普通高中物理选择性必修二第三章第2节交变电流的描述

关于“普通高中物理选择性必修二第三章第2节交变电流的描述”的竖屏导图，包括周期与频率、峰值与有效值、正弦式交变电流的公式和图像及电感器和电容器对交变电流的作用等内容，作为备课参考。

• 普通高中物理选择性必修二 第三章第2节 交变电流的描述
• 内容来源|普通高中教科书 物理 选择性必修第二册 人民教育出版社 软件|亿图脑图MindMaster
• 正弦式交变电流的大小和方向都随时间发生周期性变化，如何描述这种电流的变化特征呢？
• 周期和频率
• 周期
  • 定义：交变电流完成一次周期性变化所需时间。
    • 线圈转动一周，电压、电流都发生一次周期性变化。
  • 周期用符号T 表示 ；单位是秒（s）。
• 频率
  • 定义：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作它的频率。
    • 频率的数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。
  • 频率用符号 f 表示 ；单位是赫兹（Hz）。
  • • 由三角函数知识可知，w 等于频率的2p倍
• 周期和频率都是表示交变电流变化快慢的物理量。
• 思考与讨论 一交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少?
• 峰值和有效值
• 峰值
  • 交变电流的峰值Im或Um可以用来表示电流的强弱或电压的高低。
  • 把电容器接在交流电路中时，需要知道电压的峰值。
    • 电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器可能被击穿。
• 思考与讨论 如图是通过一个R为1W的电阻的电流i随时间变化的曲线。这个电流不是恒定电流。
  • 怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？
  • 如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大？
• 有效值
  • 定义：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流的电流与电压分别为I、U，我们就把I、U叫作这一交变电流的有效傎。
    • “有效”指的是电流热效应的等效。
  • • 图示交变电流的有效值是1.67A
      • 图示电流通过1W的电阻时，在1s内产生的热量为2.8J。
      • 相当于一个电流为1.67A的恒定电流通过这个电阻时，在1s内产生的热量。
  • 正弦式交变电流
    • 这两个关系式只适用于正弦式电流
  • 应用
    • 家庭电路的电压220V，是指有效值。
    • 使用交流的电气设备上，标出的额定电压和额定电流都是有效值。
    • 一般交流电压表测量的数值是有效值。
    • 以后提到交变电流的数值，凡没有特别说明的，都指有效值。
• 正弦式交变电流的公式和图像
• 正弦式 交变电流
  • 变化快慢
    • 用周期和频率来描述电流（或电压）的变化快慢。
  • 最大值
    • 用峰值来描述变化过程的最大值。
  • 详细描述
    • 图像
    • 公式
    • 可以全面记录和反映电流（或电压）每个时刻的情况。
• 拓展学习 电感器和电容器对交变电流的作用
• 电感器
  • 电感器对交变电流的阻碍作用
    • • 接到直流电源上
      • 接到交流电源上
      • 取直流电源的电压与交流电压的有效值相等。
        • 接交流电源时灯泡要暗一些。
    • 直流电路
      • 当电压一定时，影响电流强弱的只是电阻。
    • 交流电路
      • 线圈接入交流电路时，除了线圈自身的电阻对交变电流有阻碍作用外，还有由于线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作用，这叫感抗。
        • 线圈自感越大，交流的频率越高，线圈的感抗就越大。
  • 扼流圈
    • 是电工技术和电子技术常用的元件。
    • 利用电感器对交流的阻碍作用，分为高频扼流圈和低频扼流圈。
• 电容器
  • 交变电流能够通过电容器
    • • 接到直流电源上
        • 直流不能通过电容器，所以接直流电源的灯泡不亮。
      • 接到交流电源上
        • 当电容器接到交流电源两端时，由于电容器两端电压不断变化而不断地充电和放电，电路中就有了充、放电的电流，表现为交流”通过“了电容器。
  • 电容器对交变电流的阻碍作用
    • 电容器对交流有阻碍作用。电容器对交流阻碍作用的大小叫容抗。
      • 电容器的电容越大，交流的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，即容抗越小。
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