交变电流10
无锡新领航教育特供： 【备战2013】高考物理 考前30天冲刺押题 专题10 交变电流
小升初 中高考 高二会考 艺考生文化课 一对一辅导
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无锡新领航教育特供： 【备战2013】高考物理 考前30天冲刺押题 专题10 交变电流
【2013高考考纲解读】
交变电流部分的知识点不是很多，一般以难度中等或中等偏下的选择题出现。
高考题型以选择题为主，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，变压器的原理，远距离输电中的线路损耗问题，其中考查频度最高是交流电有效值、变压器的有关知识。
本部分知识常与电场和力学知识结合在一起考查考生的综合分析能力，如带电粒子在交变电场中的运动等。
虽然交流电的有关知识不属于高考物理的重点内容，但也不能因此而放弃对其基本内容的理解和掌握。
因为交流电路与工农业生产和日常生活紧密结合，在近几年的高考试题中出现的频率较高。
【题型示例】
【示例1】交流发电机产生的感应电动势为ε＝m εsin t ω，若发电机的转速和线圈的匝数都增加到原来的两倍，这时产生的感应电动势为
A ．sin 4m εε=t ω
B ．sin 4m εε=2t ω
C ．ε＝ 2m ε sin t ω
D ．ε＝2m ε sin 2t ω
【名师解读】本题涉及到交流发电机及其产生正弦式电流的原理、正弦式电流的三角函数。
高考物理二轮复习讲义：交变电流
高考物理交变电流辅导讲义一、课堂导入我们的日常生活离不开电，城市的灯火辉煌、工厂里的机器轰鸣，一切都离不开电。
长江三峡水力发电站已投入生产，各地火力发电厂比比皆是，它们的共同之处就是生产和输送的大多都是交变电流(如图是实验室手摇发电机产生的交变电流)。
什么是交变电流？与直流电流有什么不同？它又是如何产生的呢？发电站中的发电机能把天然存在的能量资源(如风能、水能、核能等)转化成电能(如图)，通过高压输电线路，将电能输送到乡村、工厂、千家万户。
来自发电厂的电有什么特性？我们怎样才能更好地利用它？这一章我们就来学习与此相关的内容。
新疆达坂城风力发电站三、本节知识点讲解1.交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
注：大小不变方向改变的电流也是交变电流。
2．直流电：方向不随时间变化的电流。
交变电流的产生1．产生：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是交变电流，实验装置如图所示。
2．过程分析：如图所示。
(图A)(图B)(1)如图A所示：线圈由甲位置转到乙位置过程中，电流方向为a→b→c→d。
线圈由乙位置转到丙位置过程中，电流方向为a→b→c→d。
线圈由丙位置转到丁位置过程中，电流方向为b→a→d→c。
线圈由丁位置转到戊位置过程中，电流方向为b→a→d→c。
(2)如图B所示：在乙位置和丁位置时，线圈垂直切割磁感线，产生的电动势和电流最大；在甲位置和丙位置时，线圈不切割磁感线，产生的电动势和电流均为零。
3．两个特殊位置物理量的特点特别提醒：1线圈每经过中性面一次，线圈中感应电流就要改变方向。
2线圈转一周，感应电流方向改变两次。
典型例题：1、如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是()A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置ab边的感应电流方向为a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零解析：线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生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。
第10章_1交变电流的产生及描述 电感和电容对交流的影响
2.正弦式交变电流的最大值与有效值
如图10-1-5所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T， 边长L=10cm
的正方形线圈a线的对 称轴OO′匀速转动，角 速度为ω=2πrad／s，外 电路电阻R=4Ω，求：
图10-1-5
(1)转动过程中感应电动势的最大值.
15 I2 2A， 2
取一个周期T中的前0.01s和后0.01s计算产生的电热可列计 算式： I2R×0.02=I12R×0.01+I22R×0.01，解得 对于不同的时间段，交流电的平均值不同，求交流电的平均 值应明确指出是哪一段时间的平均值.
5 I 10A 2
5 U IR = 10A 10Ω=25 10V 2
【正解】电压表示数为灯泡两端电压的有效值， 由图象知电动势的最大值Em = 220 2V ，有效值E = 220V ， RE 灯泡两端电压U = = 209V，A错． (R + r) 由图象知T = 0.02s，一个周期内电流方向变化两次， 可知1s内电流方向变化100次，B错； U 2 2092 灯泡的实际功率P = = W = 459.8W，C 错； R 95 E 电流的有效值I = = 2.2 A，发电机线圈内阻每秒钟 R +r 产生的焦耳热为Qr = I 2 rt = 2.22 5 ? 1J 24.2 J，D对．
U m =120 2V 由正弦交流电的最大值与有效值U的关系得：
设t=0时交流电的瞬时电压U=0，则交流电的瞬时表达式为
U =120 2sin100πtV
如图所示，画出一个周期内交流电的U-t图象，其中阴影 部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称 性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1.
内容 能结合交流发电机的工作原理图， 理解电动势随时间变化的规律 交变电流、交变电流的图象 正弦交变电流的函数表达式、峰值 和有效值 理想变压器 远距离输电
交流电的变化规律
3、交变电流的有效值 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 交流电的有效值。 （1）只有正余弦交变电流的有效值才一定是最大值的 2 倍。
2 （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 熔断电流等都是指有效值。 （电容器的耐压值是交流的最大值。）
解： 画出T/2的图像如图示，
在T/2中，放电管发光的时间为
t ( 3T T ) 5 T 8 6 24
放电管实际发光的时间占总时间的5/12,
在一小时内放电管实际发光的时间为
t 5 1小时 25分钟 12
u/V
1000
500 3 500 2
500
0
T TT T 12 8 6 4
（2）由图示位置转过60。角时的感应电动势值 （3）由图示位转过60。角过程中产生的感应电动势值 （4）交流电压表的示数 （5）线圈转动一周在电
阻R上产生的热量 （6）在 周期内通过电阻
R的电荷量为多少。
V
2．如图甲所示，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加
上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中错误的 是( C ) A．电阻R的功率为200W B．电流表示数为2A C．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度 为3.14rad/s D．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则 电流表的示数也增大一倍
2.周期和频率
a. 周期 交变电流完成一次周期性变化所需的时间, 叫做交变电流的周期，通常用T表示，单位是s．
b. 频率 交变电流在1s内完成周期性变化的次数，叫 做交变电流的频率，通常用f表示,单位是赫兹(Hz)．
第1课 交变电流(课件)高二物理(人教版2019选择性必修第二册)
( √)
(6)当线圈位于中性面位置时，线圈中的感应电动势最大。
( ×)
不同形式的交流电：
正弦式电流是最简单、最基 本的交变电流。电力系统中应用 的大多是正弦式电流。在电子技 术中也常遇到其他形式的交流。
交流发电机的基本结构
五、交流发电机
1.基本组成
线圈（叫电枢） →产生感应电动势 磁极 →产生磁场
2.基本种类
旋转电枢式 →电枢动，磁极不动 旋转磁极式 →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。
五、交流发电机
3.两种发电机的比较 旋转电枢式的缺点： 旋转磁极式的优点：
电压高会火花放电、电枢无法做大 高电压、高功率输出
交流发电机
例1:一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为Em=400V， 线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s，试写出电动势瞬时值的表达式？ 如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2000Ω，内电阻不计。 电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表达式。
时(CD )
A．线圈中感应电流的方向为abcda
特点：1.B⊥S，φ最大 2.没有切割，E=0，I=0
此时位置称之为--中性面
二、交变电流的产生 2.向左转过90度
B A
C D
B∥S，φ=0
A(B)
D(C)
乙 a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线， E最大，I最大
特点：1.B∥S，φ=0，E最大，I最大，
2.感应电流方向DCBA
二、交变电流的产生
（ ABD ）
A．当线圈位于中性面时，线圈中感应电动势为零 B．当穿过线圈的磁通量为零时，线圈中感应电动势最大 C．线圈在磁场中每转一周，产生的感应电动势和感应电流的方向改变一次 D．每当线圈越过中性面时，感应电动势和感应电流的方向就改变一次
高二物理交变电流的产生和变化规律表征交变电流的物理量
嗦夺市安培阳光实验学校高二物理交变电流的产生和变化规律、表征交变电流的物理量【本讲主要内容】交变电流的产生和变化规律、表征交变电流的物理量【知识掌握】【知识点精析】本讲的重点、难点是交流电的概念和变化规律，交变电流的有效值和交流电的优越性，有效值的物理意义。
高考主要考察交流电的产生和有效值、瞬时值的计算，题型都为选择题，尤其是有效值的计算，主要考察物理中的等效思想。
1. 交变电流的产生及其变化规律（1）交变电流：强度和方向都随时间周期性变化的电流。
（2）正弦交变电流的产生：一个矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动便可产生。
（3）正弦交变电流的变化规律中性面：与磁场方向垂直的平面。
线圈转到中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，线圈每经过一次中性面，电流的方向改变一次。
变化规律：正弦交变电流图象（如下图）：2. 表征交变电流的物理量（1）周期和频率交变电流的周期和频率是表征交变电流变化快慢的物理量。
周期T：交变电流完成一次周期性变化所需要的时间。
从交变电流产生的角度来看，它就等于旋转电枢式发电机中线圈转动的周期。
频率f ：交变电流在1s内完成周期性变化的次数。
显然，f =T1。
（1）有效值和最大值有效值：在热效应上和直流电等效的物理量。
譬如，上面的交流电流的有效值就是I 。
如果我们不要每次都用实验去测量，那么，物理学家已经用高等数学工具计算出来：对于正弦交流电而言，其有效值和最大值之间具有以下关系I =21Im U = 21Um我们已经介绍有效值在意义和对于正弦交流电的计算方法。
那么，在实际应用中，它还有什么价值呢？原来，交流电表中的实数全部都是有效值（交流电表的工作原理、为什么指示有效值，目前不便介绍，有兴趣的同学可以参看相关的课外资料）。
此外，人们通常口头上所说的多少伏、多少安的交流电也是指的交流电的有效值。
与之相对应的，最大值也有它的意义：譬如，当一个电容器接在交流电源上，它是否安全（不被击穿）取决于其间的场强情况，如果超过了额定场强，绝缘介质的击穿是一瞬间的事，而不需要多长时间的热效应累计。
第十章 交变电流 传感器10-1(新课标复习资料)
高三物理
交流电的产生和变化规律
1.交变电流
方 大小和方向都随时间做周期性变化的电流．其中，方 大小 方向
向 向随时间变化是交变电流的最主要特征．
随 堂 针 对 训 练
考 技 案 例 导 析
2.正(余)弦式交流电 交变电流的产生有很多形式．常见的正(余)弦式交变
垂直 电流可由线圈在匀强磁场中绕垂直磁感应强度方向的轴转
高频 低频 直流 (2)作用：通高频、阻低频、隔直流.
选修3-2
第十章 交变电流 传感器
易 错 易 混 分 析
限 时 规 范 特 训
金版教程
基 础 知 识 梳 理
高三物理
考 技 案 例 导 析
考技案例导析
随 堂 针 对 训 练
易 错 易 混 分 析
限 时 规 范 特 训
选修3-2
第十章
交变电流 传感器
金版教程
高三物理
选 修 3-2
选修3-2
第十章
交变电流 传感器
金版教程
高三物理
第十章
交变电流 传感器
选修3-2
第十章
交变电流 传感器
金版教程
高三物理
主 题
内 容 交变电流、交变电流的图象 正弦交变电流的函数表达
要 求 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ
说 明
交变电流 式、峰值和有效值 理想变压器 远距离输电 传感器及其工作原理 传感器 传感器的应用 传感器的应用实例
选修3-2
第十章
交变电流 传感器
金版教程
高三物理
第1单元 交变电流的产生及描述
选修3-2
第十章
交变电流 传感器
金版教程
基 础 知 识 梳 理
高三物理
《交变电流》教案
《交变电流》教案《交变电流》教案「篇一」教学目标知识目标（1）知道电流表的符号和用途．（2）知道电流表的正确读数方法．（3）知道电流表的使用规则．能力目标通过观察和实验，形成电学实验的初步技能．情感目标养成科学的态度，体验科学精神．教学建议教材分析教材介绍了一些物理课上常见的电流表，有电流计、教学演示用电流表、学生用电流表．说明电流表能够测量电流．详细介绍了电流表的读数，注意零刻度线、量程有两个、每个量程对应有最小刻度、接线柱有三个且分正负．要求学生能够根据实际情况读出电流表的示数．教材又详细介绍了电流表的使用规则，对于连接方式画出了参考图，并分析了在电路中电流表测是测量哪部分的电流．对于接线柱的连接，教材画出了参考图分析了如何连接才是正确的．选择量程问题，教材讲解了选择量程的具体方法，要注意先选用较大量程，并用试触的方法．对于不能直接连接在电源两极上，教材用图示分析了其做法的错误．教材最后提出了思考的问题，学生应的联系实际，注意想像选择不同接线柱的物理图景，分析出正确的方法．教法建议本节教学要注意观察和实验，有条件的可以边授课边学生实验探究的方式进行．学生联系实际学习，教师要提供不同的电流表让学生观察，接触实际的材料．教师还可以提供大量的电流表的资料，增长学生的见识．电流表读数的教学，要注意讲清三个接线柱对应着两个量程，要通过练习掌握电流表的读数．电流表的使用，要联系实际学习，学生可以动手连接并分析电流表这些用法的原因．分析一些电路图中电流表的使用是否正确，并如何改正．教学设计方案【重难点分析】学生使用电学测量仪器，所以电流表是本节的重点和难点，学生要会读数和使用．【教学过程设计】一．电流表教师可以提供实际资料，如各种电流计、教师演示用电流表、学生电流表，对于学生电流表可以提供多种，例如零刻度线在左边的、左面是负刻度的、一个负两个正接线柱的、一个正和两个负接线柱的电流表．本处学生要接触实际材料，切实联系科学实际．在此基础上，教师介绍电流表的符合和用途．二．电流表的示数方法1、讲清电流表的接线柱、对应的量程、每个量程所对应的最小刻度．并出示制作的表盘和指针让学生根据所连接的接线柱判断所选用的量程，根据指针的位置读出电流表的读数．可以使学生思考没给出接线柱的连接是电流的读数可能是多少，可以让学生思考某个电流值要选用什么量程，为什么．方法2、对于基础较好的班级可以用实验探究的方法，教师提供电流表，学生自行设计方法，电流表的一些问题如：电流表的三个接线柱的用途和用法；电流表的两个量程、最小刻度；电流的读数．教师可以指导学生的探究过程，注意学生在学习过程中遇到的问题，帮助学生形成正确的学习方法．三．电流表的使用方法1、教师要注意结合电路图来帮助学生学习电流表的四个使用规则，要注意引导学生想像物理过程，分析这些使用电流表方法的原因．对于电流表的连接方式，可以由电流是测电路的某点处的电流入手，把电流表接到电路的某点处应当是串联．结合电路图分析各种电流表的测量，并会判断一些电路图中电流表的作用．对于电流表接线柱的连接，讲清电流由电流表的正接线柱流进和从负接线柱流出的过程，要结合电路图分析，发现电路图中的问题．可以由学生实际连接，从电源的正极开始连线，连接电流表时连接正接线柱，又从负接线柱连线，经过电路连回电源的负极．学生感受电流表是如何在电路中连接的．对于电流表的量程，在第二个问题"电流表的读数"中已经介绍过了，这里学生比较好理解选择量程的意义，只是介绍清楚具体的实现方法，选择较大量程用导线试触的方法就可以了，可以让学生亲自实践，体会这种方法的意义，从而深入理解电流表量程的选择问题．对于电流表不能连在短路的电路中，由于没有电阻的知识，所以本处宜形成学生的观念，在电阻学习中再深入讲解，教师可以结合电路图提高学生的观察能力，分析电路中哪些有短路的现象并如何改正．方法2、对于基础较好的班级，可以用学生实验探究的方法，教师提供实验仪器，并提供一些可能用到的电路图，学生自行设计实验方案，完成教师提供的课题，教师可以参考的课题有：电流表的应当如何连到电路中；分析电路中电流表的作用；怎样才能安全使用电流表．教师要注重学生的学习过程，及时纠正学生在分析问题、设计方案、实施方案、得出结论的过程中错误，并建立学生正确的学习方法．【板书设计】一．电流表1．电流表的符号：2．电流表的作用：测量电路中的电流．二．电流表的示数1．量程：0－0.6A；0－3A2．对应的最小刻度：0.02A；0.1A三．电流表的使用1．电流表要串联在电路中2．正负接线柱的`接法要正确：电流从正接线柱流入，从负接线柱流出．3．被测电流不要超过电流表的量程：先选用较大量程，用导线试触．4．绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上．探究活动【课题】电流表的种类、原理、构造。
高中物理第五章1交变电流课件新人教版选修3
[学习目标]
1.会观察电流(或电压)的波形图,理解交变电流和直流的概念.
2.理解交变电流的产生过程,会分析电动势和电流方向的变化规律. 3.知道交变电流的变化规律及表示方法,知道交变电流的瞬时值、峰值的 物理含义.知道中性面的物理特点.
课前预习 掌握新知
知识梳理
一、交变电流 1.交变电流: 大小 和 方向 随时间做周期性变化的电流叫交变电
学霸笔记
搞清两个特殊位置的特点 (1)线框平面与磁场垂直时:e 为 0,i 为 0,Φ为最大, 为 0.
t (2)线框平面与磁场平行时:e 为最大,i 为最大,Φ为 0, 为最大.
t
(教师备用)
例1-1:(多选)如图所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方
向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动,从线圈平面与磁场方向平行时
(4)交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置无关.( (5)交流电源没有正负极之分.( √ )
×)
×)
(1)如图所示,当线圈在磁场中绕OO′轴转动时,哪些边切割磁感线?线圈 转到哪些位置时没有感应电流?
答案:当线圈在磁场中绕OO′轴转动时,AB,CD边切割磁感线产生感应电 流.线圈转到(甲)和(丙)位置时没有感应电流,我们称之为中性面. (2)正弦式交变电流的图象一定是正弦函数曲线吗? 答案:不一定,根据计时起点不同,也可能是余弦函数曲线.
[要点归纳]
1.峰值表达式
Em=nBSω,Im= Em = nBS ,Um=ImR= nBSR .
Rr Rr
Rr
2.峰值决定因素:由线圈匝数n、磁感应强度B、转动角速度ω和线圈面积
S决定,与线圈的形状无关,与转轴的位置无关.
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、知识网络描 述应 用产生：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广瞬时值：I= I m sin 3 t 峰值:I m = nsB o /R周期和频率的关系:T=1/f j 图像：正弦曲线. 电感对交变电流的作用：通直流、阻交流，通低频、阻高频 电容对交变电流的作用：通交流、阻直流，通高频、阻低频广原理：电磁感应 变压比：U 1/U 2=n i /n 2「 只有一个副线圈：I i /I 2=n 2/n i变流比:＜电能的输送有多个副线圈：l i n i = l 2n 2= I 3n 3=P 2功率损失：P 损二(j )R 线 P 电压损失：U 损 R 线 远距离输电方式：高压输电 、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，简称交流。
如图i7-i 所示(b )、(c )、(e )所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦 (b )o t(a)交流。
如图(b )所示。
而(C)图 17-1 图15 1(a )、(d)为直流其中(a )为恒定电流。
i 川Itokt(d)(e )用小写字母x表示，e i u ⑵峰值：即最大的瞬时值。
大写字母表示，U —Im £ mc、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有_ I m.2 〔2 U=U2。
=S m ..= U m I£飞‘F=与的关系，非正弦(或(二)、正弦交流的产生及变化规律。
⑴、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，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。
即正弦交流。
(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，贝U e=NBS 3 sin « t。
10.1交变电流的产生及变化规律
3．对中性面的理解 (1)中性面是与磁场方向垂直的平面 ，是假想的参考 面． (2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最 大，而磁通量的变化率为零，产生的感应电动势为零． (3)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通量 为零，但磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最 大． (4)线圈每经过中性面一次电流方向就改变一次．线圈 转动一周，两次经过中性面，所以在一个周期内电流的 方向改变两次．
【夯实基础】 1．下图中不表示交变电流的是( A )
2．某交流发电机有矩形金 属线圈共10匝，绕垂直磁 场方向的转轴在匀强磁场 中匀速转动，每匝线圈中产生的交流电动势e随时间t 变化的情况如图所示．下列说法中正确的是( D ) A．此交流电的频率为0.2 Hz B．此交流发电机电动势的有效值为1 V C．t＝0.1通过线圈的磁通量最大
【解析】本题考查了交流电的相关知识．从图中 可以看出线圈从垂直中性面位置开始转动，所以此时 2U 刻线圈中电流最大，选项 A 错误；由 Im＝ R 及 ω ＝2πn 可以求得线圈从中性面位置开始计时时瞬时表 达式，选项 B 正确；每个周期内电流方向改变两次， 所以每秒交流电的方向改变 50 次，选项 C 正确；电 阻消耗的功率应该用到交流电的有效值， 故选项 D 错 误．题目难度较低．
物理 量
适用情况及说 明 (1)计算与电流 的热效应有关 对正(余 )弦式 的量(如功、功 率、热量等) 交流电有： (2) 交 流 电 器 Em 跟交变电流的 E＝ 有效 “铭牌”上所 2 热效应等效的 值 标的是有效值 Um 恒定电流值 U＝ 2 (3)保险丝的熔 Im 断电流为有效 I＝ 2 值 (4)交流电表的 示数为有效值 物理含义 重要关系
过中性面一次 ，电流的方向就改变一次．
2015高考物理一轮复习课件：10-1 交变电流的产生和描述
考点二
描述交变电流的物理量
3．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速 转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图 10－1 －5 所示．此线圈与一个 R＝10 Ω 的电阻构成闭合电路，不 计电路的其他电阻，下列说法正确的是( )
图 10－1－5
A．交变电流的周期为 0.125 s B．交变电流的频率为 8 Hz C．交变电流的有效值为 2 A D．交变电流的最大值为 4 A
图 10－1－6
A．4 2 A C．5 A
B． 4 A D．5 2 A
2
解析：多用电表的读数为有效值，由 I T (3 2) R 得 I＝5 A. 2
2
RT＝
8 2 T R ＋ 2 2
答案：C
题型分类
学方法
考点分类 点点击破
题型一
交变电流的产生及变化规律
1.变化规律(线圈从中性面位置开始计时) 规律 物理量 函数 图象
图 10－1－7
A
B
C 图 10－1－8
D
思路分析
确定感应电流变化的图象，应从两个方面分
析：感应电流的方向和感应电流的大小及变化趋势．
解析：从图甲可以看出线圈从垂直于中性面位置开始旋 转，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向由 b 到 a，故瞬时 电流的表达式为 i＝－Imaxcosωt， 若从图乙所示位置开始计时， 则
【例 1】 如图 10－1－7 甲所示，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 －1－7 乙所示为计时起点，并规定当电流自 a 流向 b 时电流 方向为正，则图 10－1－8 四幅图中正确的是( )
高考专题复习第10单元-交变电流 传感器-物理
第44讲 │ 要点探究
[点评] 本题考查对交流电图象的解读能力，要求考生能够通 过交流电图象找出周期、最大值并计算有效值，写出交流电表达 式．对交流电有效值的计算要看交流电是否为正弦(余弦)交流 Im Um 电，若是，则直接应用I＝ ，U＝ 求解；若只有部分是，则 2 2 1 Im Um 具有完整的 周期整数倍的波形可直接应用I＝ ，U＝ 关系， 4 2 2 并结合焦耳定律求解；若完全不是正弦式交流电，则根据有效值 的定义和焦耳定律求解，如变式题就不是正弦交流电．
第十单元 │ 使用建议 使用建议
1. 本单元复习是根据交变电流的产生——交变电流的 描述——交变电压的改变——交变电流的输送这条主线编排 的． (1)突出主干知识：通过复习，要求学生能根据法拉第电 磁感应定律理解交变电流的产生及其变化规律 ．不仅要求对 产生交流电的具体模型有明确认识 ，而且能根据实际模型确 定交流电的变化规律——数学表达式、图象或根据图象确定 相应的物理模型．
第44讲 │ 考点整合 考点整合
一、正弦式交变电流的产生 电磁感应 1.产生原理：__________原理(如图 44－1 所示，匀速旋转线圈时， ab、cd 将切割磁感线产生周期性变化的电流)．
图 44－1
第44讲 │ 考点整合
2.两个位置 最大 (1)中性面位置(通过的磁通量______、感应电动势为 0、电流方向发 生改变的位置)．
第44讲 │ 要点探究
3．图象体现了函数关系，反映了交变电流的瞬时变化关系， 故图象是书写交变电流瞬时值表达式的依据． 4.交变电流的表达式与线圈平面初始位置有关，由图象可以确 定线圈的初始位置， 即从中性面的位置开始计时， 交变电流的图象 为正弦图象； 从垂直中性面的位置开始计时， 交变电流的图象为余 弦图象.
2022年高考物理总复习第一部分常考考点复习第十二章第1讲交变电流的产生和描述
第十二章交变电流、电磁振荡与电磁波、传感器第1讲交变电流的产生和描述【课程标准】通过实验，认识交变电流。
能用公式和图像描述正弦交变电流，并能测算交变电流的峰值和有效值【素养目标】物理观念：知道交变电流的产生过程，能正确书写交变电流的函数表达式，理解掌握交变电流图像的意义科学思维：掌握交变电流有效值的计算方法，会区别交变电流的“四值”，明确其在具体情况中的应用技巧一、交变电流、交变电流的图像1．交变电流(AC)：电流、电压大小和方向都随时间做周期性变化。
正弦式电流是最简单、最基本的交变电流，如图所示。
2．正弦交流电的产生及图像：(1)产生如图所示，在匀强磁场里，线圈绕垂直磁场方向的轴匀速转动。
(2)中性面(3)图像公式(从中性面位置开始计时)图像感应电动势e＝Emsinωt电压u＝U m sinωt电流i＝I m sinωt注意：电动势的峰值(最大值)E m＝NBSω，由线圈匝数N、磁感应强度B、转动角速度ω及线圈面积S(S为有效面积)决定，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。
若线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧姆定律得I m＝EmR＋r，U m＝EmR＋rR。
命题·生活情境如图所示，几位同学在北京某学校的操场上做“摇绳发电”实验，其中两位同学分别站在地面上的东西方向，像跳绳一样手摇导线。
(1)摇绳发电，产生的电流是直流电还是交流电？提示：交流电。
(2)当导线从上向下运动时，通过灵敏电流计的电流方向是“A→B”还是“B→A”？提示：B→A。
二、描述交变电流的物理量1．周期和频率：(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，单位是秒(s)。
(2)频率：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比。
用f表示，单位是赫兹(Hz)。
(3)ω、T、f的关系：ω＝2πT＝2πf，T＝1f或f＝1T。
注意：我国民用交变电流的周期T＝0.02 s，频率f＝50 Hz，ω＝100π rad/s，电流方向每秒钟改变100次。
高考物理大一轮总复习(主干回顾固基础+典例突破知规律+特色培优增素养)10-1 交变电流的产生和描述课件
典例透析 [2012·安徽高考]图1是交流发电机模型示意图．在磁感应强
度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于
磁感线的轴OO′转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线 圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固 定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和 外电路电阻 R形成闭合电路．图 2是线圈的主视图，导线 ab和 cd
为
E1＝BL1vy② 由图可知vy＝vsinωt③ 则整个线圈的感应电动势为 e1＝2E1＝BL1L2ωsinωt④
(2) 当线圈由图 3 位置开始运动时，在 t 时刻整个线圈的感应 电动势为
e2＝BL1L2ωsin(ωt＋φ0)⑤
(3)由闭合电路欧姆定律可知 E I＝ ⑥ R＋r
Em BL1L2ω E＝ ＝ ⑦ 2 2
始计时，有e＝Emcosωt和i＝Imcosωt.不难看出：线圈平面每经过
中性面一次，感应电流的方向就改变一次，感应电动势的方向 也改变一次；线圈每转动一周，感应电流的方向和感应电动势 的方向都改变两次．故正确答案为C. 答案：C
2. [交变电流瞬时值公式]一个矩形线圈在匀强磁场中转动 产生的电动势 e＝200 2sin100πt(V)，那么(
第十章 交变电流
传感器
考纲下载
考情上线 高考对本部分知识的考查主要以选择题的形式 高考 出现，但也出现过关于交变电流的计算题，试 地位 题的难度一般在中等偏下，分值在6～10分左 右．
1.交变电流、交变 电流的图象(Ⅰ) 1.交变电流的产生及其各物理量的变化规律， 2．正弦式交变电 应用交流电的图象解决问题． 流的函数表达式、 2.利用有效值的定义，对交变电流的有效值进 峰值和有效值(Ⅰ) 行计算. 3．理想变压器(Ⅱ) 4．远距离输电(Ⅰ) 考纲 3.理想变压器原、副线圈中电流、电压、功率 实验十一：传感器 解读 之间的关系应用，变压器动态变化的分析方 法． 的简单使用 4.远距离输电的原理和相关计算． 5．传感器的简单使用，能够解决与科技、社 会紧密结合的问题.
2015届高三物理大一轮复习：10-1 交变电流的产生和描述
图象
电流
Em i＝Imsin ωt＝ sin ωt R＋ r
2.两个特殊位置的特点 ΔΦ (1)线圈平面与中性面重合时， S⊥B， Φ 最大， ＝0， e＝0， Δt i＝0，电流方向将发生改变． ΔΦ (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0， 最大，e 最 Δt 大，i 最大，电流方向不改变．
对正(余)弦交流电有： 的量(如电功、电功率、电热 Em E＝ 2 有效值 Um U＝ 2 Im I＝ 2 等) (2)电气设备“铭牌”上所标 的一般是有效值 (3)保险丝的熔断电流为有效 值 (4)电表的读数为有效值
物理量
物理意义 E ＝BLv
－
适用情况及说明
平均值
ΔΦ E ＝n Δt
－
计算通过电路截面的电荷量
速转动．
(2) 图象 ：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈 从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线．如图 (e) 、 (f)所示．
判断正误，正确的划“√”，错误的划 “×”．
(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． 感应电动势为最大． ( ( ( ) ) )
判断正误， 正确的划“√”， 错误的划“×”． (1)在一个周期内交变电流的方向要改变两次． ( )
(2)交流电气设备上所标的电压和电流值及交流电压表和电流 表测量的是交流电的有效值． (3)交变电流的峰值总是有效值的 2倍．
答案 (1)√ (2)√ (3)×
( (
) )
基础自测
1．(单选)关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列
4．(多选)一个单匝矩形线框的面积为 S，在磁感应强度为 B 的匀 强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为 n 转/秒，则 A．线框交变电动势的最大值为 nπBS B．线框交变电动势的有效值为 2nπBS 1 C．从开始转动经过 周期，线框中的平均感应电动势为 2nBS 4 D．感应电动势瞬时值为 e＝2nπBSsin 2nπt ( )．
正弦式交变电流有效值
正弦式交变电流有效值
正弦式交变电流是指在时间上呈现出正弦波形的交变电流，其特点是周期性、对称性和连续性。
正弦式交变电流的有效值是指在一个周期内，该电流产生的功率与相同大小的直流电流产生的功率相等时所需的电流值。
有效值通常用“RMS”表示，即Root Mean Square（均方根）。
计算正弦式交变电流的有效值需要使用以下公式：
Irms = Ipeak / √2
其中，Irms表示交变电流的有效值，Ipeak表示该电流在一个周期内最大峰值。
举个例子，如果一个正弦式交变电流在一个周期内最大峰值为10A，则其有效值为7.07A（10/√2）。
正弦式交变电流的有效值对于许多应用来说非常重要。
例如，在家庭用电中，我们使用的是110V或220V AC（交流）供电。
这些供电系统中传输的是正弦波形状的信号。
如果我们想知道某个设备所需消耗的功率，则需要计算该设备所连接到的线路上交变电流的有效值。
此外，在工业应用中，许多设备也需要使用正弦式交变电源进行驱动。
这些设备通常需要知道其所连接到线路上交变电流的有效值，以确保
它们能够正常工作。
总之，正弦式交变电流的有效值是计算交变电流功率和确定设备所需
电源的重要参数。
通过使用上述公式，我们可以准确地计算出任何正
弦波形状的交变电流的有效值。
正弦式交变电流有效值与最大值的关系
正弦式交变电流有效值与最大值的关系
当我们谈论正弦式交变电流时，我们经常会涉及有效值和最大值之间的关系。
有效值是指交流电流的平均值，它表示了交流电流在电路中产生的功率大小。
最大值是交流电流的峰值，它表示了电流在正负方向上的最大幅值。
有效值与最大值之间的关系可以通过一个简单的比例来描述。
有效值是最大值乘以一个系数，这个系数由正弦函数的周期性决定。
具体地说，有效值等于最大值乘以1/√2。
这个比例反映了正弦函数的性质。
正弦函数在一个完整的周期内，从最大值到最小值再到最大值，经历了一次完整的波动。
而有效值则是在这个周期内的平均值。
为了更好地理解有效值与最大值之间的关系，我们可以举一个简单的例子。
假设我们有一个正弦波形的交流电流，其最大值为10安培。
根据上述比例，我们可以计算出其有效值为10/√2 ≈ 7.07安培。
这个例子表明，有效值是最大值的一种衡量方式，它表示了交流电流在电路中所产生的平均功率。
而最大值则表示了电流在正负方向上的最大幅值，它可以帮助我们确定电路的额定容量，以确保电路能够正常运行。
因此，了解有效值与最大值之间的关系对于电路设计和电力系统的
运行非常重要。
它可以帮助我们合理安排电力资源，提高电路的效率和安全性。
正弦式交变电流的有效值与最大值之间存在着明确的关系。
通过了解和应用这个关系，我们可以更好地理解和控制交流电流，确保电路的正常运行。
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高二物理周末作业
2015年1 月9日
1.
（15
分）(2013·江苏单科)如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd ，线圈平面与磁场垂直。
已知线圈的匝数N ＝100，边长ab ＝1.0m 、bc ＝0.5m ，电阻r ＝2Ω，磁感应强度B 在0～1s 内从零均匀变化到0.2T 。
在1～5s 内从0.2T 均匀变化到－0.2T ，取垂直纸面向里为磁场的正方向。
求：
(1)0.5s 时线圈内感应电动势的大小E 和感应电流的方向； (2)在1～5s 内通过线圈的电荷量q ； (3)在0～5s 内线圈产生的焦耳热Q 。
2．（10分）如图甲所示，n ＝15匝的圆形线圈M ，其电阻为1Ω，它的两端点a 、b 与阻值为2Ω的定值电阻R 相连，穿过线圈的磁通量的变化规律如图乙所示。
(1)判断a 、b 两点的电势高低。
(2)求a 、b 两点的电势差。
3. （10分）将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示。
求其瞬时值表达式、峰值、有效值、2s 内通过电阻的电量。
4．（15分）一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动。
线圈匝数n ＝100匝。
穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图所示。
发电机内阻r ＝5.0Ω，外电路电阻R ＝95Ω，已知感应电动势的峰值E m ＝nωΦm ，其中Φm 为穿过每匝线圈磁通量的最大值。
求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数。
5．(20分)如图所示，一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率P 1＝50kW ，输出电压U 1＝500V ，升压变压器原、副线圈匝数比为n 1：n 2＝1：5，两个变压器间的输电导线的总电阻R ＝15Ω，降压变压器的输出电压U 4＝220V ，变压器本身的损耗忽略不计，求： (1)升压变压器副线圈两端的电压U 2 (2)输电线上损耗的电功率P 损
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比n 3n 4
6.（10分）自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。
一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。
已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为 220V 的交流电源上。
当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0kW 。
设此时原线圈中电流有效值为I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想的，则 U 2和I 1分别约为多大？
7．(20分)(河南大学附中高二期末)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动。
一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S ＝0.05m 2，线圈转动的频率为50Hz ，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B ＝
2
π
T 。
如果用此发电机带动两个标有“220V 11kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a 、b 与电机之间接一个理想变压器，电路如下图。
求：
(1)发电机的输出电压为多少？ (2)变压器原副线圈的匝数比为多少？
(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少？。