2020_2021学年新教材高中物理第3章交变电流与远距离输电第1节交变电流的特点课件鲁科版选择性必
2022秋新教材高中物理第三章交变电流第一节认识交变电流课件粤教版选择性必修第二册
三、用公式描述交变电流 1．填一填 (1)感应电动势的瞬时表达式推导：
设 ab 和 cd 的长度为 l，ad 边的长度为 l′，磁感应强度为 B，线圈平面从 中性面开始转动的角速度为 ω，经时间 t 后转至如图所示位置，则 ab 和 cd 边垂直切割磁感线的速度为 v⊥＝ω·l′2 ·sin ωt。
2．判一判
(1)大小不变，方向随时间做周期性变化的电流为直流。
(×)
(2)只要方向随时间做周期性变化的电流即为交变电流。
(√ )
(3)手机充电器输出的是直流。
(√ )
3．选一选 如图所示的图像中表示交变电流的是( )
解析：B、C两图像中，虽然电流大小随时间做周期性变化，但电流方向不变， 故不是交变电流。 A图中电流的方向没发生变化，不是交变电流。D图中，电 流的大小、方向均随时间做周期性变化，是交变电流，故D正确。 答案：D
(2)电容器的耐压值不能低于交变电流的峰值，否则会损坏。
【重难释解】 1．交变电流的峰值 (1)由交变电动势的表达式 e＝NBSωsin ωt 可知，电动势的峰值 Em＝NBSω。 (2)交变电动势的最大值，由线圈匝数 N、磁感应强度 B、转动角速度 ω 及线圈
面积 S 决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关，但转轴必须垂直于磁 场，因此如图所示几种情况，若 N、B、S、ω 相同，则电动势的最大值相同。
[答案] (1)a→d→c→b→a (2)e＝314cos(100πt)V (3)0.1 C
正弦式交变电流瞬时值表达式的书写技巧 (1)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式 Em＝NBSω 求出相应峰值。 (2)确定线圈的角速度：可根据线圈的转速或周期由 ω＝2Tπ＝2πf 求出， f 表示线圈的频率也可表示每秒的转数。 (3)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。 ①线圈从中性面位置开始转动，则 e-t、i-t、u-t 图像为正弦函数图像，函 数式为正弦函数。 ②线圈从垂直中性面位置开始转动，则 e-t、i-t、u-t 图像为余弦函数图像， 函数式为余弦函数。
高中物理新教材同步选择性必修第二册 第3章交变电流1 交变电流
1交变电流[学习目标] 1.通过实验观察交变电流的方向.2.会分析交变电流的产生过程，会推导交变电流电动势的表达式.3.知道什么是正弦式交变电流，知道正弦式交变电流的瞬时值表达式.4.了解交流发电机的构造及工作原理．一、交变电流1．交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流，简称交流．2．直流：方向不随时间变化的电流称为直流．二、交变电流的产生交流发电机的线圈在磁场中转动时，转轴与磁场方向垂直，用右手定则判断线圈切割磁感线产生的感应电流方向．三、交变电流的变化规律1．中性面(1)中性面：与磁感线垂直的平面．(2)当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量最大，线圈中的电流为零．2．从中性面开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式：e＝E m sin ωt，E m叫作电动势的峰值，E m＝NωBS.3．正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流．4．正弦式交变电流和电压电流表达式i＝I m sin_ωt，电压表达式u＝U m sin_ωt.其中I m、U m分别是电流和电压的最大值，也叫峰值．四、交流发电机1．主要构造：电枢和磁体．2．分类(1)旋转电枢式发电机：电枢转动，磁极不动．(2)旋转磁极式发电机：磁极转动，电枢不动．判断下列说法的正误．(1)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流．(×)(2)线圈在通过中性面时磁通量最大，电流也最大．(×)(3)线圈在通过中性面时电流的方向发生改变．(√)(4)从线圈平面经中性面时开始计时，在线圈转动90°角的时间内，电流一直增大．(√)(5)从线圈平面与中性面垂直开始计时，在线圈转动2圈的过程中电流方向改变4次．(√)(6)线圈转动过程中通过线圈的磁通量最大的位置，也是感应电流最大的位置．(×)一、交变电流与直流1．交变电流大小和方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流，简称交流．2．常见的交变电流的波形图实际应用中，交变电流有着不同的变化规律，常见的有以下几种，如图1所示．图13．直流方向不随时间变化的电流叫作直流，大小和方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流．如图所示，属于交流电的是()答案 C解析电流大小、方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征．A、B、D三项所示的电流大小随时间做周期性变化，但其方向不变，不是交变电流，它们是直流电，故A 、B 、D 错误；C 选项中电流符合交变电流的特征，故C 正确．二、交变电流的产生导学探究 假定线圈绕OO ′轴沿逆时针方向匀速转动，如图2所示，则：图2(1)线圈转动一周的过程中，线圈中的电流方向如何变化？(2)线圈转动过程中，当产生的感应电流有最大值和最小值时线圈分别在什么位置？ 答案 (1)转动过程电流方向 甲→乙B →A →D →C 乙→丙B →A →D →C 丙→丁A →B →C →D 丁→甲A →B →C →D(2)线圈转到乙或丁位置时线圈中的感应电流最大．线圈转到甲或丙位置时线圈中感应电流最小，为零，此时线圈所处的平面称为中性面．知识深化 两个特殊位置1．中性面位置(S ⊥B ，如图2中的甲、丙)线圈平面与磁场垂直的位置，此时Φ最大，ΔΦΔt为0，e 为0，i 为0. 线圈经过中性面时，电流方向发生改变，线圈转一圈电流方向改变两次．2．垂直中性面位置(S ∥B ，如图2中的乙、丁)此时Φ为0，ΔΦΔt最大，e 最大，i 最大． (多选)下图中，哪些情况线圈中产生了交变电流( )答案BCD针对训练在水平向右的匀强磁场中，一线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线框通过电刷、圆环、导线等与定值电阻组成闭合回路．t1、t2时刻线框分别转到如图3甲、乙所示的位置，图甲中线框与磁感线平行，图乙中线框与磁感线垂直，下列说法正确的是()图3A．t1时刻穿过线框的磁通量最大B．t1时刻电阻中的电流最大，方向从右向左C．t2时刻穿过线框的磁通量变化最快D．t2时刻电阻中的电流最大，方向从右向左答案 B解析t1时刻，穿过线框的磁通量为零，线框产生的感应电动势最大，电阻中的电流最大，根据楞次定律判断知通过电阻的电流方向从右向左，A错误，B正确；t2时刻，穿过线框的磁通量最大，磁通量的变化率为零，线框产生的感应电动势为零，电阻中的电流为零，C、D 错误．三、正弦式交变电流的变化规律导学探究如图4所示，线圈平面绕bc边的中点从中性面开始转动，角速度为ω.经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt.设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈面积S＝L1L2，磁感应强度为B，则：图4(1)ab边产生的感应电动势为多大？(2)整个线圈中的感应电动势为多大？(3)若线圈有N 匝，则整个线圈的感应电动势为多大？答案 (1)e ab ＝BL 1v sin ωt ＝BL 1L 2ω2sin ωt ＝12BL 1L 2ωsin ωt ＝12BSωsin ωt . (2)整个线圈中的感应电动势由ab 和cd 两边产生的感应电动势组成，且e ab ＝e cd ，所以e 总＝e ab ＋e cd ＝BSωsin ωt .(3)若线圈有N 匝，则相当于N 个完全相同的电源串联，所以e ＝NBSωsin ωt .知识深化1．正弦交变电流的瞬时值表达式(1)从中性面位置开始计时e ＝E m sin ωt ，i ＝I m sin ωt ，u ＝U m sin ωt(2)从与中性面垂直的位置开始计时e ＝E m cos ωt ，i ＝I m cos ωt ，u ＝U m cos ωt .2．交变电流的峰值E m ＝NωBS ，I m ＝NωBS R ＋r ，U m ＝NωBSR R ＋r. 说明 电动势峰值E m ＝NωBS 由线圈匝数N 、磁感应强度B 、转动角速度ω和线圈面积S 决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关．如图5所示的几种情况中，如果N 、B 、ω、S 均相同，则感应电动势的峰值均相同．图5如图6所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝2πT ，边长L ＝10 cm 的正方形线圈abcd 共100匝，线圈总电阻r ＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的轴OO ′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s ，外电路电阻R ＝4 Ω.求：图6(1)转动过程中线圈中感应电动势的最大值．(2)从图示位置(线圈平面与磁感线平行)开始感应电动势的瞬时值表达式．(3)由图示位置转过30°角时电路中电流的瞬时值．(4)线圈从开始计时经16s 时线圈中的感应电流的瞬时值． (5)外电路R 两端电压的瞬时值表达式．答案 (1)2 2 V (2)e ＝22cos 2πt (V) (3)65 A (4)25 A (5)u R ＝825cos 2πt (V) 解析 (1)设转动过程中线圈中感应电动势的最大值为E m ，则E m ＝nBL 2ω＝100×2π×0.12×2π V ＝2 2 V.(2)从题图所示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e ＝E m cos ωt ＝22cos 2πt (V)．(3)从题图所示位置转过30°角时感应电动势的瞬时值e ′＝22cos 30° V ＝ 6 V ，则电路中电流的瞬时值为i ＝e ′R ＋r ＝65A. (4)t ＝16 s 时，e ″＝E m cos ωt ＝22cos(2π×16)＝ 2 V ， 对应的电流的瞬时值i ′＝e ″R ＋r ＝25A (5)由欧姆定律，得u R ＝e R ＋rR ＝825cos 2πt (V)．确定正弦式交变电流电动势瞬时值表达式的基本方法1．确定线圈转动从哪个位置开始计时，以确定瞬时值表达式是按正弦规律变化还是按余弦规律变化．2．确定线圈转动的角速度．3．确定感应电动势的峰值E m ＝NωBS .4．写出瞬时值表达式e ＝E m sin ωt 或e ＝E m cos ωt .四、交变电流的图像如图7甲、乙所示，从图像中可以得到以下信息：图7(1)交变电流的峰值E m 、I m .(2)两个特殊值对应的位置：①e ＝0(或i ＝0)时：线圈位于中性面上，此时ΔΦΔt＝0，Φ最大． ②e 最大(或i 最大)时：线圈平行于磁感线，此时ΔΦΔt最大，Φ＝0. (3)e 、i 大小和方向随时间的变化规律．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图8甲所示，则下列说法中正确的是( )图8A ．t ＝0时刻，线圈平面与中性面垂直B ．t ＝0.01 s 时刻，Φ的变化率达到最大C ．t ＝0.02 s 时刻，电动势的瞬时值达到最大D ．该线圈产生的相应感应电动势的图像如图乙所示答案 B解析 由题图甲知，当t ＝0时，Φ最大，说明线圈平面与中性面重合，故选项A 错误；当t＝0.01 s 时，Φ最小，为零，Φ－t 图像的斜率最大，即Φ的变化率ΔΦΔt最大，故选项B 正确；当t ＝0.02 s 时，Φ最大，此时电动势的瞬时值为零，故选项C 错误；由以上分析可知，选项D 错误.1．(交变电流的产生)(2020·山西实验中学高二月考)如图所示，各图中面积均为S 的线圈绕其对称轴或中心轴在磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，从图示时刻开始计时，能产生正弦交变电动势e ＝BSωsin ωt 的是( )答案 A解析由题图可知，只有A、C两图线圈转动时穿过线圈的磁通量发生变化，产生交变电流，但C图产生的感应电动势按余弦规律变化，即e＝BSωcos ωt，A图产生的感应电动势按正弦规律变化，即e＝BSωsin ωt；B、D两图线圈转动时均没有导致磁通量变化，不能产生感应电动势．选项A正确，B、C、D错误．2.(交变电流的图像)(多选)一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动，线圈中的感应电动势e随时间t变化的规律如图9所示，则下列说法正确的是()图9A．图中曲线是从线圈平面与磁场方向平行时开始计时的B．t1和t3时刻穿过线圈的磁通量为零C．t1和t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零D．感应电动势e的方向变化时，穿过线圈的磁通量最大答案ACD解析由题图可知，当t＝0时，感应电动势最大，说明穿过线圈的磁通量的变化率最大，磁通量为零，即题图中曲线是从线圈平面与磁场方向平行时开始计时的，选项A正确；t1、t3时刻感应电动势为零，穿过线圈的磁通量的变化率为零，磁通量最大，选项B错误，C正确；感应电动势e的方向变化时，线圈通过中性面，此时穿过线圈的磁通量最大，选项D正确．3.(交变电流的图像)如图10所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正，则下列四幅图像中可能正确的是()图10答案 C解析以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时为计时起点，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为b到a，为负值，且线圈远离中性面，Φ减小，电流增大，故选项C正确．4.(交变电流的变化规律)有一匝数为10匝的正方形线圈，边长为20 cm，线圈总电阻为1 Ω，线圈绕OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图11所示，垂直于线圈平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T．(线圈转动从中性面开始计时)图11(1)求该线圈产生的交变电流的电动势最大值、电流最大值分别为多少？(2)线圈从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大？(3)写出感应电动势随时间变化的表达式．答案(1)6.28 V 6.28 A(2)5.44 V(3)e＝6.28sin 10πt (V)解析(1)线圈产生的交变电流电动势最大值为E m＝NBSω＝10×0.5×0.22×10π V＝6.28 V，电流的最大值为I m＝E mR＝6.281A＝6.28 A.(2)线圈从题图所示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值E＝E m sin 60°≈5.44 V.(3)由于线圈转动是从中性面开始计时的，所以感应电动势瞬时值表达式为e＝E m sin ωt＝6.28sin 10πt (V).考点一交变电流的理解与产生1．(多选)下列图像中属于交变电流的有()答案ABC解析选项D中，电流大小随时间变化，但因其方向不变，所以是直流．选项A、B、C中i的大小和方向均做周期性变化，故它们属于交变电流．2.如图1所示，一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′沿顺时针方向转动，引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环M和N相连．M和N又通过固定的电刷P和Q与电阻R相连．在线圈转动过程中，通过电阻R的电流()图1A．大小和方向都随时间做周期性变化B．大小和方向都不随时间做周期性变化C．大小不断变化，方向总是P→R→QD．大小不断变化，方向总是Q→R→P答案 C解析半圆环交替接触电刷，从而使输出电流方向不变，这是一个直流发电机模型，由右手定则知，外电路中电流方向是P→R→Q，故C正确．3．(2020·安徽阜阳三中高二月考)交流发电机发电示意图如图2所示，线圈转动过程中，下列说法正确的是()图2A．转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大B．转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零C．转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大D．转到图丁位置时，AB边中感应电流方向为A→B答案 D解析 转到题图甲位置时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁通量变化率最小，为零，选项A 错误；转到题图乙位置时，线圈平面与磁感线平行，线圈中产生的感应电动势最大，选项B 错误；转到题图丙位置时，线圈位于中性面位置，此时线圈中产生的感应电流最小，且感应电流方向改变，选项C 错误；转到题图丁位置时，线圈平面与磁感线平行，切割速度与磁感线垂直，根据右手定则可知，AB 边中感应电流方向为A →B ，选项D 正确． 考点二 正弦式交变电流的变化规律4．交流发电机工作时电动势为e ＝E m sin ωt ，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势e ′变为( )A ．E m sin ωt 2B ．2E m sin ωt 2C ．E m sin 2ωtD.E m 2sin 2ωt 答案 C 解析 感应电动势的瞬时值表达式e ＝E m sin ωt ，而E m ＝NBωS ，ω＝2πn ，当n 提高一倍时，ω加倍；当ω加倍而S 减半时，E m 不变，故C 正确．5．(多选)如图3所示，矩形线圈abcd 放在匀强磁场中，ad ＝bc ＝l 1，ab ＝cd ＝l 2.从图示位置起该线圈以角速度ω绕不同转轴匀速转动，则( )图3A ．以OO ′为转轴时，感应电动势e ＝Bl 1l 2ωsin ωtB ．以O 1O 1′为转轴时，感应电动势e ＝Bl 1l 2ωsin ωtC ．以OO ′为转轴时，感应电动势e ＝Bl 1l 2ωcos ωtD ．以OO ′为转轴跟以ab 为转轴一样，感应电动势e ＝Bl 1l 2ωcos ωt答案 CD解析 以O 1O 1′为轴转动时，磁通量不变，不产生交变电流．无论以OO ′为轴还是以ab 为轴转动，感应电动势的最大值都是Bl 1l 2ω，由于是从与磁场平行的面开始计时，产生的是余弦式交变电流，故C 、D 正确，A 、B 错误．6.(多选)如图4所示，一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，转动过程线框中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e ＝0.5sin (20t ) V ，由该表达式可推知以下哪些物理量( )图4A．匀强磁场的磁感应强度B．线框的面积C．穿过线框的磁通量的最大值D．线框转动的角速度答案CD解析根据正弦式交变电流的感应电动势的瞬时值表达式e＝BSωsin ωt可得ω＝20 rad/s，而穿过线框的磁通量的最大值为Φm＝BS，根据BSω＝0.5 V可知磁通量的最大值Φm＝0.025 Wb，无法求出匀强磁场的磁感应强度和线框的面积，故C、D正确．考点三交变电流的图像7.一个闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势如图5所示．下列判断正确的是()图5A．t＝0.01 s时刻，线圈平面处于中性面位置B．t＝0.02 s时刻，线圈平面与磁感线平行C．t＝0.01 s时刻，通过线圈平面的磁通量为零D．1 s内电流的方向变化50次答案 A解析由题图可知t＝0.01 s和t＝0.02 s时，感应电流为零，则感应电动势为零，磁通量最大，线圈平面处于中性面位置，A正确，B、C错误；由于正弦式交变电流在一个周期内电流方向变化两次，而该交变电流的周期为0.02 s，则1 s内电流的方向变化100次，D错误．8．(多选)如图6甲所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向且与线圈共面的轴OO′匀速转动，从某个时刻开始计时，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是()图6A ．t ＝0时刻线圈处于中性面位置B ．t 1、t 3时刻线圈中的感应电流最大且方向相同C ．t 2、t 4时刻穿过矩形线圈的磁通量最大，但感应电流却为零D ．t 5时刻穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率也为零答案 AC解析 t ＝0时刻穿过线圈的磁通量最大，所以线圈处在中性面位置，故A 正确；t 1、t 3时刻穿过线圈的磁通量为零，线圈平面与磁场平行，磁通量的变化率最大，感应电流最大，但方向相反，故B 错误；t 2、t 4时刻穿过矩形线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，所以感应电流为零，故C 正确；t 5时刻穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，故D 错误．9．(2020·安徽合肥一六八中学高二下测试)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势瞬时值表达式为e ＝102sin (4πt ) V ，则( )A ．该线圈转动的角速度为4 rad/sB ．t ＝0时刻线圈平面与磁场垂直C ．t ＝0.25 s 时，e 达到最大值D ．在1 s 时间内，线圈中电流方向改变10次答案 B解析 由交变电动势的瞬时值表达式e ＝102sin (4πt ) V ，可知感应电动势的最大值E m ＝10 2 V ，线圈转动的角速度ω＝4π rad/s ，选项A 错误；将t ＝0代入交变电动势的瞬时值表达式，可得感应电动势为0，则此时线圈处于中性面，线圈平面与磁场垂直，选项B 正确；将t ＝0.25 s 代入交变电动势的瞬时值表达式e ＝102sin (4πt ) V ，可得e ＝102sin π V ＝0，e达到最小值，选项C 错误；线圈转动的周期T ＝2πω＝0.5 s ，则在1 s 时间内线圈转过2周，转1周电流方向改变2次，则在1 s 时间内线圈中电流方向改变4次，选项D 错误．10．一矩形线圈有100匝，面积为50 cm 2，线圈内阻r ＝2 Ω，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从线圈平面与磁场平行时开始计时，已知磁感应强度B ＝0.5 T ，线圈的转速n ＝1 200 r/min ，外接一纯电阻用电器，电阻为R ＝18 Ω，试写出R 两端电压的瞬时值表达式．答案u＝9πcos (40πt) V解析n＝1 200 r/min＝20 r/s，角速度ω＝2πn＝40π rad/s，线圈产生的感应电动势的最大值E m＝NBSω＝100×0.5×50×10－4×40π V＝10π V，从线圈平面与磁场平行时开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式e＝E m cos ωt＝10πcos (40πt) V，由闭合电路欧姆定律i＝eR＋r，故R两端电压的瞬时值表达式u＝Ri＝9πcos (40πt) V.11.(2020·泉州市泉港区第一中学月考)如图7所示，矩形线圈匝数N＝100，ab＝30 cm，ad＝20 cm，匀强磁场磁感应强度B＝0.8 T，绕垂直磁场的轴OO′从图示位置(线圈平面与磁感线平行)开始匀速转动，角速度ω＝100π rad/s，则：图7(1)穿过线圈的磁通量最大值Φm为多大？(2)线圈产生的感应电动势最大值E m为多大？(3)感应电动势e随时间t变化的表达式？(从图示位置开始计时)(4)从图示位置开始匀速转动60°时，线圈中产生的感应电动势为多少？答案(1)0.048 Wb(2)480π V(3)e＝480πcos 100πt (V)(4)240π V解析(1)当线圈转至与磁感线垂直时，穿过线圈的磁通量有最大值，Φm＝BS＝0.8×0.3×0.2 Wb＝0.048 Wb(2)线圈平面与磁感线平行时，感应电动势有最大值为E m＝NBSω＝100×0.8×0.3×0.2×100π V＝480π V；(3)从题图所示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝E m cos ωt＝480πcos 100πt (V)；(4)从题图所示位置开始匀速转动60°，即ωt＝60°，则此时线圈中产生的感应电动势e′＝480π×cos 60° V＝240π V.。
2020-2021学年高中物理第3章交变电流与远距离输电第1节交变电流的特点课件鲁科版选择性必修2
【解析】选C。A、B、D中电流i的方向随时间发生了周期性变化，是交变电流； C中电流方向不变，是直流电，故选C。
【规律方法】(1)只要电流的方向发生变化，即为交变电流，若方向不变，尽管 大小变化，亦为直流电。 (2)在i-t或u-t图像中，正负表示方向，若题中给出了i-t或u-t图像，一定要注 意图像的坐标原点是否为0，图中i或u的值有无正负变化。
【课堂小结】
课堂素养达标
1.(多选)如图所示图像中属于交变电流的有( )
【解析】选A、B、C。交变电流是大小、方向都随时间变化的电流，所以A、B、 C正确；D仅是电流的大小发生变化而方向不变，故不属于交变电流。
2.(多选)有一交变电流随时间变化的图像如图所示，则由此图像可知( )
A.它的周期是0.8 s C.它的有效值是2 2 A
【解析】选B、C。由题图可知周期为4×10-2
s，则f=
1 T
1 Hz=25
410－2
Hz，1
s
内该交变电流完成25次周期性变化，故选项B、C正确，选项A、D错误。
【规律方法】 利用波形图求交变电流的周期(或频率)的方法：一个完整的波形对应的时长 就是一个周期，频率与周期互为倒数，即f= 1 。
各有什么特点？ 提示：直流电流的方向不随时间变化，交变电流的方向随时间做周期性变化。
1.交变电流：_大__小__和_方__向__都随时间做周期性变化的电流，简称_交__流__电__，符号 为AC。 2.直流电流：_方__向__不随时间变化的电流，符号为DC。 3.转化关系：交变电流经过电子电路的处理，也能变成_直__流__电__流__。
矩形脉冲 电流
非对称性 交变电流
电流图像
I=
Im 2
2020-2021学年人教版选修3-2 5.1 交变电流 课件(34张)
答案：
问题1：由B A；
问题2：由A
B；
问题3：当线圈位于甲、丙位置时，线圈中没 有电流；当线圈位于乙、丁位置时，线圈中电 流最大。
三、交变电流的变化规律
思考：
交变电流的变化规律 又是怎样的呢？
1.两个特殊位置：
N
N
b
c
V
a
a d
SS
d
V
S
中性面：垂直磁场方向的平面叫做中性面。
（1）当线圈位于中性面时，
小结课堂内容： 本节课主要掌握：
1.知道交变电流的定义 2.知道中性面的概念 3.知道交流电是怎样产生的 4.掌握交流电的变化规律及图象 5.会运用正弦交流电的瞬时表达式和图象解决相
关问题
作业：
完成导学案上的练习题；
Thank you! 谢 谢 大 家 ！
3
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动， 产生的交变电流的图像如图所示，由图可知( D )
A.在A和C时刻线圈处于中性面位置 B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零 C.从A～D线圈转过的角度为2π D.若从O～D历时0.02 s，则在1 s内交变 电流的方向改变100次
4
如图，有一个正方形线圈的匝数为10匝 ，边长为20 cm，线圈总电阻为1Ω，线 圈绕OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转 动，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T，求 ：(1)该线圈产生的交变电流电动势的峰 值、电流的峰值分别是多少； (2)若从中性面位置开始计时，写出感应 电动势随时间变化的表达式； (3)线圈从图示位置转过60°时，感应电 动势的瞬时值是多大？
时刻， t 电动势的
瞬时值为：
e Em sin t
其中： e为电动势在时刻 t 的瞬时值，Em为电动 势的最大值（峰值）．ωt为线圈转过的角度， 从中性面开始计时。
新教材鲁科版高中物理选择性必修第二册第3章交变电流与远距离输电 知识点考点重点难题提炼汇总
第3章交变电流与远距离输电第1节交变电流的特点.............................................................................................. - 1 - 第2节交变电流的产生.............................................................................................. - 7 - 第3节科学探究：变压器........................................................................................ - 14 - 第4节电能的远距离输送........................................................................................ - 19 - 变压器综合问题............................................................................................................ - 24 - 章末复习总结................................................................................................................ - 28 -第1节交变电流的特点一、直流电流和交变电流1．直流电流：方向不随时间变化的电流。
2．恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流。
3．交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，俗称交流。
4．图像特点(1)恒定电流的图像是一条与时间轴平行的直线，如图甲所示。
2020_2021学年新教材高中物理第3章交变电流与远距离输电章末测评含解析鲁科版选择性必修2202
章末综合测评(三) 交变电流与远距离输电(时间：90分钟分值：100分)1．(4分)下列关于变压器的说法正确的是( )A．变压器工作的基础是自感现象B．在原线圈中，电能转化为磁场能C．电能能够从原线圈传递到副线圈，是因为原、副线圈通过导线连在一起D．变压器对恒定电流也能变压B[变压器工作的基础是原副线圈的互相感应，并不是自感现象，在原线圈中电能转化为磁场能，副线圈中磁场能转化成电能，电能是通过磁场从原线圈传递到副线圈的，变压器只能对变化的电流有变压作用，综上所述，只有B正确。
]2．(4分)小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户。
设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器总功率的增加将导致( )A．发电机的输出电流变小B．高压输电线路的功率损失变大C．升压变压器次级线圈两端的电压变小D．降压变压器次级线圈两端的电压变大B[随着用电器总功率的增加，负载电流增大，导致线路上损耗加大，降压变压器初级电压减小，其次级电压也随之减小；由于发电机输出电压稳定，所以升压变压器初级电压不变，其次级电压也不变。
]3．(4分)对在电能远距离输送中所造成的电压、功率损失，下列说法中正确的是( ) A．只有输电线的电阻才造成电压损失B．只有输电线的电抗才造成电压损失C ．只有变压器的铜损和铁损才造成了输送中的功率损失D ．若用高压直流电输送，可以减小因电抗造成的电压、功率损失D [远距离高压输电过程中，不仅线路上的电阻会损失电压，电抗也会损失电压，故A 、B 错误；输电过程中的功率损失是指输电线上的功率损失，故C 错误；若用高压直流电输送，则只有电阻的影响，无电抗的影响，故D 正确。
]4．(4分)一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的波形如图所示，由图可以知道( )A ．0.01 s 时刻线圈处于中性面位置B ．0.01 s 时刻穿过线圈的磁通量为零C ．该交流电流有效值为2 AD ．该交流电流频率为50 HzB [0.01 s 时刻电流最大，电动势最大，处于与磁感线平行的位置，故A 错，B 对；I m＝6.28 A ，所以有效值I ＝6.282 A ≈4.44 A ，故C 错；由题图知T ＝0.04 s ，f ＝10.04 Hz ＝25Hz ，故D 错。
新教材高中物理第3章交变电流与远距离输电习题课交变电流“四值”与理想变压器的动态分析课件鲁科版选择性
第3章
习题课:交变电流“四值”
与理想变压器的动态分析
课堂篇 探究学习
问题一
交变电流“四值”
【情境探究】
如图所示,矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表A组成闭合电路。线
圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动,转动的角速度
ω=100π rad/s。线圈的匝数N=100,边长ab=0.2 m、ad=0.4 m,电阻不计。
1 2
则副线圈的电流I2变大,根据 = 可知原线圈的电流变大,即电流表示数
2 1
变大,故D正确。
答案 D
3.小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电
动势与时间的关系是正弦函数。将发电机与一个标有“6 V,6 W”的小灯泡
连接形成闭合回路,不计电路的其他电阻。当线圈的转速为n=5 r/s时,小灯
动,产生的感应电流的最大值为Im,设灯泡的电阻为R,其他电阻不计。从如
图所示位置开始计时,则(
A.电路中电流的最大值
)
2
Im=
B.电路中电流的瞬时表达式为 i=Imsin ωt
m
C.电流表的读数为 2
m 2
D.灯泡的电功率为 2 R
解析 感应电动势的最大值 Em=BL2ω,则电流的最大值
答案 D
解析 变压器的输入电压U1不变,匝数比不变,根据
1 1
= 可知,变压器的输
2 2
出电压U2不变,而电压表测量的就是变压器的输出电压U2,故电压表的示数
不变,故C错误。开关闭合前后,灯泡L1的电压一直等于U2,故灯泡L1的电压
不变,则亮度不变,A、B错误。S闭合后,副线圈的总电阻减小,而电压不变,
rad/s,故电路中电流的瞬时值表达式为i=1.41sin 10πt A,选项C正确。
2020_2021学年新教材高中物理第3章交变电流与远距离输电第2节交变电流的产生课时作业含解析鲁科
交变电流的产生(建议用时：25分钟)考点一交变电流的产生1．(多选)如图，线圈中能产生交变电流的是( )A B C DBCD[由交变电流的产生条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状及转轴的位置没有特别要求。
故选BCD。
]2．如图所示为演示交变电流的装置图，关于这个实验，正确的说法是( )A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置，ab边的感应电流方向为由a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零C[线圈在磁场中匀速转动，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流方向改变，线圈每转动一周，有两次经过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故选项A错误；线圈平面跟磁感线垂直的位置称为中性面，显然图中并不是中性面，选项B错误；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则可知，ab边中感应电流方向为由a→b，选项C正确；线圈平面跟磁场平行时，线圈产生的感应电动势最大，而此时的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，故选项D错误。
]考点二 交变电流的规律3．某交变电流的电压为u ＝62sin 314t (V)，则( )A ．把额定电压为6 V 的小灯泡直接接在此电源上，小灯泡能正常发光B ．把电磁打点计时器接在此电源上，打点周期为0.01 sC ．把此电压加在阻值为6 Ω的电阻上，该电阻消耗的功率为12 WD ．击穿电压为6 V 的电容器能直接接在此电源上 A [电源电压有效值为6 V ，刚好等于小灯泡的额定电压，A 对；打点计时器的打点周期等于交变电流的周期，是0.02 s ，B 错；6 Ω电阻消耗的功率P ＝U 2R ＝626 W ＝6 W ，C 错；击穿电压6 V 小于电源最大电压6 2 V ，该电容器不能直接接到此电源上，D 错。
]4.如图所示，在水平匀强磁场中一矩形闭合线圈绕OO ′轴匀速转动，若要使线圈中的电流峰值减半，不可行的方法是( )A ．只将线圈的转速减半B ．只将线圈的匝数减半C ．只将匀强磁场的磁感应强度减半D ．只将线圈的边长减半B [由I m ＝E mR ，E m ＝NBS ω，ω＝2πn ，得I m ＝NBS ·2πnR ，故A 、C 可行；又电阻R 与匝数有关，当匝数减半时电阻R 也随之减半，则I m 不变，故B 不可行；当边长减半时，面积S 减为原来的14，而电阻减为原来的12，故D 可行。
2020_2021学年新教材高中物理第3章交变电流与远距离输电章末综合提升学案鲁科版选择性必修
第3章交变电流与远距离输电[巩固层·知识整合][提升层·能力强化]交变电流“四值”的辨析及应用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＝E m sin ωti＝I m sin ωt分析线圈某一时刻的受力情况最大值最大的瞬时值E m＝NBSωI m＝E mR＋r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＝E m2U＝U m2I＝I m2(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(4)保险丝的熔断电流平均值 交变电流图像中图线与时间轴所夹面积与时间的比值E ＝nΔΦΔtI ＝E R ＋r计算通过电路截面的电荷量l ab ＝0.4 m ，l bc ＝0.2 m ，矩形线圈所在处的匀强磁场的磁感应强度B ＝0.2 T ，线圈总电阻r＝1 Ω，外接电阻R ＝9 Ω。
线圈以n ＝100πr/s 的转速在磁场中匀速转动。
求：(1)线圈中产生的感应电动势的最大值；(2)若线圈从通过中性面时开始计时，写出回路中电流随时间变化的关系式； (3)交流电压表和电流表的读数； (4)此交流发电机的总功率和输出功率。
[解析] (1)E m ＝NBSω＝NBl ab l bc ω＝50×0.2×0.4×0.2×100π×2π V＝160 V 。
(2)ω＝2πn ＝200 rad/s ，I m ＝E mr ＋R ＝16 A ，i ＝16sin 200t (A)。
(3)电流表的读数I ＝12I m ＝8 2 A电压表的读数U ＝IR ＝72 2 V 。
(4)发电机的总功率P ＝IE ，E ＝12E m ，所以P ＝82×12×160 W＝1 280 W 。
发电机的输出功率等于外电路电阻消耗的电功率。
即P R ＝IU ＝82×72 2 W ＝1 152 W 。
总结交变电流第一节知识点
总结交变电流第一节知识点交变电流是在电力系统中常用的形式，因为它可以通过变压器和发电机等设备方便地进行输送和转换。
同时，交变电流也在许多家用电器中使用，例如灯具、电风扇、电视机、空调等。
因为交变电流在输电过程中能够通过变压器改变电压，从而减小输电损耗。
在学习交变电流的知识点时，我们需要了解交变电流的产生、特点、传输、以及相关的电路和元件等一系列内容。
在本文中，我将对交变电流的第一节知识点进行总结。
这些知识点包括交变电流的产生、交变电流的特点、正弦波交变电流、交变电流的传输、交变电流的电路元件和相关实验等。
交变电流的产生交变电流可以通过多种方式产生，最常见的方式是通过交变电压源产生。
交变电压源可以是交流发电机、变压器、振荡电路等。
当交变电压源与负载电阻相连时，就会产生交变电流。
此外，交变电流还可以通过引入交变电阻、电感和电容等元件，通过交变电压源产生。
交变电流的特点交变电流与直流电流相比，具有以下几个显著的特点：1. 方向和大小的周期性变化。
在一个周期内，电流的方向和大小是不断变化的，这点与直流电流不同。
2. 周期性。
交变电流是周期性的，其周期就是一个完整的方向和大小的变化。
单位时间内交变电流的周期数称为频率，通常用赫兹（Hz）来表示。
3. 值的变化。
交变电流的数学表达式一般为正弦函数形式，可以通过不同的频率、幅值和相位来描述。
4. 交变电流的平均值为零。
由于交变电流是周期性变化的，其平均值在一个周期内为零。
5. 交变电流的有效值。
交变电流实际上并不是以不断变化的数值形式存在，而是以其有效值来代表。
有效值是指一个与交变电流等效的直流电流，使得两者在相同条件下产生相同的功率。
正弦波交变电流正弦波是一种特殊的交变电流，它的数学表达式为正弦函数形式。
正弦波交变电流的特点是周期性、规律性和简单性。
在电力系统中，交变电流一般被假设为正弦波交变电流，这样可以方便地进行分析和计算。
正弦波交变电流的数学表达式为：I(t) = I0*sin(ωt + φ)其中，I(t)为交变电流的大小和方向，I0为交变电流的峰值，ω为角频率，t为时间，φ为相位角。
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有效值 I ＝
I21＋2 I22＝5 A。
[答案] 5 A
1．物理观念：直流电流、交变电流、周期、频率、最大值、有 效值的概念。
2．科学思维：最大值及有效值的计算。
当堂 达标 固双 基
1．(多选)下列说法正确的是( )
A．使用交流电的用电器铭牌上所标示的额定电压、额定电流的
数值均为最大值
B．用交流电流表和电压表测得的数值是有效值
【例 2】 关于交变电流的周期和频率，下列说法中正确的是 ()
A．正弦式交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期 B．1 s 内交变电流出现最大值的次数等于频率 C．交变电流方向变化的频率为交变电流频率的 2 倍 D．50 Hz 的交变电流，其周期等于 0.05 s
C [根据周期的定义知选项 A、B 错误；因为在一个周期的时间 内，交变电流会出现正向和负向最大值各一次，但相邻两个峰值的 时间间隔为半个周期；交变电流在一个周期内方向改变两次，即方 向变化的频率为交变电流频率的 2 倍，故选项 C 正确；由 T＝1f＝510 s＝0.02 s，知选项 D 错误。]
2．周期、频率、角速度、转速间的关系 (1)角速度 ω 与 T、f 的关系：ω＝2Tπ＝2πf。 (2)我国使用的交变电流：T＝0.02 s，f＝T1＝50 Hz，ω＝100π rad/s，电流方向每秒改变 100 次。 (3)角速度 ω(单位 rad/s)、转速 n(单位 r/s)都是描述交变电流变 化快慢的物理量。n 越大，角速度越大，交变电流变化越快，T、f、 ω、n 之间的关系是：T＝2ωπ，ω＝2πf＝2πn。
峰值。
( ×)
(6)交变电流的有效值是从电流的热效应角度规定的。 (√ )
2．关于交变电流和直流电流的说法中正确的是( ) A．如果电流大小随时间做周期性变化，则一定是交变电流 B．直流电流的大小和方向一定不变 C．交变电流一定是按正弦规律变化的 D．交变电流的最大特征就是电流的方向随时间做周期性的变化
提示：电磁式打点计时器的打点频率与工作电流频率相同，我 国生产、生活用电的频率为 50 Hz，所以打点计时器的打点时间间隔 T＝1f＝0.02 s；时间间隔由电源的频率决定。
1．对交变电流的周期和频率的理解 周期和频率是描述交变电流的物理量，跟任何周期性过程一样， 交流电也要用周期或频率来表示变化的快慢。在实验中，线圈匀速 转动一周，电动势、电流都按正弦规律变化一次。 (1)线圈转动一周，交流电恰好完成一次周期性变化。 (2)从线圈转动来说，周期就是线圈在磁场中转动一周所用的时 间；频率就是 1 s 内线圈在磁场中转动的圈数。
A [一个周期内正弦交变电流方向改变两次，A 正确；只有正 弦交变电流，才有 Im＝ 2I 关系，B 错误；交变电流的正负表示方向， 最小值为零，C 错误；交流电流表的指针不随交变电流的周期变化 而变化，D 错误。]
甲
乙
二、交变电流的周期和频率
1．交变电流的周期和频率的比较
周期(T)
频率(f)
定义
交变电流在一段时间内完成周 交变电流完成 1 次周期性变
期性变化的次数与这段时间之 化所需的 时间
比
单位Biblioteka s(秒)Hz (赫兹)
作用 我国交 变电流
联系
表示交变电流变化的快慢
0.02 s
1 T＝ f 或
50 Hz
2.正弦式交变电流 大小和方向随时间按正弦规律变化的电流。 三、交变电流的最大值和有效值 1．最大值 交变电流在一个周期内所能达到的最大值叫作交变电流的最大 值，又称峰值，交变电流的电流、电压的峰值分别用 Im 和 Um 表示。
提示：随着线圈的转动，电流表的指针不停地在“0”刻度线两 侧左右摆动，说明手摇发电机产生的电流大小、方向都处于变化中。
1．直流、交流、恒定电流的特点 (1)电流分类：按电流的方向是否变化分直流和交流两种，方向 不变的电流称为直流，方向变化的电流称为交流。 (2)直流分类：分为恒定电流和脉动直流，其中大小、方向都不 随时间改变的电流叫恒定电流，方向不随时间改变而大小随时间改 变的电流叫脉动直流。 (3)交流分类：按交流电图像特点分正弦(或余弦)式交变电流、矩 形波交变电流、锯形波交变电流等。
设某一恒定电流 I 在相同的时间 T 内通过该电阻产生的热量为 I2RT，
由有效值的定义知：43I20RT＝I2RT，得 I＝ 23I0，故 B 正确。]
求解有效值的一般方法与技巧 (1)首先要分析交变电流的变化规律，正弦式交变电流的最大值 和有效值的关系是 I＝ Im2，U＝U2m，非正弦式交变电流一般不符合此 关系。
第三步：代入数值，求解有效值。
2．几种常见电流有效值的计算
电流名称
电流图线
正弦式交变 电流
正弦半波电流
有效值
I＝
Im 2
I＝I2m
正弦单向脉动 电流
矩形脉动电流
非对称性交变 电流
I＝
Im 2
I＝
Im 2
I＝ 12I21＋I22
【例 3】 如图所示为一交变电流的图像，则该交变电流的有效 值为( )
第3章 交变电流与远距离输电 第1节 交变电流的特点
学习目标：1.[物理观念]知道什么是直流电、交变电流并能够区 分。 2.[物理观念]知道交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。 3.[科学思维]理解交变电流的最大值和有效值，能利用有效值的定义 计算常见交变电流的有效值。
自主 预习 探新 知
阅读本节教材，回答第 52 页“问题”并梳理必要知识点。 教材 P52 问题提示：交变电流是方向随时间做周期性变化的电 流，直流电是方向不随时间变化的电流。描述交变电流的物理量有 周期、频率、最大值和有效值等。
[跟进训练] 3．如图表示一交变电流随时间变化的图像，则此交变电流的有 效值是多少？
[解析] 交变电流的周期 T＝0.02 s，在前半周期，电流为 I1＝4 2 A；后半周期电流 I2＝3 2 A。根据焦耳定律，在一个周期内交变电
流通过电阻 R 产生的热量 Q＝I21RT2＋I22RT2＝I2RT，所以交变电流的
交流电有效值与最大值的理解与计算
如图甲、图乙中电炉烧水，设其他条件都相同，水的质量相等， 水的初温相同。若恒定电流用 10 分钟把水烧开，而交变电流也用 10 分钟把水烧开。两种情况的通电时间、电阻热量相同吗？交流电电 流的有效值是多少？
甲
乙
提示：热量相同。有效值是 3 A。
1．计算有效值的两种方法：
(1)若按正(余)弦规律变化的交变电流，可利用交变电流的有效值
与峰值的关系求解，即
E＝Em2，U＝U2m，I＝
Im 。 2
(2)对于非正弦式交变电流，必须根据有效值的定义进行计算。
第一步：计算交变电流在一个周期内产生的热量 Q；
第二步：将热量 Q 用相应的物理量的有效值表示 Q＝I2RT 或 Q
＝UR2T；
[跟进训练] 1．下列四个图像中不属于交流电的是( )
D [A、B、C 中 i 的方向均做周期性变化，故它们属于交流电， D 中 i 的大小变化而方向不变，属直流电。]
交变电流的周期和频率
打点计时器接到干电池上怎样调整也不打点，而接到学生电源 的低压交流挡上就顺利打点，每隔 0.02 s 打一个点。打点计时器为什 么打点时间间隔为 0.02 s？其时间间隔由什么决定？
[跟进训练] 2．(多选)如图所示，下列对图像的描述正确的是( )
A．该电压是直流电压 B．该电压是交流电压 C．该电压的周期是 0.2 s D．该电压的频率是130 Hz
BD [从图像可以看出每经过 0.3 s 开始重复上一个过程，所以 0.3 s 是一个周期，频率是130 Hz，在一个周期内，前 0.1 s 电压为正 值，后 0.2 s 电压为负值，表示前后电流方向相反，所以是交变电流， B、D 对，A、C 错。]
2．交变电流与直流电的本质区别 (1)交变电流的大小不一定变化，如方形波交变电流，其大小可 以是不变的；直流电的大小不一定不变。 (2)交变电流与直流电的最大区别在于交变电流的方向发生周期 性变化，而直流电的方向不变。
【例 1】 对于如图所示的电流 i 随时间 t 做周期性变化的图像， 下列描述哪些是正确的( )
＝
Im 是正弦式交变电流有效值和最大值的关系，故 2
D
项错误。故正
确答案为 BC。]
2．对交变电流的下列说法正确的是( ) A．正(余)弦交变电流在一个周期内电流的方向改变两次 B．交变电流的最大值总是有效值的 2倍 C．若正弦交变电流的最大值为 10 A，则它的最小值为－10 A D．演示交变电流随时间的变化规律时，应选用交流电流表
D [直流电流的特征是电流的方向不变，电流的大小可以改变。 交变电流的特征是电流的方向随时间改变。交变电流有多种形式， 正弦式交流电只是交变电流中最基本、最简单的一种，故选项 D 正 确。]
3．(多选)有一交变电流如图所示，由此图像可知( )
A．它的周期是 0.8 s C．它的有效值是 2 A
B．它的最大值是 4 A D．它的频率是 0.8 Hz
(2)对于非正弦式交变电流，可在一个周期内分段求出产生的热 量，再求热量的总和 Q。将总热量 Q 用相应的物理量 I 或 U 来表示 如Q＝I2Rt或Q＝UR2t，则 I 或 U 为该交变电流相应的有效值。
(3)方波式交变电流的正、负半周期最大值不相等时，要分段计 算电热，一般取一个周期或周期的整数倍的时间计算电热。
2．有效值 让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果它们在相 同时间内产生的热量相等，则该恒定电流的数值就叫作交变电流的有 效值。交变电流的电流、电压的有效值分别用 I、U 表示。 3．正弦式交变电流的有效值和最大值的关系 U＝U2m≈0.707Um，I＝ Im2≈0.707Im。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)