3.1交变电流的特点
交变电流的特点
课堂互动讲练
例 如图3－1－4所示的各图象中表示交变 电流的是( )
图3－1－4
一、描述交变电流变化快慢的物理量
1．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时 间.（用T表示，单位是s） 2．频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数， 用f 表示，单位是Hz．
1 T f
我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率 为50Hz，电流方向每秒改变100次．
解：有效值为：
E
Em
311 220V 2 2
5 例、下列有效值为 i 2 A 的是（ AC） 2
i/A 5 0 -5 5 0 -5 i/A t/s
5 0.2 0.4
t/s
i/A
0
-5 5 0 -5 i/A
0.2
0.4
t/s
A
B
0.2 0.4 t/s
C
D
(3)有效值的说明：
A、交流用电器上标出的额定电压和额定 电流指的是有效值；
i/A
2 1 0 -1 -2
0.5
1 t/s
解： (1) QБайду номын сангаас 2.8J
(2)Q直 I Rt
2
2.8 I 11
2
I 2.8 A
2、有效值
（1）定义：
根据电流的热效应来规定，让交流 和恒定电流分别通过大小相同电阻，如 果在交流的一个周期内它们产生的热量 相等，而这个恒定电流是I、电压是U， 我们就把这I、U叫做这个交流的有效值。
2
e(i)
T
t
o
变化状态完全相同的两点间的时间(t)为 一个周期(T)
二、描述交变电流大小的物理量 1、峰值（最大值）： I m、U m
交变电流课件—高二下学期物理人教版选择性必修第二册
自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
解这析种:大选小B。和方向都随通时间过做周换期性向变化器电流和，叫电做交刷变电，流。流过R的方向一直是A→R→B。
(1)线圈处于中性面位置时,穿过线圈的Φ_____,但线圈中的电流为___。
上节课我们学习了互感现象，自感现象以及自感系数，知道了当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。
用示波器或电压传感器先观察电池供给的电压的波形，再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。
演示：将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路。
线圈在磁场中匀速转动时,在电路中产生呈周期性变化的交变电流,线圈经过中性面时电流改变方向,线圈每转动一周,有两次通过中性面,电流方向改变两次,指针左右摆动一次。
A项中线圈磁通量始终为零,没有感应电流。
这两种波形各有什么特点？
线圈在磁场中匀速转动时,在电路中产生呈周期性变化的交变电流,线圈经过中性面时电流改变方向,线圈每转动一周,有两次通过中性面,电流方向改变两次,指针左右摆动一次。
线圈转动两周,电流的方向改变2次
解析:C 0 s时,线圈产生的感应电动势为零
自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
线圈转动时产生的是交变电流，大小不断变化，但由于
情境导入
出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造。演示：将手摇
发电机模型与小灯泡组成闭合电路。当线框快速转动时，观察到什么现象? 故选项B、C、D正确。
线圈在磁场中匀速转动时,在电路中产生呈周期性变化的交变电流,线圈经过中性面时电流改变方向,线圈每转动一周,有两次通过中性面,电流方向改变两次,指针左右摆动一次。
3、中性面——线圈平面与磁感线_____时的位置。
解析:C 线圈转动时产生的是交变电流，大小不断变化，但由于通过换向器和电刷，流过R的方向一直是A→R→B。
三相交变电流
三相交变电流1. 简介三相交变电流是指三相电源中的电流按时间上的变化呈现出交替变化的特征。
在电力系统中，三相交变电流是最常见的电力供应形式之一，广泛应用于家庭、工业、商业等领域。
2. 基本原理三相交变电流是由三个同频率但相位相差120°的电流组成。
这三个电流分别称为A相、B相和C相。
根据三相交变电流的周期性变化特点，可以使用正弦函数来表示其变化过程。
3. 三相交变电流的特点3.1 平衡性三相交变电流的平衡性是指三个相之间的电流大小和相位差是否保持稳定。
在理想情况下，三个相的电流应该相等且相位差120°，以保持电力系统的平衡运行。
3.2 功率传输效率高三相交变电流具有较高的功率传输效率。
由于三个相之间的电流变化相位差正好构成一个三角形，其形状有利于电能传输，降低了功率传输过程中的功率损耗。
3.3 适用于大功率负载三相交变电流适用于各类大功率负载，如电动机、电炉等。
相比单相电流，三相交变电流能够提供更大的功率输出，满足工业领域对大功率负载的需求。
3.4 相对稳定的电压输出三相交变电流可以产生相对稳定的电压输出。
由于三个相之间的电流平衡性和相位差的特点，当一个相的电压下降时，其他两个相的电压可以弥补，并保持稳定的输出电压。
4. 三相交变电流的应用4.1 家庭用电在家庭电力供应中，一般采用三相交变电流供电系统。
通过将三相电流转换为单相电流，供应给家庭中的各个电器设备使用，如照明、空调、冰箱、洗衣机等。
4.2 工业用电工业领域对大功率负载的需求较大，因此广泛使用三相交变电流供电系统。
通过三相交变电流的供电，实现各类工业设备和生产线的正常运行，如电动机、风机、水泵等。
4.3 商业用电商业用电中，也常采用三相交变电流供电系统。
例如，商场、办公楼、酒店等场所都需要三相交变电流来满足商业设备和照明设备的供电需求。
5. 总结三相交变电流作为电力系统常见的供电形式，具有平衡性、高效率、适用于大功率负载以及稳定的电压输出等特点。
3.1交变电流教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
课时
第一课时
步骤
师生互动设计
二次备课
教学方法与手段
1. 教学方法
- 讲授法：通过讲解交变电流的产生、描述和特性等概念，引导学生理解和掌握核心知识。
- 讨论法：通过小组讨论，让学生探讨交变电流在实际生活中的应用，培养学生的思考和交流能力。
- 实验法：通过观察和操作实验，让学生直观地了解交变电流的产生和特性，提高学生的实践能力。
3.1交变电流 教学设计 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册
主备人
备课成员
教材分析
本节课的教学内容是高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册中的3.1节“交变电流”。本节课主要内容包括交变电流的产生、交变电流的描述以及交变电流的有效值等。这部分内容是学生对电流概念的进一步理解和深化，也是后续学习电磁感应、电机原理等知识的基础。
知识点梳理
1. 交变电流的产生
- 交流发电机：通过电磁感应原理，利用磁场和线圈的相对运动产生交变电流。
- 变压器：利用电磁感应原理，改变交流电的电压和电流大小。
2. 交变电流的描述
- 瞬时值：交流电在某一瞬间的电流大小。
- 最大值：交流电电流大小的最大值。
- 平均值：交流电在一定时间内的平均电流大小。
3. 课堂互动
现在，我们来进行课堂互动。同学们，你们能举个例子，说明一下交变电流在生活中的应用吗？很好，大家都提到了一些常见的例子，如家庭电路、手机充电器等。接下来，我们来进行一个小实验，观察交变电流的一些特性，并尝试进行计算。
4. 巩固练习
5. 总结与反思
最后，我们来进行总结与反思。同学们，你们觉得今天学到了些什么呢？交变电流的产生、描述和有效值有哪些特点和应用呢？我们可以一起总结一下，加深对知识的理解和记忆。
交变电流课件-高二物理人教版(2019)选择性必修第二册
D. t = 0.03s 时线圈产生的感应电动势为零
2、如图所示，匀强磁场的磁感应强度 B0 = 0.1T，所用矩形线圈的匝数 n
= 100 匝，边长lAB = 0.2m，lBC=0.5m，以角速度 ω = 100π rad/s 绕对
称轴OO' 匀速转动，当线圈平面通过中性面时开始计时，试求：
B
四个图必须会分析！
I=0
小结
（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最
大，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势
为零
（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线
圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变
两次
（3）线圈经过垂直中性面的位置时，穿过线圈
的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，线圈
中的电动势为最大。
i=Imsinωt
Im=Em/R叫电流的最大值
u=Umsinωt
Um=ImR叫电压的最大值
3、图像
课堂练习
1、一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀
速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的 Φ - t 图像如图
所示。下列说法中正确的是 (
)
A. t = 0 时刻线圈在中性面位置
B. t = 0.01s 时线圈产生的感应电动势达到最大
二、交变电流的产生
1、哪几条边切割磁感线？
2、线圈转动一圈的过程中电流方向如何变化？以AB边为研究对象分析。
3、线圈转动一圈的过程中哪个位置处感应电流最大？哪个位置没有感应电流？
为了能更方便地说明问题，我们将立体
图转化为平面图来分析
B
A(B)
A
C
D
3交变电流 教学设计说课稿 大单元教学设计说课稿 高中物理人教版(2019)选择性必修第二册
大单元教学设计说课稿《3.1 交变电流》一、教材分析①本节课主要介绍交变电流的基本概念、特点和类型，为后续学习交变电流的相关知识打下基础。
②教材突出了交变电流在现代电力系统中的重要地位，让学生认识到交变电流的广泛应用。
③本课程涉及到数学知识，如正弦函数、平均值等，需要学生具备一定的数学基础。
④教材通过实例和实验，使学生更好地理解交变电流的概念和特点。
二、学情分析①学生已掌握直流电流的基本知识，具备一定的物理学基础，有利于学习交变电流的相关知识。
②学生对交变电流的概念和应用场景有一定了解，但尚未形成系统化的知识体系。
③学生对于涉及数学知识的部分可能存在困惑，需要教师引导和解答。
④学生的实验操作能力有待提高，需要在实验环节加强指导和训练。
三、核心素养1.物理观念①培养学生理解交变电流的基本概念和特点，明确其与直流电流的区别。
②使学生了解交变电流在现代电力系统中的重要作用，认识到交变电流的广泛应用。
③引导学生探究交变电流的类型，如正弦交变电流、方波交变电流等。
2.科学思维①教导学生运用数学知识分析交变电流的特点，如正弦函数、平均值等。
②培养学生运用物理原理分析交变电流的产生和传输过程。
③引导学生通过比较直流电流和交变电流，理解二者的优缺点。
3.科学探究①鼓励学生通过实验探究交变电流的产生和特点，培养动手能力。
②指导学生设计实验方案，比较不同类型交变电流的特点。
③引导学生关注交变电流在生活中的应用，培养学生的实际问题解决能力。
4.科学态度与责任①培养学生积极探究交变电流现象的精神，形成主动学习的态度。
②教导学生遵循科学方法和实验规范，培养学生的科学精神和实验安全意识。
③鼓励学生关注电能的节约使用和可持续发展，培养社会责任感。
四、教学重难点1.重点①理解交变电流的基本概念和特点，掌握其与直流电流的区别。
②学习交变电流的类型，如正弦交变电流、方波交变电流等。
③了解交变电流在现代电力系统中的重要作用和广泛应用。
交变电流特点 练习 高中物理新鲁科版选择性必修第二册(2022年)
3.1交变电流特点一、单选题1．图中各图线不表示交流的是（）A．B．C．D．2．下列关于交变电流和直流的说法中，正确的是()A．如果电流的大小做周期性变化，则一定是交变电流B．直流的大小可以变化，但方向一定不变C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D．以上说法都不正确3．下列说法正确的是（）A．方向不变、大小随时间变化的电流是交变电流B倍C．远距离输电时，可通过减小输电线的电阻来降低输电损耗D．理想变压器原、副线圈中通过的交变电流的频率之比等于原、副线圈的匝数之比4．关于交变电流与直流电的说法中，不正确的是（）A．如果电流大小做周期性变化，则不一定是交变电流B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化5．如图所示的的几种电流随时间变化的图线中，不属于交变电流的是（）A．B．C．D．6．下列各图中不属于交变电流的是（）A．B．C．D．7．图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化下列说法正确的是A．图甲表示交流电，图乙表示直流电B．两种电压的最大值和有效值都相等C．图甲所示电压的瞬时值表达式为u=31lsin100πt(V)D．图甲所示电压经原副线圈匝数比为10︰1的变压器变压后频率变为原来的110二、多选题8．下列图像中属于交流电的是（）A．B．C．D．9．下列图像中，属于交流电的有（）A．B．C．D．10．对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是（）A．电流大小变化，方向不变，是直流电B．电流大小、方向都变化，是交流电C．电流的周期为0.01 sD．电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电11．在如图所示的几种电流随时间变化的图象中，属于交变电流的是() A．B．C．D．12．如图所示的各图象中表示交变电流的是（）A．B．C．D．三、解答题13．如图是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似于打点计时器。
专题交变电流教案B
一、教案名称：专题交变电流教案B二、教学目标：1. 让学生理解交变电流的概念及其特点；2. 掌握交变电流的瞬时值、峰值和有效值等基本概念；3. 学会计算交变电流的频率、周期和角频率等参数；4. 了解交变电流在不同电路元件中的传输特性；5. 培养学生分析问题和解决问题的能力。
三、教学内容：1. 交变电流的概念及其特点；2. 交变电流的瞬时值、峰值和有效值；3. 交变电流的频率、周期和角频率；4. 交变电流在电阻、电感和电容元件中的传输特性；5. 交变电流的功率计算。
四、教学重点与难点：1. 教学重点：交变电流的基本概念、参数计算和传输特性；2. 教学难点：交变电流的瞬时值、峰值和有效值的转换及计算。
五、教学方法与手段：1. 采用讲授法，讲解交变电流的基本概念、参数计算和传输特性；2. 利用多媒体课件，展示交变电流的波形和电路图，增强学生直观理解；3. 进行课堂练习，巩固所学知识；4. 引导学生进行小组讨论，培养学生的合作能力。
六、教学进程安排：1. 第一课时：交变电流的概念及其特点（30分钟）1.1 讲解交变电流的定义1.2 分析交变电流的特点1.3 举例说明交变电流的实际应用2. 第二课时：交变电流的瞬时值、峰值和有效值（30分钟）2.1 讲解瞬时值、峰值和有效值的概念2.2 演示瞬时值、峰值和有效值的计算方法2.3 练习计算示例3. 第三课时：交变电流的频率、周期和角频率（30分钟）3.1 讲解频率、周期和角频率的定义3.2 演示频率、周期和角频率的计算方法3.3 练习计算示例七、教学评估：1. 课堂练习：要求学生在课堂上完成练习题，巩固所学知识；2. 课后作业：布置相关习题，要求学生回家后自主完成；3. 小组讨论：评估学生在小组讨论中的表现，培养学生的合作能力；4. 课堂问答：评估学生在课堂上的参与度和理解程度。
八、教学资源：1. 多媒体课件：展示交变电流的波形、电路图和计算公式等；2. 练习题：提供丰富的练习题，帮助学生巩固所学知识；3. 小组讨论材料：提供相关话题和问题，引导学生进行讨论；4. 教学大纲：明确教学目标、内容和进程安排。
人教版选择性必修第二册-3.1交变电流-教案
2020-2021学年人教版（2019）选择性必修第二册3.1交变电流教案一、知识与技能1、理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。
2、掌握交变电流的变化规律及表示方法。
3、理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。
二、过程与方法1、通过分析交变电流的产生过程，让学生经历从生活实例到物理模型建立的过程，学会建立物理模型的方法并激发学生学习的积极性和主动性。
2、经历对交变电流的变化规律的探究过程，加深领悟用图像描述电流变化的方法。
三、情感态度与价值观1、通过分析交变电流的产生过程，培养学生的观察能力、空间想象能力以及将立体图转化为平面图的能力。
2、根据法拉第电磁感应定律探究交变电流的变化规律，培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。
1、交变电流的产生过程的物理分析。
（重点）2、交变电流的变化规律的探究。
（重点）3、交变电流的产生原理的理解。
（难点）4、交变电流的变化规律的理解及应用。
（难点）多媒体课件一、导入新课：【演示】用示波器或电压传感器先观察用干电池供电时电压的波形，再观察用学生电源交流挡供电时电压的波形。
这两种波形各有什么特点呢？【教师讲解】在显示屏上显示的电压（或电流）随时间变化的图像，在电工技术和电子技术中常常叫作波形图，从波形图上可以很清楚地看到电流的大小和方向的变化，我们把电压、电流的大小和方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流。
本节课我们主要学习正弦式交变电流。
二、讲授新课：1、交变电流【教师提问】干电池供电的波形图和学生电源交流挡供电的波形图有何不同？【学生回答】干电池供电的波形图中，电流（电压）不随时间而变化；交流电源供电的波形图中，电流（电压）随时间做周期性变化。
【教师总结】（1）交变电流：电压、电流的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）恒定电流：电压、电流的大小和方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流。
（3）直流：方向不随时间变化的电流称为直流。
交变电流的特点
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。
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。
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。
(2)交变电流的图像有时会在时间轴的上方，有时会在时间轴的下方，即随时间做周期性变化，如图乙所示。
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)定义交变电流完成1次周期性变化所需的时间交变电流在一段时间内完成周期性变化的次数与这段时间之比单位s(秒)Hz(赫兹)作用表示交变电流变化的快慢我国交变电流0.02 s50 Hz联系T＝1 f或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I m和U m表示。
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＝U m2≈0.707U m，I＝I m2≈0.707I m。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)只要是交变电流，其峰值就是有效值的2倍。