高中物理交变电流复习课(详细)
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
人教版(2019)高中物理选择性必修第二册 单元复习 第三章 交变电流
能量守恒
注意 电流关系式仅适用于一个副线圈的情况
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1，则 ( )
2
A．R 消耗的功率变为12P B．电压表 V 的读数变为12U C．电流表 A 的读数变为 2I D．通过 R 的交变电流频率不变
故 D 错误。
[答案] B
4.[ 多选] (2021·浙江金华十校联考)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝 数比为 50∶1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈通过电阻值为 R 的导线与热水器、抽油烟机连接。已知副线圈两端的电压与时间关系如图 乙所示，下列说法正确的是 ( )
A．热水器上交流电的频率为 50 Hz B．电压表示数为 1 100 V C．闭合开关 S 接通抽油烟机，电阻值为 R 的导线发热功率将减小 D．闭合开关 S 接通抽油烟机，变压器原线圈的输入功率将增大
V，选项 D 错误。
答案：C
二、有效值的理解和计算
1．有效值的理解
跟交变电流的热效应等效的恒__定__电__流__的值叫做交变电流的有效值。对于正
弦式交流电，其有效值和峰值的关系为 E＝Em，U＝Um，I＝ Im 。
2
2
2
2．有效值的计算 (1)计算有效值时要注意根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间” 内“相同电阻”上产生“_相_同__热__量__”列式求解。
解析：甲图中电压表的示数为交流电的有效值：U＝6
2 2
V
＝6 V，选项 A 错误；乙图中的 0 时刻感应电动势为零，
高二物理-高二物理交变电流单元复习课
a
2
小都为 ，速度方向与磁感线夹角为30°或150°
2
d
B.线圈转动过程中只有ab、cd两边产生感应电动势，大小
1
各为 1 2
2
sinω（从中性面开始计时），且在线圈回
路中提供的电流方向相同
C.如果闭合线圈能绕ab边为轴转动，线圈中产生的感应电
动势也是 = 1 2 sin
d
变化规律：Φ = Bl1l2 cos ω
R
O
（1）关于穿过线圈平面的磁通量及其变化
A.线圈处于中性面位置时，磁通量最大，磁
b
通量的变化率为零.
B.线圈从中性面转过30°过程中，磁通量的
变化量为Bl1l2 cos 30°.
a
c
d
C.线圈平面与磁感线夹角为60°时，磁通量
的变化率为 1 2 (1 −
流电。
图像
b
交变电流
O'
a
交变电流
c
定义
d
R
产生
O
正弦式
交变电流
变化规律
从中性面计时
图像
交变电流
交变电流
定义
产生
正弦式
交变电流
变化规律
从中性面计时
图像
= sin
交变电流
周期T
频率f
交变电流
的四值
描述交变电
流的பைடு நூலகம்理量
正弦式
交变电流
工作原理
常见变压器
定义
产生
构造
基本关系
交变电流
变压器
D.若从垂直于中性面位置开始计时，线圈转动过程产生的
感应电动势表达式为 = 1 2 cos
高中物理选择性必修2 第三章交变电流_交变电流单元复习课-教案
交流电规律的综合应用（习题课）学习目标：1、知道描述交变电流的物理量，周期、频率、峰值、有效值、平均值．(重点)2、理解正弦式交变电流的最大值和有效值间的关系．会求解交变电流的有效值．(重点、难点)3、可以正确区分正弦式交变电流电压的瞬时值、最大值、有效值、平均值，并进行相关热量、电量的运算。
4、掌握分析变压器静态问题、动态问题和远距离输电问题的思路相关知识：一、正弦式交变电流1.产生：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⊥B，Φ最大，ΔΦΔt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变.(2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，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：一个周期内线圈中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.5.交变电动势随时间的变化规律(中性面开始计时) e ＝nBSωsin ωt .二、描述交变电流的物理量 1.周期和频率(1)周期T ：交变电流完成1次周期性变化所需要的时间，单位是秒(s).表达式为T ＝2πω＝1n(n 为转速).(2)频率f ：交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz).(3)周期和频率的关系：T ＝1f 或f ＝1T.2.交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值 (1)瞬时值：交变电流某一时刻的值.(2)最大值：交变电流或电压所能达到的最大的值.(3)有效值：让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就可以把恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值.(4)正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系 I ＝I m 2，U ＝U m2，E ＝E m2.(5)交变电流的平均值 E ＝n ΔΦΔt ，I ＝nΔΦR ＋r Δt.三、变压器和远距离输电1.变压器物理量之间的关系2.变压器的分析方法匝数比不变的情况负载电阻不变的情况①U1不变,根据U1U2=n1n2,输入电压U1决定输出电压U2,可以得出不论负载电阻R如何变化,U2不变②当负载电阻发生变化时,I2变化,根据输出电流I2决定输入电流I1,可以判断I1的变化③I2变化引起P2变化,根据P1=P2,可以判断P1的变化①U1不变,n1n2发生变化,U2变化②R不变,U2变化,I2发生变化③根据P2=U22R和P1=P2,可以判断P2变化时,P1发生变化,若此时U1不变,则I1发生变化3.远距离输电(1)理清三个回路（如图所示）(2)抓住两个联系理想的升压变压器联系着回路1和回路2,由变压器原理可得:线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是U1：U2=n1：n2,I1：I2=n2：n1,P1=P2。
高二物理第五章交变电流复习课件
【解析】（1）由题图乙可知通过线圈导线的任意一个横截面 的电流的最大值Im=2.0A。 （2）矩形线圈转动的周期 T=4.0×10-3s。 （3）由有效值I= P=I2R=
I m 2 =4W。 R 2 Im 知，线圈电阻上产生的电热功率为 2
（4）由能量守恒定律可知，外界对线圈做的功先转化成电能
再转化成电热，1min内外界对线圈做的功W=Pt=240J。
为 E E m 2 Bnr
2
2
4
2
2
电阻R上产生的热量
E 2 T 4 B2 r 4 n Q （ ） R 。 R 4 8R
（2）在线圈从图示位置转过 1 转的时间内，电动势的平均值
为 E 。
t
4
2 E Br 通过R的电荷量 q I t t 。 R R 2R
A.通过R1的电流有效值是
6 A 5
B.R1两端的电压有效值是6 V
C.通过R2的电流最大值是 6 2 A
5 D.R2两端的电压最大值是 6 2 V
【标准解答】选B。首先从交变电流图像中找出交变电流的最 大值即为通过R2的电流的最大值为
3 2 A，由正弦交变电流最 5
大值与有效值的关系Im= 2 I，可知其有效值为0.6 A，由于R1 与R2串联，所以通过R1的电流的有效值也是0.6 A，A、C错 误；R1两端电压的有效值为U1=IR1=6 V，B正确；R2两端电压 的最大值为 U m2＝I m R 2 3 2 20 V 12 2 V， D错误。
答案：（1）2.0A
（3）4W
（2）4.0×10-3s
（4）240J
二、交变电流图像的应用
交流电的图像反映了交变电动势（电流）随时间变化的特征， 对正弦式交流电来说，我们可以从图像中获取如下信息： 1.交流电的周期（T）：一个完整的正弦波对应的时间段，知 道了周期便可以算出线圈转动的角速度ω =
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
高中物理：交变电流复习
高中物理：交变电流复习考纲要求1、交流发电机及其产生正弦式电流的原理,正弦式电流的图象和三角函数表达,最大值与有效值,周期与频率Ⅱ2、电阻、电感和电容对交变电流的作用,感抗和容抗Ⅰ3、变压器的原理,电压比和电流比Ⅱ4、电能的输送Ⅰ说明：只要求讨论单相理想变压器知识网络：单元切块：按照考纲的要求,本章内容可以分成两部分,即：交变电流；变压器、电能的输送。
其中重点是交变电流的规律和变压器,交流电路的分析和计算是复习的难点。
§1 交变电流教学目标：1．掌握交流发电机及其产生正弦式电流的原理,正弦式电流的图象和三角函数表达,2．理解最大值与有效值,周期与频率；3．知道电阻、电感和电容对交变电流的作用,感抗和容抗教学重点：交流的基本概念教学难点：交流电路的分析与计算教学方法：讲练结合,计算机辅助教学教学过程：一、交变电流的产生1. 正弦交流电的产生当闭合矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直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．如图所示．设矩形线圈abcd 以角速度ω绕oo ' 轴、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针方向转动．此时,线圈都不切割磁感线,线圈中感应电动势等于零．经过时间t 线圈转过ωt 角,这时ab 边的线速度v 方向跟磁感线方向夹角等于ωt ,设ab 边的长度为l ,bd 边的长度为l',线圈中感应电动势为t l Bl e ωωsin 22'= 当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时,线圈转过T /4时间,ωt =π/2,ab 边和cd 边都垂直切割磁感线,sin ωt =1,线圈中感应电动势最大,用E m 来表示,E m =BS ω．则e =E m sin ωt由上式知,在匀强磁场中,绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的．根据闭合电路欧姆定律：t R E R e i m ωsin ==,令R E I m m =,则 i=I m sin ωt路端电压u=iR=I m R sin ωt ,令U m =I m R ,则u=U m sin ωt如果线圈从如图所示位置开始转动,电路中感应电动势、感应电流和路端电压将按余弦规律变化e=E m cos ωt i=I m cos ωt u=U m cos ωt2．中性面当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时,各边都不切割磁感线,线圈中没有感应电流,这个特定位置叫做中性面．应注意：①中性面在垂直于磁场位置．②线圈通过中性面时,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,转动一周线圈两次通过中性面,故一周里线圈中电流方向改变两次．3．正弦交流电的图象矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动,线圈里产生正弦交流电．当线圈从中性面开始转动,在一个周期中：在t （0,T /4）时间内,线圈中感应电动势从0达到最大值E m ．在t （T /4,T /2）时间内,线圈中感应电动势从最大值E m 减小到0．在t （T /2,3T /4）时间内,线圈中感应电动势从0增加到负的最大值-E m ．在t（3T /4,T ）时间内,线圈中感应电动势的值从负的最大值-E m减小到0．电路中的感应电流、路端电压与感应电动势的变化规律相同,如图所示．二、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。
高中物理选考一轮总复习课件专题十三交变电流基础篇
03
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
实验步骤和数据记录
| 1 | 10 | 10 | 1 | 7.07 | 0.707 | 0 |
| 3 | 30 | 10 | 0.33 | 7.07 | 0.236 | 0 |
| 2 | 20 | 10 | 0.5 | 7.07 | 0.354 | 0 |
03
02
电流变换
通过改变变压器的匝数比，可以实现电流的变换。例如 ，在电子电路中，常用变压器来实现阻抗匹配和电流放 大。
隔离作用
变压器还具有隔离作用，可以将输入电路与输出电路隔 离开来，从而避免电路之间的相互干扰。这在一些需要 高抗干扰能力的场合非常有用。
04 远距离输电与能源利用
远距离输电必要性及挑战
高中物理选考一轮总 复习课件专题十三交
变电流基础篇
汇报人：XX 20XX-01-17
目录
• 交变电流基本概念与产生 • 电阻、电感和电容对交变电流作用 • 变压器原理与应用 • 远距离输电与能源利用 • 安全用电常识与预防措施 • 实验：测量交变电流相关参数
01 交变电流基本概念与产生
交变电流定义及特点
实验原理
利用示波器、电压表、电流表等实验仪器，对交变电流进行测量和分析。通过测量电压和电流的峰值 、有效值、相位差等参数，可以计算出交变电流的功率、阻抗等特性。
实验步骤和数据记录
实验步骤 1. 连接实验电路，包括电源、电阻、电流表、电压表等。
2. 打开电源，调整交变电流的频率和幅度。
实验步骤和数据记录
并网控制策略
为了保证电力系统的稳定性和安全性，新能源并网发电需要采取一系列控制策略，如最大 功率点跟踪控制、无功功率控制、低电压穿越控制等。这些控制策略可以提高新能源发电 的利用率和电力系统的稳定性。
高二物理交变电流复习课
I
2 Rt
Ba2
2R
2
R
2
B2a4
4R
(2)线圈从图示位置转过T／4的过程中通过线圈某截 面的电量q
解析：
E
t
Ba2
2
2Ba2
I E 2Ba2 R R
q It 2Ba2 Ba2 R 2 R
例3、一线圈在匀强磁场中匀速转动，每分 钟转240转，已知这线圈平面在转至跟磁场 平行时的电动势是2V。求:
e Em sin t i Im sin t
u Um sin t
应用：计算线圈某时刻的受力情况
2、最大值
m nBS
Um
R R
r
m
Im
m
R
r
应用：电容器和晶体管的耐压值
3、有效值
（1）、正弦交流电的有效值与最大值的关系是：
m ;U Um ; I Im .
2
2
2
（2）、一般交流电有效值的求法---- 分段求和
3
4
ts
I 2 ( 2 )2 1 ( 4 )2 1 22 22
图15 3
I 5A
练习4：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
【例4】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：
e 50sin(10 1 ) 43.3V
30
(3)电路中电压表和电流表示数各是多少。 电动势的有效值为
E Em 50 35.4V 22
电流表的示数
I E 35.4 3.54A R r 91
电压表的示数
高三交表电流描述变压器复习教案
．正弦交流电的产生：在匀强磁场里，线圈绕磁场方向的轴匀速转动．中性面：与磁场方向的平面中性面与峰值面的比较：保元件可能是】在匀强磁场中，一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，象如图乙所示，则】矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图象如图所示，下列说势的大小末线框平面平行于磁场，通过线框的磁通量变化最快理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处n1：n2=6：1，副线圈两u/V线平行时，电流表的指针偏转最、匝数为n、线圈总电阻为并联的交流电压表为理想刻，线圈平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是R时感应电动势；60°角的过程中产生的平均感应电动势；，、为理想电流表和理想电压表，若原线圈接入如图所示的正弦交变电压，电压图3．电流表的示数为2 A图4的示数一定都变小 的示数变小A 3的示数一定变大 三、输电电路的基本分析所示，发电站的输出电功率为P ，输出电压为U′，则输电电流为I ＝P U ＝U －U′R ＝U 线R .图6线＋P 3 43 I 线22＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线输电导线上损失的电功率 (P 2U 2)2R 线．关于远距离输电问题的处理思路常见问题有两类：一类是按发电机→升压→输电线→降压→用电器的顺序分析或按用电器到发电机的顺序分析；还有一类常见的是从中间突破的题目，即由输电线上的功率损失求出输电线上的电流，也就是流过升压变压器副线圈和降压变压器原线圈的电流，再由理想变压器的工作原理推断发电和用电的问题．某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V ，输出电功率为的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V 供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？图7．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为10∶1.原线圈接电压的交流电源，副线圈接两个阻值均为均为理想电表．则下述结论中正确的是的示数为0.1 A的示数为11 2 V的示数为0.05 A的示数为22 V220 V，变电所需适时进行调压，图不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压．某次变化的曲线如图乙所示．以下正确的是甲乙如图11所示，电路中的变压器为理想变压器，是滑动变阻器R的滑动触头，原线圈两端接电压有效值恒定的交变电流，则能使原线圈的输入功率变大的是( )由b切换到a由a切换到b向上滑动向下滑动．(2010·天津理综·7)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡V1、V2和理想交流电流表A)示数的比值不变示数的比值变大示数的比值变大示数的比值不变理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝4∶1，原线圈回路中的电阻阻值相等，a、b两端加一定的交变电压．4∶1 B．1∶4 C．16∶1 D．1∶16(2009·广东单科·9)如图14为远距离高压输电的示意图，发电机的输出电压；变压器原、副线圈的匝数比；与变压器原线圈串联的电流表的示数．。
高中物理交变电流
高中物理：交变电流一、正弦式电流的产生和变化规律1、交流电产生的条件：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，在线圈中将产生按正弦规律变化的交变电流。
2、交流电的变化规律（1）感应电动势瞬时值的表达式：如果线圈从中性面开始时，在匀强磁场中以角速度绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生感应电动势的最大值为，则在时刻，线圈中产生的感应电动势的瞬时值是；由于电流与电动势的同步性，若感应电流的最大值为，感应电流的瞬时值的表达式为（2）感应电动势的最大值是；式中N为线圈匝数，S为线圈面积。
（3）从感应电动势的表达式可以看出，当时，即线圈平面垂直于中性面时，感应电动势最大；而当线圈平面与中性面平行时，即或时，感应电动势为零。
要注意的是线圈平面垂直于中性面时，即时，穿过线圈的磁通量为零，但这时其变化率却最大。
3、交变电流的图象：交变电流、电压、电动势的图象都是正弦函数图象。
二、表征交流电的物理量1、表征交流电的物理量主要有：瞬时值、最大值和有效值；周期、频率和角频率。
2、交流电的有效值：（1）根据电流的热效应规定的，即交流电和直流电通过同样阻值的两个电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，则这个直流电的数值为交流电的有效值；（2）对正弦式电流而言，其最大值是有效值的倍，即：，，（3）通常所说的交流电的电流、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电的最大值；计算通过电路某一截面的电量，需用交流电的平均值。
3、交流电的周期、频率和角频率都是用来表征交流电的物理量，三者之间的关系是：我国工农业生产和生活用的交流电，频率50Hz，周期0.02s，电流方向每秒钟改变100次。
注意问题：1、交变电流的产生过程及电动势和磁通量的变化情况以上反映线圈上感应电动势瞬时值的图象都是当线圈平面恰通过中性面时开始计时作出的。
线圈通过中性面的瞬时，线圈导体不切割磁感线，感应电动势为零，磁通量的变化率为零，但穿过线圈平面的磁通量最大。
高中物理汇总交变电流知识点详解
高中物理汇总：交变电流知识点详解交变电流知识点讲解1. 交流电的产生（1）交流电：大小和方向均随时间作周期性变化的电流。
方向随时间变化是交流电的最主要特征。
（2）交流电的产生①平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴转动时，线圈中就会产生按正弦规律变化的交流电，这种交流电叫正弦式交流电。
②中性面：垂直于磁场的平面叫中性面。
线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，此位置线圈中的感应电动势为零，且每经过中性面一次感应电流的方向改变一次。
线圈每转一周，两次经过中性面，感应电流的方向改变两次。
（3）正弦式交流电的变化规律：若从中性面位置开始计时，那么线圈中的电动势、电流、加在外电阻上的电压的瞬时值均按正弦规律变化。
②图像如图所示：2. 表征交流电的物理量（1）描述交流电的大小①瞬时值：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向。
②最大值：交流电在变化过程中所能达到的最大值是表征交流电强弱的物理量。
③有效值：是根据交流电的热效应规定的，反映的是交流电在能量方面的平均效果。
让交流电与恒定电流通过阻值相同的电阻，若在相等时间内产生的热量相等，这一恒定电流值就是交流电的有效值。
各种电器设备所标明的额定电流和额定电压均是有效值。
（2）周期和频率是用来表示交流电变化快慢的物理量：3. 变压器（1）变压器的构造及原理①构造：由一个闭合的铁芯以及绕在铁芯上的两组（或两组以上）的线圈组成。
和电源相连的线圈叫原线圈，与负载相连的线圈叫副线圈。
②工作原理原线圈加上交变电压后会产生交变的电流，这个交变电流会在铁芯中产生交变的磁通量，那么副线圈中会产生交变电动势，若副线圈与负载组成闭合电路，副线圈中也会有交变电流产生，它同样在铁芯中激发交变的磁通量，这样，由于原、副线圈中有交变电流通过而发生的一种相互感应现象叫互感现象。
变压器工作的物理基础就是利用互感现象。
（2）理想变压器①铁芯封闭性好、无漏磁现象，即穿过原、副线圈的磁通量相等。
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专题一 交变电流的产生和图像1、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．下列说法正确的是 （ ） A ．电路中交变电流的频率为0.25 Hz BC ．电阻消耗的电功率为2.5 WD ．用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V2、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 HzC ．该交流电的电压的有效值为D ．若将该交流电压加在阻值R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W3、正弦交变电源与电阻R 、交流电压表按照图1所示的方式连接，R =10Ω，交流电压表的示数是10V 。
图2是交变电源输出电压u 随时间t 变化的图象。
则 （ ）A.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos100πt (A)B.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos50πt (V)C.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =52cos100πt (V)D.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =52cos50πt (V)4、如图所示，同轴的两个平行导线圈M 、N ，M 中通有图象所示的交变电流，则（ ） A.在t 1到t 2时间内导线圈M 、N 互相排斥 B.在t 2到t 3时间内导线圈M 、N 互相吸引C.在t 1时刻M 、N 间相互作用的磁场力为零D.在t 2时刻M 、N 间相互作用的磁场力最大5、在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为r =1m 、电阻为R =3.14Ω的圆形线框，当磁感应强度B 按图示规律变化时（以向里为正方向），线框中有感应电流产生。
⑴画出感应电流i 随时间变化的图象（以逆时针方向为正）。
⑵求该感应电流的有效值。
/s-2sU -U专题二 表征交流电的物理量、四值问题1、如图，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长为L=10cm 的正方形线圈abcd 共100匝，线圈电阻r=1Ω，线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动。
,/2s rad πω=外电路电阻R=4Ω。
求：（1）感应电动势最大值（2）由图示位置转过60。
角时的感应电动势值（3）由图示位置转过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61周期内通过电阻R 的电荷量为多少。
2.如下图所示，是一个交变电流的电流强度i 随时间t 变化的规律。
此交变电流的有效值是( ) A.52A B.5A C.3.52A D.3.5A 3、一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线框，当线框转至中性面时开始计时。
t 1=1/60s ，线框中感应电动势为50V ，当t 2=1/30s 时，线框中感应电动势为503V ，求： （1）感应电动势的最大值； （2）线框转动的角速度的大小；（3）线框中感应电动势的瞬时表达式。
4、一根电阻丝接入100v 的直流电，1min 产生的热量为Q ，同样的电阻丝接入正弦交变电压，2min 产生的热量为0.5Q ，那么该交变电压的最大值为 （ ） A 、50v B 、100v C 、502v D 、503v5、将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l ，它在磁感应强度为B 、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n ，导线在a 、b 两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P 的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为 （ ）A.(2πl 2nB )2/PB.2(πl 2nB )2/PC.(l 2nB )2/2PD.(l 2nB )2/Pt /s图13-2-6 专题三 变压器原理和应用1、下列有关理想变压器的说法正确的是：（ ） A 、原、副线圈中交变电流的频率一定相等 B 、穿过原、副线圈的磁通量的变化率一定相等 C 、副线圈的输出功率和原线圈的输入功率一定相等 D.原线圈的导线比副线圈导线细E ．变压器是一种能够改变交流电压的设备F ．凡是能改变交流电压的设备，都是变压器G ．原线圈中输入功率随着副线圈中的负载阻值增大而增大 H ．负载空载时，原线圈中的电流为零 I ．当副线圈空载时，原线圈上的电压为零J ．原线圈中的输入电流随着副线圈中的输出电流的增大而增大2.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V ，60W ”灯泡一只，且灯泡正常发光。
则 （ ） A ．电流表的示数为22023 AB ．电源输出功率为1200WC ．电流表的示数为2203 AD ．原线圈端电压为11V3.如图所示，理想变压器的原线圈匝数为n 1=1000匝，副线圈匝数为n 2=200匝，交变电源的电动势e =311sin314t V ，电阻R =88Ω，电流表和电压表对电路的影响忽略不计。
下列结论正确的是 （ ）A.电流表A 1的示数为0.10AB.电压表V 1的示数为311VC.电流表A 1的示数为0.75AD.电压表V 2的示数为62.2V4、如图13-2-6所示，理想变压器的副线圈上接有三个灯泡，原线圈与一灯泡串联在交流电源上。
若所有灯泡都完全相同且都正常发光，则电源两端的电压U 1与灯泡两端的电压U 2之比为 （ ） A 、1:1 B 、2:1 C 、3:1 D 、4:15、图5-52所示为理想变压器，3个灯泡L1，L2，L3都标有“5V ，5W”，L4标有“5V ，10W”．若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1∶n2和输入电压u 应为（ ） A ．2∶1，25伏 B ．1∶2，20伏C ．1∶2，25伏D ．2∶1，20伏图13-2-8 6、用理想变压器向负载供电，变压器的输入电压不变，如图图13-2-4所示，如果负载电阻的滑动触头向上移动，则图中所有交流电表的读数及变压器输入功率的变化情况为（ ） A ．V 1、V 2不变，A 1增大、A 2减小，P 增大 B ．V 1、V 2不变，A 1、A 2增大，P 增大 C ．V 1、V 2不变，A 1、A 2减小，P 减小D ．V 1不变、V 2增大，A 1减小、A 2增大，P 减小7.如图所示，理想变压器给负载R 响不计。
当负载电阻的滑动触头向下移动时，图中各交流电表的示数及变压器的输入功率P 的变化情况是（ ）A.V 1和V 2不变，A 1增大，A 2减小，P 增大B.V 1和V 2不变，A 1和A 2增大，P 增大C.V 1和V 2不变，A 1和A 2减小，P 减小D.V 1不变，V 2增大，A 1减小，A 2增大，P 减小8.如图所示，理想变压器输入的交变电压为U 1，原线圈中的电流为I 1。
下列说法中正确的是A.保持U 1及R 不变，将K 由a 改接到b 时，I 1将减小B.保持U 1及R 不变，将K 由b 改接到a 时，R 的功率将增大C.保持U 1及K 不变，将R 增大时，I 1将增大D.K 不变，U 1增大，I 1将增大9、如图13-2-8所示的变压器，当通以交流电时，每一个线圈产生的磁通量只有一半通过另一线圈，另一半通过中间臂，已知线圈1、2匝数之比n 1:n 2，当线圈1输入电压U 时，线圈2输出电压是________V ，当线圈2输入电压U 时，线圈1输出电压是________V ，10.钳形电流表的外形和结构如图（a ）所示。
图（a ）中电流表的读数为1.2A 。
图（b ）中用同一电缆线绕了3匝，则（ ）A.这种电流表能测直流电流，图（b ）的读数为2.4AB.这种电流表能测交流电流，图（b ）的读数为0.4AC.这种电流表能测交流电流，图（b ）的读数为3.6AD.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图 （b ）的读数为3.6A图（a ）图（b ）11.调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示。
线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上。
AB间加上正弦交流电压U，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压。
在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q。
则（）Ａ.保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变大Ｂ.保持P的位置不动，将Q向上移动时，电流表的读数变小Ｃ.保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大Ｄ.保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小12.如图所示，理想变压器初级线圈接交变电压u，次级线圈a仅有1匝，外电路是一匝同样材料，同样大小的线圈b，且a的横截面积是b的2倍。
此时测得次级线圈和外电路连接处两点间的电压为3.2V。
若将a、b线圈的位置对调后，再测次级线圈和外电路连接处两点间的电压将是多少伏？专题四：远距离输电1、山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户．设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器总功率的增加将导致（）A．升压变压器初级线圈中的电流变小B．升压变压器次级线圈两端的电压变小C．高压输电线路的电压损失变大D．降压变压器次级线圈两端的电压变小2.一台交流发电机的输出电压为250V，输出功率为100kW，向远处输电用的输电线总电阻为8Ω。
为了使输电线上损耗的功率不超过输送总功率的5%，且用户端刚好能得到220V交变电压，求：供电端的升压变压器和用户端的降压变压器的变压比应分别是多少？3.某发电站的输出功率为104kW，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处供电。
已知输电导线的电阻率为ρ=2.4×10-8Ω m，导线横截面积为1.5×10- 4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：⑴升压变压器的输出电压；⑵输电线路上的电压损失。
4、图5-43为一输电系统，A地有一台升压变压器，B地有一台匝数比为10∶1的降压变压器，使120盏标有“120V,100W”的灯正常工作，A、B两地输电线的电阻是20Ω，求：(1)升压变压器输出端的电压．(2)若不用变压器，要在B地得到同样大小的电流和电功率，那么在A地要用多大的电压将电能输出？(3)两情况下输电线上损耗功率之比是多少？5、发电机的端电压220v，输出电功率44kw，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用原副级线圈匝数比为1:10的升压变压器，经输电线后，再用原副级线圈匝数比为10:1的降压变压器降压供给用户。
（1）画出全过程的示意图（2）求用户得到的电压和功率（3）若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率专题五：带电粒子在交变电场中的运动1.从t =0时刻起，在两块平行金属板间分别加上如图所示的交变电压，加其中哪种交变电压时，原来处于两板正中央的静止电子不可能在两板间做振动？（ ）2.如图所示，平行金属板板长L =8.0cm ，板间距离d =5.0mm ，两板间加有交变电压u =U m sin314t V 。