一、周期和頻率
1．周期(T)：
交變電流完成______________________所需的時間。
2．頻率(f)：
交變電流完成周期性變化的次數(shù)與所用時間之比叫作頻率，數(shù)值等于交變電流在單位時間內(nèi)完成________________________。
3．周期和頻率的關(guān)系：T＝__________或f＝________。
4．角速度與周期、頻率、轉(zhuǎn)速的關(guān)系：ω＝________＝________＝2πn。
如圖為我國照明電路的u－t圖像。
這個交變電流的周期為多少？頻率為多少？每秒電流方向改變多少次？
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(1)若交變電流是線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動形成的，則交變電流的周期也是線圈做圓周運動的周期。( )
(2)交變電流在1 s內(nèi)電流方向變化的次數(shù)就是它的頻率。( )
例1 (多選)矩形金屬線圈共10匝，繞垂直于磁場方向的軸在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e隨時間t變化的情況如圖所示。下列說法正確的是( )
A．此交變電流的頻率為0.2 Hz
B．1 s內(nèi)電流方向變化10次
C．t＝0.1 s時，線圈平面與磁場方向平行
D．1 s內(nèi)線圈轉(zhuǎn)5圈
二、峰值和有效值
1．峰值：交變電流的電壓和電流的最大值。
若將交變電流接入純電阻電路中，則電路中的電流及外電阻兩端的電壓的最大值分別為Im＝eq \f(Em,R＋r)，Um＝ImR。
2．有效值
(1)如圖是通過一個R＝1 Ω的電阻的電流i隨時間t變化的圖像。
①0～1 s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量為______ J。
②如果有一個大小、方向都不變的恒定電流通過這個電阻R，也能在1 s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱量，這個電流大小為________ A。
(2)讓交變電流與恒定電流分別通過________________的電阻，如果在交變電流的________________________它們產(chǎn)生的__________________，則此恒定電流的電流和電壓叫作交變電流的有效值。
3．關(guān)于有效值的說明
(1)在正弦式交變電流中，最大值與有效值之間的關(guān)系為：E＝______＝__________，U＝________＝________，I＝__________＝__________。(只適用于正弦式交變電流)
(2)在非正弦式交變電流中，必須根據(jù)電流的熱效應(yīng)求解有效值。
(3)以下情況均指有效值。
①交流用電器上標(biāo)出的額定電壓和額定電流；
②一般交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)；
③保險絲的熔斷電流及一切與熱有關(guān)的交變電流的功、功率、熱量等；
注意：以后提到的交變電流的數(shù)值，若沒有特殊說明，均指有效值。
某交流電壓的瞬時值表達(dá)式u＝6eq \r(2)sin (100πt) V，把標(biāo)有“6 V 2 W”的小燈泡接在此電源上會不會被燒壞？把耐壓值為6 V的電容器接在此電源上會不會被擊穿？
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例2 如圖甲所示，標(biāo)有“220 V 40 W”的燈泡和標(biāo)有“20 μF 300 V”的電容器并聯(lián)到交流電源上，為理想交流電壓表，交流電源的輸出電壓如圖乙所示，下列判斷正確的是( )
A．?dāng)嚅_開關(guān)，t＝eq \f(T,2)時刻，的示數(shù)為零
B．?dāng)嚅_開關(guān)時燈泡恰好正常發(fā)光
C．開關(guān)閉合時電容器不可能被擊穿
D．?dāng)嚅_開關(guān)，的示數(shù)保持220eq \r(2) V不變
例3 (2023·新鄉(xiāng)市高二期末)通過某用電器的電流和時間的關(guān)系圖像如圖所示(前半個周期為正弦波形的eq \f(1,2))，則該交變電流的有效值為( )
A.eq \f(\r(3),2)I0 B.eq \f(\r(5),3)I0
C．I0 D.eq \f(3,4)I0
針對訓(xùn)練 如圖所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時間的變化關(guān)系圖像，若使這兩種電流分別通過兩個完全相同的電阻，則經(jīng)過1 min的時間，兩電阻消耗的電功之比W甲∶W乙為( )
A．1∶eq \r(2) B．1∶2
C．1∶3 D．1∶6
三、正弦式交變電流的公式和圖像
1．正弦式交變電流的公式和圖像可以詳細(xì)描述交變電流的情況。若從線圈通過中性面時開始計時，交變電流的圖像是________曲線。
2．若已知電壓、電流最大值分別是Um、Im，周期為T，則正弦式交變電流電壓、電流表達(dá)
式分別為u＝__________________，i＝__________________。
3．正弦式交變電壓的圖像如圖所示。
例4 (2021·北京卷)一正弦式交變電流的i－t圖像如圖所示。下列說法正確的是( )
A．在t＝0.4 s時電流改變方向
B．該交變電流的周期為0.5 s
C．該交變電流的表達(dá)式為i＝2cs 5πtA
D．該交變電流的有效值為eq \f(\r(2),2) A
例5 圖甲為一小型發(fā)電機的示意圖，發(fā)電機線圈內(nèi)阻為1 Ω，燈泡L的電阻為9 Ω，電壓表為理想交流電壓表。發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢e隨時間t按圖乙的正弦規(guī)律變化，則( )
A．t＝0.01 s時，穿過線圈的磁通量為零
B．線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50 rad/s
C．電壓表的示數(shù)為9 V
D．燈泡L的電功率為10 W

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