1、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)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工作原理使转子在定子中旋转，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：iImsin
2、t，uUmsin t(2)波形如图331所示：图3315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.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()1描述交变电流的物理量有哪些？【提示】瞬时值、峰值、周期和频率2我国正弦交变电流的周期、频率是多少？【提示】0.02 s,50 Hz1正弦式电流电流、电压随时间按正弦函数的规律变化的交变电流2描述交变电流的物理量(1)瞬时值：iImsin t，uUmsin t(2
3、)峰值：电流和电压的最大值，即Im和Um.(3)周期和频率周期：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：2f.3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332所示图3321如图所示图象中属于交流电的有() 【导学号：46852058】【解析】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【答案】ABC2一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4 rad/s匀速转动，产生的
4、交变电动势的图象如图333所示，则()图333A交变电流的频率是4 HzB交变电动势的最大值是10 VC当t0.5 s时，e有最大值D交变电流的周期是0.5 s【解析】由于线圈转动的角速度试题中已给出，所以线圈的转动频率可以由公式直接求出，线圈的频率和交变电流的频率是相同的，4 rad/s，而2f，故f2 Hz，T0.5 s由图象可看出：电动势最大值为10 V，t0.5 s时，t2，e0.【答案】BD3(多选)一个按正弦规律变化的交变电流的it图象如图334所示根据图象可以判定() 【导学号：46852059】图334A交变电流的频率f0.2 HzB交变电流的最大值Im20 AC交变电流瞬时值
5、表达式i20 sin(0.02t)AD在t时刻，电流的大小为10 A【解析】从图中可以看出，交变电流的最大值为Im20 A.交变电流的周期为T0.02 s，所以f50 Hz.交变电流的瞬时值表达式为iImsin tImsin(2ft)20 sin(314t)A.在t时，交变电流的瞬时值为iImsintImsin10A，所以答案为B、D.【答案】BD1正弦式电流的规律eEmsin t中指的是线圈转动角速度，与转速n的关系为2n.2交变电流的频率f等于线圈的转速n.3线圈转动一周，电流方向改变两次(经过中性面两次)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
6、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Ue0.707Um，Ie0.707Im.1电容器在交流电路中对电流有阻碍作用()2交变电流的有效值是以电流的热效应定义的()3交流电、直流电都能通过电容器()1交变电流是怎样通过电容器的？【提示】在交流电路中，电容器交替进行充电和放电，电路中形成电流2是不是所有的交变电流的有效值都有关系？【提示】不是只有正(余)弦式电流才有U，I.1在定义有效值时要注意：三同2公式Ue、Ie仅
7、适用于正弦式电流3在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值如电功率的计算式：PIU中，U、I均为有效值4在交流电路中，电压表、电流表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值在没有具体说明情况下，所给出的交变电流的电压、电流指的都是有效值5各种使用交变电流用电器铭牌上标出的额定电压、额定电流均指有效值4如图335所示，是一个按正弦规律变化的交变电流的图象根据图象可知该交变电流的电流有效值是_ A，频率是_ Hz. 【导学号：46852060】图335【解析】从图象可知电流的最大值是1 A，有效值Ie0.707 A；周期是0.2 s，所以频率f5 Hz
8、.【答案】0.707 A5 Hz5如图336所示为一交流电随时间而变化的图象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为Im；电流的负值的强度为Im，则该交流电的有效值为 ()图336ABImCImDIm【解析】交变电流一个周期内通过电阻R产生的热量为()2R1102IR1102，直流电流I通过R相同时间产生的热量为I2R2102.由有效值的定义知：()2R1102IR1102I2R2102，得IIm.【答案】D6目前，我国照明电路的电压瞬时值表达式为u311sin 100t V，则我国照明电路的电压有效值与频率分别为() 【导学号：46852061】A220 V,50 HzB311 V,50 HzC220 V,60 HzD311 V,60 Hz【解析】由电压表达式知Um311 V，100 rad/s，则U220 V，fHz50 Hz，故选项A正确【答案】A1交变电流的表达式与图象表达是对应的两种形式，要注意t0时的初始值是多少，进而确定函数是正弦式还是余弦式及图象的起始点位置2只有正(余)弦式交流才有：E.
