交变电流复习
交变电流总复习
今日训练
解析：交变电流的周期为 0.02 s，频率为 50 Hz，A 项错误； n2U1 50 1 000 根据变压器的匝数与电压比可知，U2＝ ＝ · V n1 1 000 2 n3U1 100 1 000 ＝25 2 V，U3＝ ＝ · V＝50 2 V，B 项错误； n1 1 000 2 因电流与匝数之间满足 I1n1＝I2n2＋I3n3，故 C 项错误；闭 合开关 S，则 I3 变大，根据 I1n1＝I2n2＋I3n3，可知 I1 增大， D 项正确。
B．峰值是2e0 D．有效值是 2Ne0
解析：选D.因每匝矩形线圈ab边和cd边产生的电动势的最大 值都是e0，每匝中ab和cd串联，故每匝线圈产生的电动势的最大 值为2e0.N匝线圈串联，整个线圈中感应电动势的最大值为2Ne0， 因线圈中产生的是正弦交流电，则发电机输出电压的有效值E＝ 2Ne0，故选项D正确．
交变电流
考纲要求
1 交变电流、交变电 流的图像(Ⅰ) 正弦交变电流的函 2 数表达式、峰值和 4个考点，最近几年频繁考查， 而且难度略有提高。复习中，要注 意二极管、电容器、交流发电机与 变压器的组合，甚至插入图像问题。 其他省份高考中涉及的交变电流 STS问题也要适度的关注。
命题解读
有效值(Ⅰ)
3 理想变压器(Ⅱ) 4 远距离输电(Ⅰ)
5．如图所示，N＝50 匝的矩形线圈 abcd，ab 边长 l1＝20 cm， ad 边长 l2＝25 cm，放在磁感应强度 B＝0.4 T 的匀强磁场中，外 力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的 OO′轴以 n＝3 000 r/min 的转速匀速转动，线圈电阻 r＝1 Ω，外电路电阻 R＝9 Ω， t＝0 时线圈平面与磁感线平行，ab 边正转出纸外、cd 边转入纸 里．求：
交变电流复习
【练习2】图13-16所示是一个交流发电机的示意 图．线框abcd处于匀强磁场中，已知 ab=bc=10cm.B=1T，线圈匝数n=100，线圈电阻 r=5Ω ，外电路负载电阻R=5Ω ，线圈以600r／min 的转速匀速转动，求： （1）求感应电动势的最大值 (2)写出感应电动势的瞬时表达式。 (3)从如图示位置开始经过1／60s 时感应电动势的瞬时值为多少?
2 2 1
(4)远距离高压输电的几个基本关系: ①功率关系:
输电电流:
I2
P2 U2
P3 U3
U 2 U 3 R线
U4
n4
I3
③输电导线上损耗的电功率: P耗 P2 P3 I 2 (U 2 U 3 )
【例】
图2-8-3
【例4】
【例6】如图所示理想变压器的交流输人电压 Ul ＝ 220V ，有两组副线圈．其中 n 2＝36 匝，标 有 " 6V . 9W ”、“ 12V , 12W ”的电灯分别接在 两副线圈上均正常发光，求： （1）原线圈的匝数n1：和另一副线圈的匝数n3 （2）原线圈中的电流 I1 n1=1326匝 n3=72匝
通直流、阻交流；通低频、阻高频
电容：C越大，f越大，容抗越小 通交流、隔直流；通高频、阻低频
【例】如 图所示电路中，如果交流电的电压不变 而频率增大，三盏电灯的亮度将如何改变？为 什么？
三、变压器和电能的输送
1、变压器的动态问题
2、副线圈为多个的理想变压器的求解问题
3、远距离输电问题
, ,
P1 P2 P2 P3 P线 P3 P4 ②电流、电压关系: I I I 2 3 线 U1 n1 I2 U 3 n3 I 4 n I U 2 U3 U线 U
高考物理电磁学知识点之交变电流知识点总复习含答案
高考物理电磁学知识点之交变电流知识点总复习含答案一、选择题1．如图所示，一理想变压器原线圈接在电压恒为U的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可通过调节触头P进行改变，副线圈、电阻箱R和定值电阻R1以及理想交流电流表连接在一起。
下列说法正确的是（）A．不管电阻箱如何调节，电流表示数一定变大B．只将R和R1由并联改为串联结构，其他保持不变，则电流表示数将变大C．只将P的位置向上滑动，其他保持不变，则R1的功率将变小D．保持P的位置不动，增大R，则R1的电功率变小2．如图所示，一理想变压器，左右两边接有额定电压均为U的4盏完全相同的灯泡（额定功率为P）左端接在一电压恒为U o的交流电源两端。
此4盏灯刚好正常发光。
下列说法中正确的是（）A．该变压器的原副线圈匝数比为1∶3B．此时交流电源输出的功率为3PC．U o=4UD．如果灯L2突然烧断，L1将变亮，而其余2盏将变暗3．教学用发电机能够产生正弦式交变电流。
利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。
若发电机线圈的转速变为原来的12，则（）A．R消耗的功率变为12P B．电压表V的读数变为12UC．电流表A的读数变为2I D．通过R的交变电流频率不变4．有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示，图中N，S是一对固定的磁极，磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮．如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电．关于此装置，下列说法正确的是（ ）A ．自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电B ．小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关C ．知道摩擦轮与后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数D ．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大5．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻55Ω，电流表、电压表均为理想电表。
2023高考总复习讲义——交变电流
专题十三交变电流一、交变电流1．恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流．2．交变电流：大小和方向随时间作周期性变化的电流．3．正弦交变电流：电流随时间按正弦规律变化的电流．二、正弦交变电流的产生和表述1．产生：闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．中性面——①线圈平面垂直于磁场②穿过线圈的磁通量最大③线圈平面通过中性面时感应电动势为零④线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次。
线圈转动一周，线圈中电流方向改变两次．2．正弦式交变电流瞬时值表达式：(1)当从中性面开始计时：电动势瞬时值表达式为e＝E m sin_ωt.当正弦交变电流的负载为灯泡等用电器时，负载两端的电压u、流过的电流i也按正弦规律变化，即u＝U m sin_ωt，i＝I m sin_ωt.(2)当从与中性面垂直的位置开始计时：e＝E m cos_ωt.3．正弦式交变电流的峰值表达式：E m＝NSBω4．正弦式交变电流的图像及应用：从中性面计时从平行面计时【例1】如下图所示图像中属于交流电的有()【例2】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4所示，由图中信息可以判断()图4A．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2πD．若从O～D历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次练习：一只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6甲所示，则下列说法中正确的是()图6A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大C．t＝0.02 s时刻，交变电动势达到最大D．该线圈产生的相应交变电动势的图像如图乙所示【例3】如图7所示，线圈的面积是0.05 m 2，共100匝，匀强磁场的磁感应强度B ＝1π T ，当线圈以300 r/min 的转速匀速旋转时，求：图7(1)若从线圈的中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．(2)从中性面开始计时，线圈转过130 s 时电动势瞬时值多大？答案 (1)e ＝50sin(10πt )V (2)43.3 V解析 (1)n ＝300 r /min ＝5 r/s ，因为从中性面开始转动，并且求的是瞬时值，故 e ＝E m sin ωt ＝NBS ·2πn sin (2πnt )＝50sin (10πt )V(2)当t ＝130 s 时，e ＝50sin (10π×130)V ≈43.3 V练习1：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50 V ，那么该线圈由图5所示位置转过30°，线圈中的感应电动势大小为( )图5A ．50 VB ．25 3 VC ．25 VD ．10 V练习2：交流发电机在工作时电动势为e ＝E m sin ωt ，若将发电机的转速提高一倍，同时将线圈所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为( )A ．e ′＝E m sin ωt 2B ．e ′＝2E m sin ωt2C ．e ′＝E m sin 2ωtD ．e ′＝E m2sin 2ωt练习3：如图6所示，匀强磁场的磁感应强度为B ＝0.50 T ，矩形线圈的匝数N ＝100匝，边长L ab ＝0.20 m ，L bc ＝0.10 m ，以3 000 r/min 的转速匀速转动，若从线圈平面通过中性面时开始计时，试求：图6(1)交变电动势的瞬时值表达式；(2)若线圈总电阻为2 Ω，线圈外接电阻为8 Ω，写出交变电流的瞬时值表达式； (3)线圈由图示位置转过π/2的过程中，交变电动势的平均值．三、描述交变电流的物理量1、瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为：t e m ωεsin =，t I i m ωsin =.应当注意必须从中性面开始。
交变电流-知识点总结
已经将文本间距加为24磅,第17章:交变电流一, 知识网络二, 重, 难点知识归纳1. 交变电流产生(一), 交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流, 简称沟通。
如图17-1所示（b ）, （c ）, （e ）所示电流都属于沟通, 其中按正弦规律变化的沟通叫正弦沟通。
如图（b ）所示。
而（a ）, (d)为直流其中（a ）为恒定电流。
（二）, 正弦沟通的产生及变化规律。
(1), 产生: 当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时, 线圈中产生的沟通是随时间按正弦规律变化的。
即正弦沟通。
产生: 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生的 描 述瞬时值: I=I m sin ωt 峰值:I m = nsB ω/R 有效值:2/m I I 周期和频率的关系:T=1/f 图像：正弦曲线电感对交变电流的作用：通直流, 阻沟通，通低频, 阻高频 应用 交变电流 电容对交变电流的作用：通沟通, 阻直流，通高频, 阻低频 变压器 变流比： 电能的输送原理：电磁感应 变压比：U 1/U 2=n 1/n 2 只有一个副线圈：I 1/I 2=n 2/n 1 有多个副线圈：I 1n 1= I 2n 2= I 3n 3=…… 功率损失： 电压损失： 远距离输电方式：高压输电(2), 中性面：匀速旋转的线圈, 位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。
这一位置穿过线圈的磁通量最大, 但切割边都未切割磁感线, 或者说这时线圈的磁通量变化率为零, 线圈中无感应电动势。
(3), 规律：从中性面开始计时, 则e=NBS ωsin ωt 。
用ε表示峰值NBS ω则e=εsin ωt 在纯电阻电路中,电流I=sin ωt=Isin ωt, 电压u=Usin ωt 。
2, 表征交变电流大小物理量(1)瞬时值: 对应某一时刻的沟通的值 用小写字母x 表示, e i u(2)峰值：即最大的瞬时值。
大写字母表示, Um Ｉm εmεm = nsB ωＩm =εm / R留意: 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时, 所产生感应电动势的峰值为ε=NBS ω, 即仅由匝数N, 线圈面积S, 磁感强度B 和角速度ω四个量确定。
交变电流总复习
针对练习5、 如图所示，已知面积为S的线圈在磁感应强度为B的磁场 中匀速转动，求线圈由图示位置转过60°角的过程中， 通过线圈某一横截面的电量。
E q I t t n (R r) (R r)
• 针对练习6、交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所
围面积为S，匀强磁场磁感应强度为B，匀速转动角速度为 ω ，线圈电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位 置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求： • ⑴通过R的电荷量q为多少？ 平均值 E q I t t n (R r) (R r) • ⑵R上产生电热QR为多少？
p损 =I 2 r
2
p用 = p1 - p损 I3U3 =I4U4
针对练习9、如图所示，理想变压器的原、副 线圈分别接有相同的白炽灯，原、副线圈 的匝数比为n1∶n2=2∶1，电源电压为U， 求B灯两端的电压UB为多少?
设：通过B灯的电流为I, 由n1/n2=I2/I1,得 通过A灯的电流为IA=I/2 则：U1=U-RI/2 U2=IR
i I m sin t
u U m sin t
右图中的交流电从什么位置开始计时？ 并写出相应的变化规律：
e m cost
i I m cost
二、交变电流的四个值
1、瞬时值：反映不同时刻交变电流的大小和方向。
针对练习2、交流发电机的线圈从平行磁场的位置开始匀速转 动，与它并联的电压表的示数为14.1V，那么当线圈转过30° 时交流电压的瞬时值为_________V。
n2 L 220V n1 n3 R
或 n1I1=n2I2+n3I3
• 针对练习10、
如图，为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻 器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线 ABD 圈中的电流强度，则 ( ) A.保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大 B.保持U1及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗功率减小 C.保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大 D.保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大
交变电流专题复习
交变电流第一部分 交变电流的产生和描述知识要点梳理知识点一——交变电流的产生及变化规律 ▲知识梳理1．交变电流的定义 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流。
2．正弦交变电流 随时间按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流，正弦交变电流的图象是正弦曲线。
3．交变电流的产生 （1）产生方法：将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动，线圈中就会产生正（余）弦交流电。
（2）中性面：与磁场方向垂直的平面叫中性面，当线圈转到中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为0，感应电动势为0，线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过一次中性面，电流的方向就改变一次。
4．交变电流的变化规律 正弦交流电的电动势随时间的变化规律为，其中, t=0时，线圈在中性面的位置。
特别提醒： （1）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，仅是产生交变电流的一种方式，但不是惟一方式。
例如导体在匀强磁场中垂直磁场方向，按正弦规律运动切割磁感线也产生正弦交流电。
（2）线圈所在的计时位置不同，产生的交变电流的正、余弦函数的规律表达式不同。
▲疑难导析1、正弦式交变电流的变化规律（线圈在中性面位置开始计时）2、对中性面的理解 交流电瞬时值表达式的具体形式是由开始计时的时刻和正方向的规定共同决定的。
若从中性面开始计时，虽然该时刻穿过线圈的磁通量最大，但线圈两边的运动方向恰与磁场方向平行，不切割磁感线，电动势为零，故其表达式为；但若从线圈平面和磁场平行时开始计时，虽然该时刻穿过线圈的磁通量为零，但由于此时线圈两边的速度方向和磁场方向垂直，电动势最大，故其表达式为。
当线圈平面转至中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，此时线圈里的感应电动势为零，中性面又是交变电流的方向转折点。
：矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是（ ） A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零 C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次 D．线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零 知识点二——表征交变电流的物理量 ▲知识梳理1．交变电流的四值 （1）瞬时值 交变电流某一时刻的值；瞬时值是时间的函数，不同时刻，瞬时值不同。
2024高考物理一轮复习--交变电流的产生和描述
交变电流一、交变电流的产生规律1．正弦式交变电流的产生(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
(2)两个特殊位置的特点：①线圈平面与中性面重合时，S ①B ，Φ最大，ΔΦΔt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变。
①线圈平面与中性面垂直时，S ①B ，Φ＝0，ΔΦΔt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。
(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次。
(4)交变电动势的最大值E m ＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。
2．产生正弦交流电的四种其他方式 (1)线圈不动，匀强磁场匀速转动。
(2)导体棒在匀强磁场中做简谐运动。
(3)线圈不动，磁场按正弦规律变化。
(4)在匀强磁场中导体棒的长度与时间成正弦规律变化。
3．交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)4．书写交变电流瞬时值表达式的步骤(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式E m ＝nωBS 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计时，则i －t 图像为正弦函数图像，函数表达式为i ＝I m sin ωt 。
①线圈从垂直于中性面的位置开始计时，则i －t 图像为余弦函数图像，函数表达式为i ＝I m cos ωt 。
二、交变电流有效值的求解方法1．有效值的规定交变电流、恒定电流I 直分别通过同一电阻R ，在交流电的一个周期内产生的焦耳热分别为Q 交、Q 直，若Q 交＝Q 直，则交变电流的有效值I ＝I 直(直流有效值也可以这样算)． 2．有效值的理解(1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值；(2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效值； (3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值； (4)没有特别加以说明的，是指有效值；(5)“交流的最大值是有效值的2倍”仅适用于正(余)弦式交变电流． 3．有效值的计算(1)计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间(周期整数倍)”内“相同电阻”上产生“相同热量”，列式求解．(2)分段计算电热求和得出一个周期内产生的总热量． (3)利用两个公式Q ＝I 2Rt和Q ＝U 2Rt 可分别求得电流有效值和电压有效值．(4)若图象部分是正弦(或余弦)式交变电流，其中的14周期(必须是从零至最大值或从最大值至零)和12周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I ＝I m 2、U ＝U m2求解．4．几种典型交变电流的有效值三、交变电流“四值”的理解和计算交变电流“四值”的比较四、针对练习1、如图所示，一矩形线圈的面积为S ，匝数为N ，电阻为r ，处于磁感应强度大小为B 的水平匀强磁场中，绕垂直磁场的水平轴OO ′以角速度ω匀速运动。
高三交变电流知识点
高三交变电流知识点交变电流是电工学中的基础概念之一，对于高三学生来说，了解交变电流的基本知识点对于学习电工学以及相关专业都有着重要的作用。
下面将介绍几个高三交变电流的知识点。
1. 交变电流的概念：交变电流是指电流的方向和大小随时间变化的电流。
与直流电流不同，交变电流的方向在一定的时间内可以在正向和反向之间交替变化。
2. 交变电流的形式：交变电流可以表示为正弦函数的形式，即I=I_m sin(ωt+φ)，其中I是电流的大小，I_m是峰值电流，ω是角频率，t是时间，φ是相位差。
由于交变电流的频率一般比较高，可以用角频率来描述。
3. 交变电流的频率：交变电流的频率是指电流的周期性重复的次数，单位是赫兹(Hz)。
在交流电网中，一般使用50Hz或者60Hz的频率。
4. 交变电流的峰值、有效值和均值：交变电流的峰值是指电流波形的最大值，用I_m表示。
有效值是指交变电流在一定时间内所产生的热效果与相同时间的直流电流所产生的热效果相等的大小，用I_rms表示。
均值是指交变电流在一个电周期内的平均值，用I_avg表示。
5. 交变电流的相位差：交变电流的相位差是指交流电压和电流之间的相位差，用于描述电流和电压之间的时间关系。
相位差的单位是弧度。
6. 交变电流的阻抗：阻抗是交流电路中电流和电压之间的比例关系，可以用来描述电阻对交变电流的阻碍程度。
交变电阻由电阻、电感和电容构成。
7. 交变电流的三要素：交变电流的三要素分别是幅值、频率和相位。
幅值是指电流或电压信号的峰值大小；频率是指信号波形的周期性重复次数；相位是指信号波形与参考信号之间的时间差。
8. 交变电流在电能传输中的应用：交变电流在电力系统中得到了广泛的应用，尤其是高压输电。
通过变压器的升压和降压作用，将交变电流的电压调整到合适的等级，实现电力的远距离传输。
总结：高三学生在学习交变电流时，应该掌握交变电流的基本概念、形式以及相关的计算方法。
了解交变电流的频率、峰值、有效值等重要参数，以及交变电流在电能传输中的应用。
超级经典高中物理：交变电流专题复习
( ) R
( ) R线 ，
增大输电电压U， 即采用高压输电 U 3 n3 是有效方法。 U 4 n4
P 2 U
3.重要关系式：
U 1 n1 U 2 n2
P I U2
2
来计算线损吗？
U 损＝IR线
U3 U2 U损
P损＝I R线 P用＝P P损
EN t
应用:计算通过某导体截面的电量
N E t q It t tN R总 R总 R总
典例导悟：
如图所示，为一交流发电机构造示意图，矩形线圈 abcd， 已知 ad =L1，ab=L2，匝数为n，线圈绕OO′轴在磁感应强 度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，线圈电阻为r， 外电路电阻为R，求：(1)由图示位置转过60角时的瞬时感 应电动势（2)转动过程中电压表的示数(3)线圈每转一周， 外力所做的功。(不计一切摩擦)(4)1/6周期内通过R的电荷 O 量 a b
u／ V P
u
V
311 0
图1
电热毯
0.01 0.02 0.03 0.04 t／s 图2
应用
A、计算电路中的电功、电热、电功率 用有效值 B、交流用电器的额定电压和额定电流 及保险丝的熔断电流指的是有效值； C、交流电流表和交流电压表的读数是 有效值 D、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值
4、平均值
C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电 压 D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功 率
再见!
2、（2009山东高考理综）某小型水电站的电能输送示意 图如下。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r， 升压变压器原副线圈匝数分别为n，n2。降压变压器原副 线匝数分别为a3、n4（变压器均为理想变压器）。要使 额定电压为220V的用电器正常工作，则（ AD）
交变电流复习
一、交变电流的产生和描述
1、交变电流的定义
2、正弦交变电流的产生
3、交变电流的四个值 4、交变电流的周期和频率
交 流 发 电 机 模 型
L1
L2
描述交变电流的物理量
1、周期
2、频率
3、最大值 4、瞬时值 5、有效值(热效应----三同) 6、平均值
考点二 交变电流 “四值”的比较与理解 交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较 物理量 物理含义 重要关系 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
3、远距离输电问题
理想变压器
2.原理：
3.基本关系
(1)电压关系： U1 U2 =_____. (3)电流关系：
n1 . n2
I1 I2
__________
(2)功率关系：P入
P出
n2 n1 .
①只有一个副线圈时:
U2I2+U3I3+„+UnIn
②有多个副线圈时：U1I1=___________________.
(5)第二个回路与第三个回路之间：
n4 U3 n 3 I3 P ，P3 ___ . 4 ， n n U4 I4 4 3
______ ______
U 4I 4 (3)第三个回路：P4=_____.
输送电路的相互关系
(1)第一个回路：P1=P送 (2)第二个回路： I线 I3 ， ①电流关系：I2=____=____ Δ U+U3 ， ②电压关系：U2=________ Δ P+P3 ③功率关系：P2=_________. (4)第一个回路与第二个回路之间：
n2 U1 I1 n1 P ，P1 ____ ， . 2 n n U 2 _________ I2 ________ 1 2
交变电流复习课
D．当线圈2输入电压110V时，
线圈1输出电压为110V
解见下一屏 28
【分析】 因为理想变压器原、副线圈电压之比（U1/U2） 等于线圈中产生的感应电动势之比（E1/E2），每个线圈 产生的磁通量只有一半通过另一线圈,所以当从线圈1输 入电压U1=220V时，由
当从线圈2输入电压U2=110V时，同理由
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．
22
思考题：理想变压器原、副线圈的匝数比为 1∶10，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后，则 副线圈的输出电压为 【 D 】
【答】 B、D2．9
4. 几种常用的变压器 a. 自耦变压器 . 特点是铁芯上只绕有一个线圈．
如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分， 就可以降低电压（图甲）； 如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈， 就可以升高电压（图乙）．
b.调压变压器.
就是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB绕
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 低压线圈匝数少而通过的电流大，应用较粗的导线绕制24
例１.如图所示，有一理想变压器，原线圈 匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3， 原副线圈的电压分别为U1、U2、U3，电流分别 为I1、I2、I3，两个副线圈负载电阻的阻值未知， 下列结论中，正确的是：( A C D )
3
一、交变电流的产生
高三复习(交变电流)
第十一章 交变电流 电磁场和电磁波一、流电的变化规律：1．交流电：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
2．交流电产生的原因及变化规律：① 产生原因：线圈在磁场中旋转产生感应电动势。
② 变化规律：3．交流电的图像：线圈转动一周（每经过中性面电流方向和电动势的方向改变一次）感应电动势和电流方向改变两次。
4．表征交流电的物理量：①最大值： ωεNBS m =rR NBS rR I mm +=+=ωε rR RNBS R I U m m +==ω ②即时值：t e m ωεsin =t I i m ωsin = t U u m ωsin =③有效值：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过B O 1 BO 2a b c d相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。
④最大值和有效值的关系：2mεε=2m I I =2m U U =注意：［1］只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的22倍。
［2］通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都指有效值。
（电容器的耐压值是交流的最大值。
） ［3］生活中用的市电电压为220V ，其最大值为2202V=311V （有时写为310V ），频率为50H Z ，所以其电压即时值的表达式为u =311sin314t V 。
例2. 通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。
求该交流电的有效值I 。
解：该交流周期为T =0.3s ，前t 1=0.2s 为恒定电流I 1=3A ，后t 2=0.1s 为恒定电流I 2= -6A ，因此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据有效值的定义，设有效值为I ，根据定义有： I 2RT =I 12Rt 1+ I 22Rt 2 带入数据计算得：I =32A二、变压器的工作原理：电能→磁场能→电能2.若是对多个线圈:3.输入功率与输出功关系:变压器的输入功率由输出功率决定!出入＝P P → 负出R U P 22= (2U 由1U 及变压比决定)入入入U I P = ( 入U 发电机的端电压由发电机决定)1． 变压比即变流比：1:121=∆∆Φ=∆∆Φtt 2121n n U U = 由于理想变压器出入＝P P 2211U I U I =121221n n U U I I == n 3 n 2 U 1n 1 U 2U 3根据由于理想变压器出入＝P P 321P P P +=222211U I U I U I += 1321221U U I U U I I += 1321221n n I n n I I += 232211I n I n I n +=①当变压器空载时 (即∞→负R ) 0=出P 0=入I②当变压器副线圈短路 (即0→负R ) ∞→出P ∞→入I 三、远距离输电：2121::n n U U = 4343::n n U U = 1221::n n I I = 4343::n n I I = 21P P ＝ 43P P ＝32U U U +=线I I I ==3232P P P ＋线=R U P R U P R I P ⋅=⋅=23322222)()(＝线D 1附：一、正弦交变电流1. 正弦交变电流的产生 当闭合线圈由中性面位置（图中O 1O 2位置）开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：e =E m sin ωt ，其中E m =nBS ω。
第三章 交变电流 综合复习讲义 高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
交变电流综合复习一、正弦式交变电流（1）瞬时值：e =NBSωsin ωt (中性面开始计时) e =NBSωcos ωt (中性面的垂直面开始计时)（2）峰值：E m =NBSω，峰值与线圈的形状无关，与转轴的位置无关，但转轴必须垂直于磁场（3）周期：T=2πω 频率：f =1T（4）中性面和垂直面的比较1. 线圈处于中性面位置时，穿过线圈的Φ最大，但线圈中的电流为零．2. 线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流方向都要改变．线圈转动一周，感应电流方向改变两次．【例1】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1 Ω，线圈绕OO ′轴以10π rad/s 的角速度匀速转动，如图所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T ，问： (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)线圈从中性面位置开始，转过30°时，感应电动势的瞬时值是多大．【例2】线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断( )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2πD ．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【例3】如图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（ ）【变式1】1.（多选）如图所示，矩形线圈abcd 放在匀强磁场中，ad ＝bc ＝l 1，ab ＝cd ＝l2.从图示位置起该线圈以角速度ω绕不同转轴匀速转动，则( ) A ．以OO ′为转轴时，感应电动势e ＝Bl 1l 2ωsin ωt B ．以O 1O 1′为转轴时，感应电动势e ＝Bl 1l 2ωsin ωt C ．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 2ωsin (ωt ＋π2)2. (多选)如图所示，一正方形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动，沿着OO ′轴观察，线圈沿逆时针方向转动。
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有效值：跟交流热效应相等的恒定电流的值 叫做交流的有效值。（计算一个周期就行）
Em E 2
Im I 2
Um U 2
只适用于正弦式的交流电 6. ①电路中电表测量的是有效值
②保险丝的熔断电流是指有效值
③求功率、生热时用有效值
④电器铭牌上标注的是指有效值
⑤求电荷量时用平均值
⑥电容器的击穿电压是指最大值
V时，线圈2输出电压为110 V V时，线圈2输出电压为55 V V时，线圈1输出电压为220 V V时，线圈1输出电压为110 V
6. 知道如何减少输电线上功率损失 问题：在远距离输电线路中，每根输电线电阻为 r=1Ω，要输送400kw电功率，若用400V低压送电， 输电线上消耗多少功率？用户能得到多少功率？用 户能得到多大电压？ r
⑶功率制约：变压器的输入功率P1由输出功率决定。
5.了解几种常用变压器: (1)自耦变压器
P
U1 n1 n1
n2
U2
U1
n2
U2
U1
A B
U2
(2)电流互感器和电压互感器
例 10 、如图所示，一个变压器 ( 可视为理想变压 器 ) 的原线圈接在 220V 的市电上，向额定电压为 1.80×104V的霓虹灯供电，使它正常发光．为了 安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈 电路中电流超过12mA时，熔丝就熔断． (1)熔丝的熔断电流是多大? (2) 当副线圈电路中电流为 10mA时．变压器的输 入功率是多大?
动势最小
平行面:线圈平面与磁场平行，磁通量为零，感应电
动势最大
2. 电动势瞬时值的推导
②导数推导法：
Φ =BScosωt e1 = Φ’= - BSωsinωt N匝：e =NBSωsinωt
0 e 0 t
Φ
t
3.交流发电机在不同位置的特点，以及与图象的对应
e t
0
T/4
T/2
3T/4
T
中性面 的特点：磁通量、感应电动势（磁通量的变化率） 平行面
例6、如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝； 线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应 强度为B＝1／πT，当线圈以300r/min的转速匀速旋 转时，求：
(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线 圈中感应电动势的瞬时表达式； (2)电路中电压表和电流 表示数各是多少。 （3）线圈每转过一周，外力所 做的功。 （4）从图示位置起转动900的 过程中通过R的电荷量。
E1=n1/ t E2=n2/ t
不计磁损，每一匝的/Байду номын сангаасt相同
I1
I2 n2 U2
U1 n1
E1/n1= E2/n2 原线圈回路有：U1− E1=I1r1≈ 0
则U1=E1
则U2=E2
E2=U2 +I2r2 ≈U2 副线圈回路有：
若不考虑原副线圈的内阻，则U1=E1；U2=E2 则：U1/U2= n1/n2
4.由于开始计 时(t=0),线圈位置(初相位)不同, 出现正弦与余弦的表达式 e 0 t 0 e t
e =Emsinωt Em= nBSω
e =Emcosωt
例1、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，线圈中的感应电动 势随时间的变化规律如图所示， 下面说法中正确的是： 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，通过线圈的磁通量的绝 对值都为最大。
信号发生器
3.总结 4.应用举例:
电感(感抗):通直流，阻交流; 通低频，阻高频 电容(容抗):通交流，阻直流; 通高频，阻低频
例7、如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝ 200V、频率f＝50Hz时，三只灯A、B、C的亮度相 同（L无直流电阻）。 （1）将交流电源的频率变为f＝100Hz，则 （ （2）将电源改为U＝220V的直流电源，则 （ A．A灯比原来亮 B．B灯比原来亮 C．C灯和原来一样亮 D．C灯比原来亮 ） ）
400V
用户
r
若采用10kv高压送电，用户得到的 电功率、电压又是多大？ Ｐ损＝Ｉ２Ｒ＝Ｒ（Ｐ送／Ｕ送 ） ２ ≠Ｕ送２／Ｒ
为减小导线的能量损失采用高压输电
远程输电线 发电机 升压变压器 降压变压器 用户用电器
例 12、远距离送电电路上变压器的选择一台交流发电 机的输出电压为250V，输出功率为100kW，向远处输电 时所用导线的总电阻为R=8Ω。要使输电线上的功率损 失不超过输送功率的 5% ，且用户正好得到 220V 电压， 则供电处的升压变压器和用户处的降压变压器的匝数 比各是多少？
高三物理
《交变电流》复习
廖敦利
一.交变电流的产生及其相关的物理量
1、 闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方 向的转轴匀速转动，在线圈中就会产生正弦交流 电。 O
a
d a d B ˊ O
B
b Oˊ c
O
b
c
2. 电动势瞬时值的推导
①常规推导方法： e =NBSωsinωt
中性面:线圈平面与磁场垂直，磁通量最大，感应电
7.瞬时值、最大值、有效值的符号： 电动势 瞬时值 最大值 有效值 电压 电流
e
Em
E
u
Um
U
i
Im
I
例3、如图表示一交流的电流随时间变化的图 像，此交变电流的有效值是多大？
4 2
3 2
例4、图中两交变电流通过相同的电阻R。求它 们在R上产生的功率之比。
例5、一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。 由图可知（ ） A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin(25t)V B．该交流电的频率为25 Hz C．该交流电的电压的有效值为100 V D．若将该交流电压加在阻值R＝100 Ω的电阻两端，则 电阻消耗的功率时50 W
例2、 交流发电机工作时的电动势的变化规律为 e=EmSinωt，如果转子的转速n提高一倍，其它 条件不变，则电动 势的变化规律将变化为：
A.e=EmSin2ωt
C. e=2EmSin4ωt
B. e=2EmSin2ωt
D. e=2EmSinωt
5.有效值的引入与理解：
• 甲、乙图中电炉烧水，设壶材料同、水质量相等、水 的初温相同．同时加热，若在相同时间内使两壶水烧 开．即直流电在电阻上产生的焦耳热与交流电在相同 • 电阻相同时间内产生的 • 焦耳热相等时，称直流 • 电的电压(或电流强度) • 为交流电电压(或电流 • 强度) 的有效值．
二.电感、电容对交流电的影响
1.电感作用: 实验结果: (1)电感对交流的阻碍作用 (2)频率越高、自感系数越大，感抗越大 原因: 由于自感现象对交流的阻碍造成
信号发生器
2.电容的作用: 实验结果: (1)电容对直流的阻碍作用 (2)频率越高、电容越大，容抗越小 原因: 由于交流电对电容频繁充、放电造成
例8、如图所示，线圈的自感系数和电容器 的电容都很小（如L=1mH，C=200pF）， 此电路的重要作用是 A．阻直流通交流，输出交流 B．阻交流通直流，输出直流 C．阻低频通高频，输出高频交流 D．阻高频通低频，输出低频交流和直流
例9、左右两个电路都是从左端输入信号，从右 端输出信号。左图中输入的是高频、低频混合的 交流信号，要求只输出低频信号；右图中输入的 是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频 交流信号。那么C1、C2中哪个该用大电容？哪个 该用小电容？
C1 C2
高频旁路电容器
隔直电容器
三、变压器与电能的输送
1. 变压器的构造和原理
输入 端
t
输出 端
交流 U1 电源
负 U2 载
2.理想变压器忽略能 量损失(无铜损、无 铁损、无磁损) : 认 为效率100%(实际中 小型变压器在80— 90%) P原= P副
原线圈 n1
铁芯
副线圈 n2
电压比公式:
3.理想变压器的基本公式
一个副线圈 功率关系
P1=P2 U1I1= U2I2
多个副线圈
U1I1= U2I2+……..+UnIn
电压关系 电流关系
4 .理想变压器动态制约关系
⑴电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定时， 即U2=n2U1/n1，输出电压U2由输入电压决定。
⑵电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定， 且输入电压U1确定时，即I1=n2I2/n1，原线圈中的电流I1由副 线圈中的输出电流I2决定。
0．98 A
180 W
例11、如图所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕 在图示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每 个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半 通过中间的臂，已知线圈1、2的匝数比为N1∶N2=2∶1，在 不接负载的情况下（ ）
A．当线圈1输入电压220 B．当线圈1输入电压220 C．当线圈2输入电压110 D．当线圈2输入电压110