2017-2018学年高中物理 第3章 电路与电能传输 2 交变电路教师用书 教科版选修1-1.doc

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1、2　交变电路学习目标知识脉络1.知道交变电路的组成.2.知道交变电路电压和电流是随时间周期性变化的．(重点)3.知道什么是有效值.4.知道电容器和电感器的构造及在电路中的作用．(难点)交变电路　交变电压及电流1．交变电路的组成(1)交变电路由交变电源及电容、电阻、电感等元件组成．(2)“～”代表交变电源，一般由交流发电机供给．家庭用的就是220V的交变电流，常称为市电．2．交变电压及交变电流(1)变化规律：在一般交流电路中电压可表示为u＝U0_sin_2πft，电流可表示为i＝I0_sin_2πft.(2)峰值、频率：U0、I0指交变电路中电压、电流的峰值；f是交变电流的频率

2、．(3)有效值：在一个周期内其交流电通过电阻R所产生的热量与某一恒定电流在同样时间内通过该电阻所产生的热量相等，那么这个直流电压(电流)的大小就叫做该交流电压(电流)的有效值．1．家用照明电是交变电流．(√)2．照明电路电压为220V指的是有效值．(√)3．交变电路的有效值是以电流的热效应定义的．(√)交变电流的大小是否一定变化？它与直流电的最大区别是什么？【提示】　交变电流的大小不一定变化，如方形波电流，它与直流电的最大区别是方向发生周期性的变化．1．有效值和平均值的区别交流电的有效值是按热效应定义的，对于一个确定的交流电来说，其有效值是恒定的，而平均值由公式＝n·确定，其

3、值的大小与所取时间间隔有关，如对正弦交流电其正半周的＝，而一个周期内的＝0.在计算热量、电功率时，用有效值；在计算通过导体的电荷量时，用平均值，进行电路计算时要注意区分两者的不同．对于一般的交流电其有效值和平均值不相等这要从有效值的定义上理解，因为电流的有效值是根据电流的热效应定义的，而电流产生的热量Q＝I2Rt，也就是热量等于电流的平方在时间上的积累效果，而不是电流在时间上的积累．2．求解有效值的一般步骤(1)首先要分析交变电流的变化规律，在一个交变电流中可能存在n种形式的交流电．(2)一个交变电流中存在n种形式，可在一个周期内分段求出产生的热量，求其和．(3)不同分段恒定

4、电流的交流电的有效值不是算术平均值，而是分段用焦耳定律求解．1．(多选)下图中属于交变电流的是(　　)【解析】　A和D中电流方向没有发生变化所以不是交变电流，B和C中电流的方向周期性变化，所以是交变电流．【答案】　BC2．已知某交变电流变化规律是i＝20sinωtA，当t＝时，电流的瞬时值为(　　)A．10A　　　　　　　B．17.32AC．7.07AD．14.14A【解析】　将ω＝代入i＝20sinωt得i＝20sintA，再将t＝代入，得i＝20sin(×)A＝10A＝17.32A．故B正确．【答案】　B3．如图321表示一交变电流的电流随时间而变化的图象．此交变电流的有

5、效值是(　　)【导学号：】图321A．5AB．5AC．3.5AD．3.5A【解析】　使此交变电流通过电阻R，在一个周期内产生的热量为Q交＝IR·＋IR·＝(I＋I)R·　　式中I1＝4A，I2＝3A，T＝0.02s设另一直流电I，通过同样的电阻在同样时间(T＝0.02s)内产生的热量为Q直＝I2RT根据有效值的定义，由Q直＝Q交，即I2RT＝(I＋I)R·得I＝＝A＝5A这个直流电就称为此交变电流的有效值．【答案】　B在有效值的计算中要掌握的原则是：认清交变电流的变化规律，分清每一阶段的电流的特征，确定每一阶段的有效值，一定要在一个周期内使用焦耳定律来计算有效值.电容和电感1

6、．电容(1)两块彼此绝缘而又相互靠近的导体，都可以组成一个电容器．(2)当电容器接到交流电路上，电容器交替进行充电和放电，电路中形成大小、方向不断变化的电流．电容器能够通交隔直．(3)电容对交变电流也会产生阻碍作用，我们用“容抗”表示作用的大小．2．电感(1)电感由线圈，或者加铁芯的线圈构成．(2)直流电路中电感的作用仅在电源接通和断开时表现出来．(3)在交变电路中由于电流不断变化，因而电感线圈中不断产生电磁感应现象，电感的存在反抗着或阻碍着电流的变化．因而电感对交变电流时刻都有阻碍作用，称为“感抗”．(4)电感有通直，阻交的作用．1．在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容

7、器．(√)2．电感器对直流电的阻碍作用也较大．(×)3．电感器对直流没有阻碍作用．(√)电容器、电感器对交流电的阻碍作用的实质是什么？【提示】　电容器阻碍作用的实质是：由于极板充电带电荷后，会产生阻碍电流的反向电压，形成容抗．电感器阻碍作用的实质是：由于交变电流通过线圈时，线圈中产生了电磁感应现象，从而阻碍了电流的变化，形成感抗．1．电容器的工作原理电容器广泛应用于滤波、耦合、振荡等电子电路中，如收音机的调谐电路中就有电容器．电容器的工作原理如图322所示，电容器接直流电源时，灯泡虽然不亮，但是电容器自