2021高三物理专题复习课件专题11 交变电流.ppt
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【新战法】届高考物理专题(复习专题(11)交变电流(21页)PPT课件
(3) 图像：正弦交流电的电动势e、电流i和电压u的变化规律可用正 弦或余弦函数图像描述．
3．表征交变电流的物理量
(1) 瞬时值：是指交变电流在某一时刻所具有的数值，常用e、u、
i表示．若线圈从中性面开始转动计时，则t时刻的感应电动势瞬时值表 达式为e＝Emsinωt，感应电流瞬时值表达式为i＝Imsinωt，电路中用电 器两端的电压瞬时值表达式为u＝Umsinωt.
(1) 中性面：线圈平面和磁场方向垂直时的位置称为中性面．此时穿
过线圈的磁通量最大，但变化率为零，感应电动势为零．线圈平面与中性 面垂直时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，电动势最大．
2
考点46 交变电流
(2) 若从中性面开始计时，函数式e＝Emsin ωt(其中最大值Em＝ nBSω)，若从线圈平面和磁场方向平行时开始计时，函数式e＝Emcos ωt.3Βιβλιοθήκη 考点46 交变电流4
考点46 交变电流
5
考点46 交变电流 交变电流的内容一直都是高中物理学习的一个难点．本专题考查题型通常 是选择题，重点考查交流电的产生原理、图像、表达式以及交流电的有效值．
考法1 交变电流的描述方法★★★★
1．交流电产生过程中的两个特殊位置
6
考点46 交变电流
2.瞬时值表达式的书写 (1) 确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图像或由公式Em＝nBSω求 出相应峰值． (2) 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i－t图像为正弦函数图像，函数式 为i＝Imsinωt.
若一段时间内电流的方向发生改变，则流过导线横截面的电荷量为两
个方向上的电荷量之差；平均值是和电荷量相关联的，所以凡涉及计
算一段时间内通过导线横截面电荷量的问题，应利用平均值处理．
3．表征交变电流的物理量
(1) 瞬时值：是指交变电流在某一时刻所具有的数值，常用e、u、
i表示．若线圈从中性面开始转动计时，则t时刻的感应电动势瞬时值表 达式为e＝Emsinωt，感应电流瞬时值表达式为i＝Imsinωt，电路中用电 器两端的电压瞬时值表达式为u＝Umsinωt.
(1) 中性面：线圈平面和磁场方向垂直时的位置称为中性面．此时穿
过线圈的磁通量最大，但变化率为零，感应电动势为零．线圈平面与中性 面垂直时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，电动势最大．
2
考点46 交变电流
(2) 若从中性面开始计时，函数式e＝Emsin ωt(其中最大值Em＝ nBSω)，若从线圈平面和磁场方向平行时开始计时，函数式e＝Emcos ωt.3Βιβλιοθήκη 考点46 交变电流4
考点46 交变电流
5
考点46 交变电流 交变电流的内容一直都是高中物理学习的一个难点．本专题考查题型通常 是选择题，重点考查交流电的产生原理、图像、表达式以及交流电的有效值．
考法1 交变电流的描述方法★★★★
1．交流电产生过程中的两个特殊位置
6
考点46 交变电流
2.瞬时值表达式的书写 (1) 确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图像或由公式Em＝nBSω求 出相应峰值． (2) 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i－t图像为正弦函数图像，函数式 为i＝Imsinωt.
若一段时间内电流的方向发生改变，则流过导线横截面的电荷量为两
个方向上的电荷量之差；平均值是和电荷量相关联的，所以凡涉及计
算一段时间内通过导线横截面电荷量的问题，应利用平均值处理．
交变电流章节复习PPT课件
关，计算电功和热量必须用有效值 ②有效值一般与所取时间的长短有关，在无特别说明时是以一个
周期的时间来确定有效值的． ③交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由电表内部元
件把交流电变成了等效的直流，所以读出的就是交流的有效值， 并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。
注意：电容器的耐压值是交流的最大值。
以下几种情况若B、N、S、ω相同，则Em相同：
2.1、如图所示，有一矩形线圈 abcd 在匀 强磁场中分别绕O1、O2轴以同样的角速度 匀速转动，那么此线圈在以O1、O2为轴分 别旋转到线圈平面与磁场垂直时，所产生 的感应电流之比为
A、1∶2 B、2∶1 C、1∶4 D、4∶1 E、1∶1
a O1 O2
(4)激光通信中的尖脉冲
四、交流发电机
1、构造 ①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极
2、种类 ①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动） ②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动） 无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部 分叫定子
1．在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交 变电流的是 A B D ，属于正弦交变电流的是 A 。
三、交变电流的图像和变化规律 1、正弦交变电流的图象
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
三、交变电流的图像和变化规律
2、交变电流的变化规律
(1)感应电动势: e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时) e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时)
（4）线圈转到什么位置，电流最小（没有电流）？ 线圈转到什么位置，电流最大？
周期的时间来确定有效值的． ③交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由电表内部元
件把交流电变成了等效的直流，所以读出的就是交流的有效值， 并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。
注意：电容器的耐压值是交流的最大值。
以下几种情况若B、N、S、ω相同，则Em相同：
2.1、如图所示，有一矩形线圈 abcd 在匀 强磁场中分别绕O1、O2轴以同样的角速度 匀速转动，那么此线圈在以O1、O2为轴分 别旋转到线圈平面与磁场垂直时，所产生 的感应电流之比为
A、1∶2 B、2∶1 C、1∶4 D、4∶1 E、1∶1
a O1 O2
(4)激光通信中的尖脉冲
四、交流发电机
1、构造 ①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极
2、种类 ①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动） ②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动） 无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部 分叫定子
1．在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交 变电流的是 A B D ，属于正弦交变电流的是 A 。
三、交变电流的图像和变化规律 1、正弦交变电流的图象
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
三、交变电流的图像和变化规律
2、交变电流的变化规律
(1)感应电动势: e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时) e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时)
（4）线圈转到什么位置，电流最小（没有电流）？ 线圈转到什么位置，电流最大？
高三物理交变电流PPT优秀课件
正弦函数式。
1
如图10-1-5(a)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(如图10-1-5(b))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
四幅图中正确的是 (
)D
图10-1-5
感应强度为B，线圈与外电阻R构成闭合电
路，整个线圈的电阻为r。现在让线框以
OO′连线为轴，以角速度ω匀速转动，从 图示时刻开始计时，求：
(1)闭合电路中电流瞬时值的表达式；
(2)当 t
4
时，电阻R两端的电压值。
【答案】(1)inB2l si nt
2(Rr)
2nB2lR
(2) 4(Rr)
图10-1-3
1.本章内容实际上是电磁感应现象研究的继续，是楞 次定律及法拉第电磁感应定律的具体应用。其知识特点是 需要了解识记的基本概念较多，但重点内容突出，主要围 绕交变电流的产生、变化规律及表征交变电流的物理量这 一中心展开，在此基础上研究了变压器的工作原理和远距 离输电。另外，简单介绍了电感、电容对交变电流的影响。
2.本章知识的另一个特点是与科学、技术、社会联系 密切，输电工程又是属于知识密集型工程，在学习的过程 中，要注意理论联系实际，要善于知识的迁移、综合和应 用。
要点一 中性面与峰值面的比较
中性面
含义
线圈平面与磁 场方向垂直
磁通量 磁通量的变化率
感应电动势
最大(BS) 0 0
峰值面 线圈平面与磁
场方向平行 零
2.在交流电路中，电压表、电流表、功率表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值。在没有具体 说明的情况下，所给出的交流电的电压、电流及电功率指的都是有效值。
高考物理第三轮复习主干知识主题十一交变电流ppt课件
2．(2017·开封质检)如图所示，一台理想变压
器的原、副线圈的匝数比为 5∶1，原线
圈接入最大值一定的正弦交流电，副线圈电路中一个定值
电阻与电容器并联，电压表和电流表均为理想交流电表，
电流表 A1、A2 及电压表 V 的示数分别为 I1、I2、U2，定值 电阻的阻值为 R，其消耗的功率为 P，电容器的电容为 C，
2．将线圈在辐向性磁场转动产生的方波交流电和线圈在 匀强磁场转动产生正弦式交流电混淆。
3．在变压器中误认为II21＝nn21适用于各种情况。 4．原线圈接电阻时混淆电源电压和原线圈输入端电压。 5．计算电损时将变压器两端电压 U 出与电线上分压 U 损 混淆。
[保温训练·试一试]
1．通过理想变压器给用电器供电，电路如图甲所示，变压器
解析：由于变压器原、副线圈的匝数不变，而且输入电压不 变，因此增加负载不会影响输出电压，故 A 项错误；根据 变压器原理可知输出电压 U2＝nn21U1，当滑动触头 P 向上滑 时，n2 增大，所以输出电压增大，故 B 项正确；由于用电 器是并联的，因此用电器增加时总电阻变小，输出电压不变， 总电流增大，故输电线上热损耗增大，故 C 项错误；用电 器增加时总电阻变小，总电流增大，输出功率增大，所以输 入功率增大，故 D 项错误。 答案：B
初级线圈匝数 n1＝1 000 匝，两个次级线圈的匝数分别为
n2＝50 匝、n3＝100 匝。在初级线圈 ab 端接如图乙所示的
交变电流，下列说法正确的是
()
A．交变电流的频率为 100 Hz B．U2＝50 V，U3＝100 V
C．I1∶I2＝1∶20
D．闭合开关 S，则 I1 增大
解析：交变电流的周期为 0.02 s，频率为 50 Hz，A 项错误；
高中物理高考 高考物理一轮复习专题课件 专题11+交变电流(全国通用)
【易错防范】 (1)没有能量损失的变压器叫理想变压器.( √ ) (2)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用.( √ ) (3)变压器不但能改变交变电流的电压.还能改变交变电流的频率.
(× ) (4)理想变压器能改变交变电压、交变电流，但不改变功率，即输 入功率总等于输出功率.( √ )
(1)t＝0时感应电流的方向；
(2)感应电动势的瞬时值表达式；
(3)线圈转一圈外力做的功；
(4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量.
【解题探究】 分析题意，明确交变电流的“四值”适用的情况：
(1)求电动势的瞬时值应先求电动势的
.
(2)求线圈转一圈外力做的功要用电流的
.
(3)求电荷量时要用电流的
要点二 交流电的“四值”的应用 [突破指南] 对交变电流的“四值”的比较和理解
物理量 瞬时值
峰值(最大 值)
物理意义
e＝Emsinωt
u＝Umsin ωt
i＝Imsinωt
Em＝nBSω Im＝RE＋mr
适用情况及说明 计算线圈某时刻的受 力情况
讨论电容器的击穿电 压
(1)计算与电流的热效应有关的 对正(余) 弦交流电有： 量(如电功、电功率、电热等)
知识点一 交变电流及其图象 1.交变电流 (1)定义： 大小和方向随时间做__周__期__性__变化的电流.
(2)图象： 如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流.
2.正弦交流电的产生和图象 (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕_垂__直___磁场方向的轴匀速转动. (2)图象：如图甲、乙所示.
【易错防范】 (1)交变电流的主要特征是电流的方向随时间发生周期性变化.( √ ) (2)线圈平面与磁感线垂直的位置称为中性面.( √ ) (3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动经过中性面时，线圈中的感应电 动势为最大.( × )
高中物理选修交流电交变电流复习PPT课件
A组能力训练题2 2、一只标有“220V，100W”的灯泡接在
u=311sin314t V的交流电源上，则（ AD ） A. 该灯泡能正常发光 B. 与灯泡串联的电流表读数为0.64A C. 与灯泡并联的电压表读数为311V D. 通过灯泡的电流i=0.64sin314t A
A组能力训练题3 3、矩形线圈长为a，宽为b，在匀强磁场中以角速度ω 绕中心轴匀速转动。设t=0时线圈平面与磁场平行， 匀强磁场的磁感应强度为B，则线圈中感应电动势的 即时值为（ D ）
b
d B
c
（1）求产生感应电动势的最大值； （2）若从图示位置开始计时，写出 感应电流随时间变化的函数表达式；
O RVA
（3）交流电压表和交流电流表的示数各为多少？
（4）发电机的功率为多少？
（5）从图示位置起，转过90°过程中，平均电动势多大
？通过线框截面电量多大？
（6）从图示位置起，转过90°过程中，外力做功多少？
A
u
VR
A组能力训练题5
5、一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内
的固定轴转动．线圈中的感应
e
电动势e随时间t的变化如图所 O
示.下面说法中正确的是:（ D ）
t1 t2 t3 t4
t
A.t1时刻通过线圈的磁通量为零 B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最 大
由题中条件得1s内水做功
W =ρq tgh=5×104 J 发电机的输出功率： P输出=ηW/t=2.5×104W
升压变压器的输入电流（即原线圈电流）为： I1PU 输 1 出 ＝2.5315400A＝ 7.14A
交变电流复习课PPT课件
即
I1U1=I2U2．
由U1 ／U2= n1／n2 ∴ I1／ I2 = n2／n1
可见，变压器工作时，原线圈和副线圈中的
电流跟它们的匝数成反比．
注意:上式只对仅有一个副线圈时适用.
若有两个及以上副线圈时,必须由输入的电 功率 等于输出的电功率计算.
变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制
另一种方法是提高输电的电压U，减小电流I．减 小输电导线中的电流．
在导线电阻不变的条件下，电流如果减小到原来的百分之一， 功率损失△P=I2R 就减小到原来的万分之一．
减小输电线路上的电压损失也有两种方法．U损 =IR 一种是增大输电导线的截面积以减小电阻．
另一种是减小输电电流．在输送电功率不变的前 提下，必须提高输电电压．
第20页/共35页
2.变压器的变压比: U1／U2 =n 1／n2
U1 ／n1 = U2 ／n2= U3 ／n3 =…=k 理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比. 当n2＞n1时，U2＞U1，变压器使电压升 高， 这种变压器叫做升压变压器．
当n2＜n1时，U2＜U1，变压器使电压降低， 这种变压器叫做降压变压器．
第10页/共35页
例5：交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所 围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速 转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电 阻为R。当线圈由图中位置匀速转动60°。求：
⑴此时发电机的电动势为多少？电路中的电流为 多少？R两端的电压为多少？
⑵在此过程中通过R的电荷量q为多少？ ⑶ R上产生电热QR为多少？ ⑷外力做的功W为多少？
于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就
有交流电产生
线圈平面
L2 L1
人教版高物理PPT《交变电流》PPT精讲课件
【答案】 A
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3．(多选)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图所 示，已知发电机线圈内阻为 5.0 Ω，现外接一只电阻为 95.0 Ω 的灯泡，则( )
例 1 一个闭合矩形线圈的长为 a，宽为 b，电阻为 R，处在竖直向下的匀 强磁场中，磁场强度为 B，线圈从中性面开始转动，当转到与中性面成 θ 角时， 所用时间为 t，求：
(1)此时线圈中的感应电动势 (2) 一个周期内电流的有效值。
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A．电压表 V 的示数为 220 V B．电路中的电流方向每秒改变 100 次 C．通过灯泡电流的最大值为 2.2 2 A D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 48.4 J 【答案】 BC
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A．乙图中 Oa 时间段对应甲图中 A 至 B 图的过程 B．乙图中 c 时刻对应甲图中的 C 图 C．若乙图中 d 等于 0.02 s，则 1 s 内电流的方向改变 50 次 D．若乙图中 b 等于 0.02 s，则交流电的频率为 50 Hz 【答案】 A
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例 1 一个闭合矩形线圈的长为 a，宽为 b，电阻为 R，处在竖直向下的匀 强磁场中，磁场强度为 B，线圈从中性面开始转动，当转到与中性面成 θ 角时， 所用时间为 t，求：
(1)此时线圈中的感应电动势 (2) 一个周期内电流的有效值。
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A．乙图中 Oa 时间段对应甲图中 A 至 B 图的过程 B．乙图中 c 时刻对应甲图中的 C 图 C．若乙图中 d 等于 0.02 s，则 1 s 内电流的方向改变 50 次 D．若乙图中 b 等于 0.02 s，则交流电的频率为 50 Hz 【答案】 A
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