這一點(diǎn)在電子技術(shù)中有重要應(yīng)用 讀一讀 辨一辨 1 思考辨析 1 直流的大小 方向都不能變 解析 直流是方向不變的電流 答案 2 電容器具有 通直流 阻交流 的特點(diǎn) 解析 電容器的兩個(gè)極板是被絕緣介質(zhì)隔開(kāi) 故直流不能通過(guò) 但當(dāng)交流接在電容器上時(shí) 電容器在交流電路中會(huì)表現(xiàn)出充電和放電交替進(jìn)行 在外電路看來(lái) 導(dǎo)線中有電荷流動(dòng) 表現(xiàn)出 通過(guò) 了電容器 答案 讀一讀 辨一辨 3 交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義的 解析 交變電流的有效值 是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的 把交變電流和直流分別通過(guò)相同的電阻 如果在相等的時(shí)間內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等 我們就把這個(gè)直流電壓 電流的數(shù)值稱作交流電壓 電流的有效值 答案 讀一讀 辨一辨 2 探究討論 1 所有的交變電流峰值和有效值之間都滿足倍的關(guān)系嗎 答案 不是 只有正弦式交變電流的峰值和有效值之間才滿足此關(guān)系 其他形式的交變電流的峰值和有效值一般不滿足此關(guān)系 讀一讀 辨一辨 2 在直流電路中 燈泡和電容器串聯(lián) 燈泡不會(huì)亮 在交流電路中 燈泡和電容器串聯(lián) 如圖 燈泡會(huì)亮嗎 答案 電容器可以 通交流 隔直流 所以接直流時(shí) 燈泡不會(huì)亮 但是接交變電流時(shí) 燈泡會(huì)亮 讀一讀 辨一辨 3 描述交變電流變化快慢的物理量有哪些 它們之間有什么關(guān)系 描述交變電流大小的物理量有哪些 對(duì)于正弦式電流 它們之間有何關(guān)系 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究一對(duì)交變電流的理解把兩個(gè)發(fā)光顏色不同的發(fā)光二極管并聯(lián) 注意使兩者正負(fù)極的方向不同 然后連接到教學(xué)用的發(fā)電機(jī)的兩端 如圖 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄 兩個(gè)磁極之間的線圈隨著轉(zhuǎn)動(dòng) 觀察發(fā)光二極管的發(fā)光情況 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了什么 要點(diǎn)提示可以觀察到兩個(gè)發(fā)光二極管交替發(fā)光 該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流的方向隨時(shí)間變化 不是直流 是交變電流 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 1 直流與交變電流的對(duì)比按大小和方向的變化規(guī)律 可將電流作如下的分類 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 2 正弦式交變電流的有效值和瞬時(shí)值正弦式交變電流的某一時(shí)刻的電流 電壓可表示為i Imsin t u Umsin t 其中 Im Um分別是電流和電壓的峰值 按正弦規(guī)律變化的交變電流 它的有效值和峰值之間的關(guān)系為 電路中各種電表的示數(shù)均是有效值 各種電器設(shè)備所標(biāo)注的額定電壓 額定電流也都是有效值 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 例題1 導(dǎo)學(xué)號(hào)66824054 多選 在如圖甲所示的電路中 電阻R的阻值為50 在ab間加上圖乙所示的正弦式交變電流 則下面說(shuō)法中正確的是 A 交流電壓的有效值為100VB 電流表示數(shù)為2AC 產(chǎn)生該交變電流的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為3 14rad sD 在1分鐘內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為1 2 104J 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 答案 ABD歸納總結(jié)要注意的是 所說(shuō)電壓表 電流表的示數(shù) 只要沒(méi)有特別聲明 均是指有效值 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 變式訓(xùn)練1一正弦式交變電流的u t圖象如圖所示 由圖可知 該交變電流的頻率為Hz 電壓的有效值為V 解析 由題圖知T 0 02s 交變電流的頻率 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究二對(duì)交變電流能夠通過(guò)電容器的理解使用220V交流電源的電器設(shè)備和電子儀器 金屬外殼和電源之間都有良好的絕緣 但是有時(shí)候用手觸摸外殼時(shí)仍會(huì)有 麻手 的感覺(jué) 用試電筆測(cè)試時(shí)氖管也會(huì)發(fā)光 這是為什么呢 采取什么措施可解決這一問(wèn)題 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 要點(diǎn)提示與電源連接的機(jī)芯和金屬外殼構(gòu)成一個(gè)電容器 交變電流能夠通過(guò)這個(gè) 電容器 也就是說(shuō)機(jī)芯 外殼間始終在進(jìn)行著充 放電 所以你能感覺(jué)到 漏電 解決方案就是讓金屬外殼接地 其實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)的電氣設(shè)備都增加了這一接地線 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 把交流電源接到電容器兩極板上后 當(dāng)交流的電壓升高時(shí) 電源給電容器充電 電荷向電容器極板上聚集 在電路中 形成充電電流 當(dāng)交流的電壓降低時(shí) 電容器放電 原來(lái)極板上聚集的電荷又放出 在電路中形成放電電流 電容器交替進(jìn)行充電和放電 電路中就有了電流 好像是交流 通過(guò) 了電容器 但實(shí)際上自由電荷并沒(méi)有通過(guò)電容器兩極板間的絕緣介質(zhì) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題2 多選 對(duì)電容器能通交流的原因 下列說(shuō)法中正確的是 A 當(dāng)電容器接到交流電源上時(shí) 因?yàn)橛凶杂呻姾赏ㄟ^(guò)電容器 電路中才有交變電流B 當(dāng)電容器接到交流電源上時(shí) 電容器交替進(jìn)行充電和放電 電路中才有交變電流C 在有電容器的交流電路中 沒(méi)有電荷定向移動(dòng)D 在有電容器的交流電路中 沒(méi)有電荷通過(guò)電容器解析 由題意知 當(dāng)電容器接到交流電源上時(shí) 電容器交替進(jìn)行充電和放電 導(dǎo)致電荷定向移動(dòng) 從而使電路中有交變電流 對(duì)于恒定不變的直流 不能通過(guò)電容器 故B D正確 A C錯(cuò)誤 答案 BD 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 歸納總結(jié)電容器的特點(diǎn)是 通交流 隔直流 本質(zhì)上是交替充放電的過(guò)程 實(shí)際上自由電荷并沒(méi)有通過(guò)電容器 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練2如圖所示的電路中 若要燈泡持續(xù)發(fā)光 則S端應(yīng)該接入 A 交流電源B 直流電源C 滑動(dòng)變阻器D 開(kāi)關(guān)解析 若要燈泡持續(xù)發(fā)光 電路中必須有電流 直流不能通過(guò)電容器 而交變電流能夠通過(guò)電容器 選項(xiàng)A正確 答案 A 12345 1 對(duì)交變電流的理解 如圖為電流i隨時(shí)間t變化的圖象 則其中屬于交變電流的是 解析 只有A項(xiàng)中的電流方向發(fā)生了周期性變化 其他各項(xiàng)中電流的方向沒(méi)有變化 故只有A屬于交變電流 答案 A 12345 2 多選 電容器對(duì)交變電流的影響 如圖所示電路中 以下結(jié)論正確的是 A a b若接直流 燈泡不亮B a b若接直流 燈泡也可發(fā)光C a b若接交變電流 燈泡發(fā)光 燈泡和電容都有電荷通過(guò)D a b若接交變電流 燈泡發(fā)光 電容中無(wú)電荷通過(guò)解析 電容器具有 通交流 隔直流 的特點(diǎn) 所以通直流時(shí)燈泡不亮 電容器能通過(guò)交變電流 本質(zhì)上是交替充放電的過(guò)程 實(shí)際上自由電荷并沒(méi)有通過(guò)電容器 答案 AD 12345 3 多選 交變電流最大值和有效值的關(guān)系 關(guān)于交變電流的有效值U和最大值Umax 下列說(shuō)法正確的是 C 照明電壓220V 動(dòng)力電壓380V指的都是有效值D 交流電壓表和交流電流表測(cè)的都是最大值解析 電壓 電流的有效值和峰值之間的倍關(guān)系是僅限于正弦式交變電流而言的 所以選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的 選項(xiàng)B是正確的 在交變電流的描述中沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下的電流和電壓均指有效值 所以選項(xiàng)C是正確的 電流表和電壓表測(cè)的是有效值 所以選項(xiàng)D不正確 答案 BC 12345 4 交變電流的圖象 小型交流發(fā)電機(jī)中 矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系 如圖所示 此線圈與一個(gè)R 10 的電阻構(gòu)成閉合電路 不計(jì)電路的其他電阻 下列說(shuō)法正確的是 A 交變電流的周期為0 125sB 交變電流的頻率為8HzC 交變電流的有效值為AD 交變電流的最大值為4A 答案 C 12345 5 有效值的計(jì)算 如圖所示 一交變電流隨時(shí)間變化的圖象 交變電流的有效值為 解析 取一個(gè)周期 則恒定電流中Q1 I2Rt 交變電流中 Q1 Q2 由 得I 5A 答案 5A