2019精品第一节认识交变电流第二节交变电流的描述数学
交变电流的产生和描述(含答案)
第1课时交变电流的产生和描述考点内容要求考纲解读交变电流、交变电流的图象Ⅰ1．交变电流的产生及其各物理量的变化规律，应用交流电的图象解决问题．2．利用有效值的定义，对交变电流的有效值进行计算．3．理想变压器原、副线圈中电流、电压、功率之间的关系应用，变压器动态变化的分析方法．4．远距离输电的原理和相关计算．5．传感器的简单使用，能够解决及科技、社会紧密结合的问题.正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值Ⅰ理想变压器Ⅰ远距离输电Ⅰ实验：传感器的简单使用导学目标 1.能掌握交变电流的产生和描述，会写出交变电流的瞬时值表达式.2.能认识交变电流的图象和进行有效值、最大值的计算．一、交变电流的产生和变化规律[基础导引]关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的是 ( )A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次C．线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零D．线圈在及中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势最大[知识梳理]1．交变电流大小和方向都随时间做__________变化的电流．如图1(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流．其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流，如图(a)所示．图12．正弦交流电的产生和变化规律(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕________________方向的轴匀速转动．(2)中性面：①定义：及磁场方向________的平面．②特点：a.线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量________，磁通量的变化率为______，感应电动势为______．b.线圈转动一周，________经过中性面．线圈每经过____________一次，电流的方向就改变一次．(3)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__________曲线．如图1(a)所示．思考：由正弦交流电的图象可以得出哪些物理量？二、描述交变电流的物理量[基础导引]我们日常生活用电的交变电压是e＝2202sin 100πt V，它是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的，则下列说法正确的是________．①交流电的频率是50 Hz②交流电压的有效值是220 V③当t＝0时，线圈平面恰好及中性面平行④当t＝150s时，e有最大值220 2 V⑤电流每秒方向改变50次[知识梳理]1．周期和频率(1)周期T：交变电流完成________________变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)．公式：T＝2πω.(2)频率f：交变电流在1 s内完成周期性变化的________，单位是赫兹(Hz)．(3)周期和频率的关系：T＝________或f＝________.2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流某一________的值，是时间的函数．(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的________．(3)有效值：让交流及恒定电流分别通过________的电阻，如果它们在交流的一个周期内产生的________相等，则这个恒定电流I 、恒定电压U 就是这个交流的__________．(4)正弦式交变电流的有效值及峰值之间的关系I ＝____________，U ＝____________，E ＝____________.(5)平均值：是交变电流图象中波形及横轴所围面积跟时间的比值.考点一 正弦交流电的变化规律 考点解读1．正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)规律 物理量函数 图象磁通量 Φ＝Φm cos ωt ＝BS cos ωt电动势e ＝E m sin ωt ＝nBSωsin ωt 电压u ＝U m sin ωt ＝RE m R ＋r sin ωt 电流 i ＝I m sin ωt ＝E m R ＋r sin ωt2(1)线圈平面及中性面重合时，S ⊥B ，Φ最大，ΔΦΔt＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变．(2)线圈平面及中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，ΔΦΔt最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变．3．书写交变电流瞬时值表达式的基本思路(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式E m＝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．如：①线圈从中性面位置开始转动，则i －t 图象为正弦函数图象，函数式为i ＝I m sin ωt .②线圈从垂直中性面位置开始转动，则i －t 图象为余弦函数图象，函数式为i＝I m cos ωt.特别提醒 1.只要线圈平面在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，就产生正弦式交流电，其变化规律及线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关．2．Φ－t图象及对应的e－t图象是互余的．典例剖析例1 如图2甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则 ( )图2A．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例2 实验室里的交流发电机可简化为如图3所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V．已知R＝10 Ω，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是( )A．线圈平面及磁场平行时，线圈中的瞬时电流为零B．从线圈平面及磁场平行开始计时，线圈中感应电流瞬时值表达式为i＝2sin 50πt AC．流过电阻R的电流每秒钟方向改变25次D．电阻R上的热功率等于10 W跟踪训练 1 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4所示，下列说法中正确的是 ( ) A．交流电压的有效值为36 2 VB．交流电压的最大值为36 2 V ，频率为0.25 HzC．2 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大D．1 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快考点二交变电流“四值”的比较及理解考点解读交变电流的瞬时值、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瞬时值交变电流某一时刻的值e＝E m sin ωti＝I m sin ωt计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值E m＝nBSωI m＝E mR＋r讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E＝E m2U＝U m2I＝I m2适用于正(余)弦式电流(1)计算及电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)(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平均值交变电流图象中图线及时间轴所夹的面积及时间的比值E＝Bl vE＝nΔΦΔtI＝ER＋r计算通过电路截面的电荷量典例剖析例3 一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈及正弦交变电源连接，输入电压u如图5所示．副线圈仅接入一个10 Ω的电阻．则 ( ) A．流过电阻的电流是20 AB．及电阻并联的电压表的示数是100 2 VC．经过1分钟电阻发出的热量是6×103 JD．变压器的输入功率是1×103 W例4 如图6所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝1πT，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时．问：(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值表达式；(2)线圈转过130s时电动势的瞬时值多大？(3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少？(4)从中性面开始计时，经130s通过电阻R的电荷量是多少？思维突破有效值是交流电中最重要的物理量，必须会求，特别是正弦交流电的有效值，应记住公式．求交变电流有效值的方法有：(1)利用I＝I m2，U＝U m2，E＝E m2计算，只适用于正(余)弦式交流电．(2)利用有效值的定义计算(非正弦式交流电)．在计算有效值时“相同时间”至少取一个周期或周期的整数倍．(3)利用能量关系求解．当有电能和其他形式的能转化时，可利用能量守恒定律来求有效值．跟踪训练 2 一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图7所示．由图可知 ( )图7A．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100 2 VD ．若将该交流电压加在阻值为R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W14.对交变电流图象的意义认识不清例5 如图8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．若以线圈平面及磁场夹角θ＝45°时(如图乙)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 ( )图8误区警示 不能将交变电流的产生原理及图象正确结合，或判断初始时刻的电流方向错误而错选C.正确解析 从乙图可看出初始时刻线圈平面及中性面的夹角为，又由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为从b 到a(及正方向相反)，故瞬时电流的表达式为i=-imcos (+ωt)，图象D 符合题意．答案 D正本清源 对于交变电流的图象问题，关键在于把线圈在匀强磁场中的具体位置及图象上的时刻对应好，也就是把交变电流的变化规律及线圈在磁场中转动的具体情景对应好！跟踪训练3 如图9所示，在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置矩形线圈abcd .线圈cd 边沿竖直方向且及磁场的右边界重合．线圈平面及磁场方向垂直．从t ＝0时刻起，线圈以恒定角速度ω＝2πT绕cd 边沿图示方向转动，规定线圈中电流沿abcda 方向为正方向，则从t ＝0到t ＝T 时间内，线圈中的电流i 随时间t 的变化关系图象为下图中的( )15．忽视交变电流“四值”的区别，造成运用时的错误例6 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10甲所示．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，如图乙所示，则 ( )图10A．电压表的示数为220 VB．电路中的电流方向每秒钟改变50次C．灯泡实际消耗的功率为484 WD．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J误区警示错解1：不能正确区分电源电动势和路端电压，易错选A.错解2：认为在一个周期内电流的方向改变1次，则会错选B.正确解析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E m＝220 2 V，有效值E＝220 V，灯泡两端电压U＝RER＋r＝209 V，A错；由图象知T＝0.02 s，一个周期内电流方向改变两次，可知1 s内电流方向改变100次，B错；灯泡消耗的实际功率P＝U2R＝209295.0W＝459.8 W，C错；电流的有效值I＝ER＋r＝2.2 A，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q＝I2rt＝2.22×5.0×1 J＝24.2 J，D对．答案D正本清源在解答有关交变电流问题时，除要注意电路结构外，还要区分交变电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值，最大值是瞬时值中的最大量值，有效值是以电流的热效应来等效定义的，及电磁感应问题一样，求解及电能、电热相关问题时，一定要使用有效值，而求解通过导体截面的电荷量时一定要用平均值.跟踪训练4 某交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势及时间的关系如图11所示．如果此线圈和一个R＝100 Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列叙述正确的是( )A．交变电流的周期为0.02 sB．交变电流的最大值为1 AC．交变电流的有效值为1 AD．电阻R两端的最大电压为141 VA组交变电流的产生及图象1．如图12所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是 ( ) A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零B．线圈先后两次转速之比为3∶2C．交流电a的瞬时值表达式为u＝10sin 5πt (V)D．交流电b的最大值为5 V2．如图13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＝3000 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，线圈平面及磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里．(1)在图中标出t＝0时感应电流的方向．(2)写出线圈感应电动势的瞬时值表达式．(3)线圈转一圈外力做功多大？(4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量是多大？B组交变电流的“四值”3．在如图14甲所示的电路中，电阻R的阻值为50 Ω，在ab 间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是( )图14A．交流电压的有效值为100 VB．电流表示数为2 AC．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/s D．在1分钟内电阻R上产生的热量为1.2×104 J4．如图15所示，交流发电机线圈的面积为0.05m2，共100匝．该线圈在磁感应强度为1πT的匀强磁场中，以10π rad/s的角速度匀速转动，电阻R1和R2的阻值均为50 Ω，线圈的内阻忽略不计，若从图示位置开始计时，则( )A．线圈中的电动势为e＝50sin 10πt VB．电流表的示数为 2 AC．电压表的示数为50 2 VD．R1上消耗的电功率为50 W课时规范训练(限时：45分钟)一、选择题1．下面关于交变电流的说法中正确的是( )A．交流电器设备上所标的电压和电流值是交流的最大值B．用交变电流表和交变电压表测定的读数值是交流的瞬时值C．给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值D．对同一电阻且时间相同，则跟交流有相同的热效应的直流的数值是交流的有效值2. 某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1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3．如图所示，面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e ＝BSωsin ωt的图是 ( ) 4．(2011·四川理综·20)如图2所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω.从线圈平面及磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A ．那么( )A ．线圈消耗的电功率为4 WB ．线圈中感应电流的有效值为2 AC ．任意时刻线圈中的感应电动势为e ＝4cos 2πTtD ．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝Tπsin 2πTt5．如图3所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P 1和P 2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转 到及磁场方向平行时 ( ) A ．线圈绕P 1转动时的电流等于绕P 2转动时的电流 B ．线圈绕P 1转动时的电动势小于绕P 2转动时的电动势 C ．线圈绕P 1和P 2转动时电流的方向相同，都是a →b →c →d D ．线圈绕P 1转动时dc 边受到的安培力大于绕P 2转动时dc 边受到的安培力6．图4中甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化．下列说法正确的是( )甲乙图4A．图甲表示交流电，图乙表示直流电B．两种电压的有效值相等C．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝311sin 100πt V D．图甲所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的1107．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势及时间呈正弦函数关系，如图5所示．此线圈及一个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 ( ) A．交变电流的周期为0.125 sB．交变电流的频率为8 HzC．交变电流的有效值为 2 AD．交变电流的最大值为4 A8．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图6甲所示，则下列说法中正确的是 ( )图6A．t＝0时刻线圈平面及中性面垂直B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大C．t＝0.02 s时刻，感应电动势达到最大D．该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示9．如图7所示的正方形线框abcd边长为L，每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω转动，c、d两点及外电路相连，外电路电阻也为r，则下列说法中正确的是 ( )A．S断开时，电压表读数为22BωL2B．S断开时，电压表读数为28BωL2C．S闭合时，电流表读数为210rBωL2D．S闭合时，线框从图示位置转过π2过程中流过电流表的电荷量为BL2 7r10．如图8所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，当线圈由图示位置转过60°的过程中，下列判断正确的是 ( )A．电压表的读数为NBSω2B．通过电阻R的电荷量为q＝NBS 2(R＋r)C．电阻R所产生的焦耳热为Q＝N2B2S2ωRπ4(R＋r)2D．当线圈由图示位置转过60°时的电流为NBSω2(R＋r)二、非选择题11．如图9所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕及cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I＝________.线框从中性面开始转过π2的过程中，通过导线横截面的电荷量q＝________.12．如图10所示，线圈面积为0.05 m2，共100匝，线圈总电阻为1Ω，及外电阻R＝9 Ω相连．当线圈在B＝2πT的匀强磁场中绕OO′以转速n＝300 r/min匀速转动时，求：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时值表达式；(2)两电表的示数；(3)线圈转过160s时，电动势的瞬时值；(4)线圈转过130s的过程中，通过电阻R的电荷量；(5)线圈匀速转一周外力做的功．复习讲义基础再现一、基础导引CD知识梳理 1.周期性 2.(1)垂直于磁场(2)①垂直②a.最大零零b．两次中性面(3)正弦思考：周期T、频率f、峰值等．二、基础导引①②知识梳理 1.(1)一次周期性(2)次数(3)1f1T2.(1)时刻(2)最大值(3)相同热量有效值(4)I m2U m2E m2课堂探究例1 A例2 D跟踪训练1 BC例3 D例4 (1)e＝50sin 10πt V (2)43.3 V(3)31.86 V 3.54 A (4)14πC跟踪训练2 BD跟踪训练3 B跟踪训练4 B分组训练1．BC2．(1)adcba(2)e＝314cos 100πt V(3)98.6 J (4)0.1 C3．ABD 4.B课时规范训练1．CD2．D3．A4．AC5．A 6．C 7．C 8．B 9．BD 10．B11.2BSω2RBSR12．(1)e＝100sin 10πt V (2)5 2 A45 2 V (3)50 V (4)12πC (5)100 J。
认识交变电流第二节交变电流的描述
根据欧姆定律，纯电阻电路中的电流 大小与电压成正比，而与频率无关。
电感对交变电流阻碍作用
1 2
感抗
电感对交变电流具有阻碍作用，这种阻碍作用称 为感抗。感抗的大小与电感量L和交变电流的频 率f成正比。
电流滞后电压90度
在电感电路中，交变电流的电流相位滞后于电压 相位90度。
3
储存磁场能量
电感在交变电流作用下会储存磁场能量，并在电 流减小时释放能量。
合理配置用电设备
加强员工安全培训
企业应根据生产需要合理配置用电设备， 避免设备超负荷运行，降低能耗和生产成 本。
企业应加强对员工的用电安全培训，提高 员工的安全意识和操作技能，确保员工能 够正确使用和维护设备。
城市轨道交通系统供电方式选择
直流供电方式
城市轨道交通系统可采用直流供电方式，通过整流器将交流 电转换为直流电供给列车使用。这种方式具有简单、可靠、 维护方便等优点，但需要较大的整流设备和较多的电缆。
交流供电方式
城市轨道交通系统也可采用交流供电方式，直接通过变压器 将高压交流电降压后供给列车使用。这种方式具有节省电缆 、减少电能损耗等优点，但需要解决列车运行时产生的谐波 和无功补偿等问题。
06 总结回顾与拓展延伸
关键知识点总结回顾
交变电流的产生
通过交流发电机产生，其基本 原理是电磁感应。
交变电流的周期性变化
在使用电器时，要注意用电安 全，不要随意拆卸、修理电器
，避免发生触电事故。
企业生产线上设备用电管理规范
严格执行用电安全制度
定期进行设备检查和维护
企业应建立用电安全管理制度，明确各级 管理人员和操作人员的职责，确保用电安 全。
企业应定期对生产线上的设备进行检查和 维护，确保设备处于良好状态，避免因设 备故障引发事故。
《高中物理必考公式定律与知识梳理》第十二章 交变电流
10 第十二章 交变电流第一节 交变电流-@>% )一交变电流大小和方向都随着时间做周期性变化的电流叫交变电流,简称交流(A C )㊂二交变电流的产生图121如图121所示,当闭合线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,因而在线圈中会产生感应电流㊂线圈做周期性的运动,在线圈中就产生了大小和方向都随时间变化的交变电流㊂04三正弦式交变电流1.定义:按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流,简称正弦式电流㊂2.产生:将线圈置于匀强磁场中,使其绕垂直于磁感线的轴做匀速转动,线圈中就会产生正弦式交变电流㊂3.中性面:与磁场方向垂直的平面㊂第二节 描述交变电流的物理量-@>% )一交变电流的周期和频率1.周期T :交变电流完成一次周期性变化所需的时间,单位是秒㊂2.频率f :交变电流在1s 内完成周期性变化的次数㊂单位是赫兹,简称赫,符号是H z㊂3.周期和频率的关系:T =1f或f =1T ㊂二交变电流的“四值”比较物理量物理含义重要关系适用情况瞬时值交变电流某一时刻的值e=E m s i nωti=I m s i nωt计算线圈某一时刻的感应电流㊁电压或受力情况等峰值最大的瞬时值E m=N B SωI m=E m R+r确定用电器的耐压值有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值对正弦式交变电流有:E=E m2U=U m2I=I m2①计算与电流热效应有关的量(如功率㊁热量等)㊂②电气设备上标注的额定电压㊁额定电流都是有效值㊂③保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图像中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值E-=nΔΦΔt计算通过电路横截面的电荷量10的影响-@>% )一电感器对交变电流的阻碍作用1.感抗(1)定义:电感器对交变电流的阻碍作用的大小㊂(2)影响因素:感抗与线圈的自感系数L及交变电流的频率f有关,L越大,f越高,感抗也越大㊂2.电感对电路的作用(1)低频扼流圈:匝数为几千甚至超过一万,自感系数为几十亨,可以用来 通直流,阻交流 ㊂(2)高频扼流圈:匝数为几百或几十,自感系数为几毫亨,可用来 通直流㊁通低频,阻高频 ㊂二电容器对交变电流的阻碍作用1.容抗(1)定义:电容器对交变阻碍作用的大小㊂(2)影响因素:容抗与电容器的电容C及交变电流的频率f有关,C越大,f越高,容抗越小㊂2.电容在电路中的作用通交流,隔直流;通高频,阻低频㊂06第四节变压器-@>% )一变压器的构造及原理1.构造:闭合铁芯,绕在闭合铁芯上的原㊁副线圈㊂2.工作原理:电磁感应(互感)㊂3.理想变压器原、副线圈中基本量的关系理想变压器没有能量损失和磁通量损失基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,P入=P出电压关系①只有一个副线圈时:U1U2=n1n2㊂②有多个副线圈时:U1n1=U2n2=U3n3= =U n nn电流关系①只有一个副线圈时:I1I2=n2n1㊂②有多个副线圈时:由P入=P出得I1n1=I2n2+I3n3+ +I n n n频率关系f1=f2(变压器不改变交变电流的频率)二理想变压器各物理量变化的决定因素1.输入电压U1决定输出电压U2㊂102.输出电流I2决定输入电流I1㊂3.输出功率P2决定输入功率P1㊂第五节电能的输送-@>% )一降低输电耗损的两个途径1.减小输电线的电阻选用电阻率小的材料做导线或增大导线的横截面积㊂2.减小输电导线中的电流在输电功率一定的条件下,提高输电电压,以减小输电电流,从而减小输电导线上损失的电功率㊂二远距离高压输电1.远距离高压输电的电路示意图（图122）图122082.远距离高压输电的基本关系(1)功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P3+P线㊂(2)电压关系:U1U2=n1n2,U3U4=n3n4,U2=U3+U线㊂(3)电流关系:I1I2=n2n1,I2=I线=I3,I3I4=n4n3㊂(4)输电导线上损耗的电功率P线=I2线R线=P22U22R线㊂当输送的电功率一定时,输电电压增大到原来的n倍,输电导线上损失的功率就减少到原来的1n2㊂10。
第2节 交变电流的描述
第2节 交变电流的描述学习目标要求核心素养和关键能力1.知道交变电流的周期、频率的概念，掌握 T 、f 、ω之间的关系。
2．理解交变电流的峰值、有效值的概念，会根据电流的热效应计算电流的有效值。
3．理解正弦式交变电流的公式和图像。
1.科学思维利用等效的思想理解“电流热效应”的概念。
2．关键能力数形结合分析问题的能力。
一、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，通常用T 表示，单位是秒。
2．频率：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作它的频率。
数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。
通常用f 表示，单位是赫兹。
3．T 、f 、ω三者之间的关系(1)周期与频率的关系：f ＝1T 或T ＝1f 。
(2)角速度与频率的关系：ω＝2πf 。
二、峰值和有效值1．峰值：交变电流的最大值。
峰值I m 或U m ，用来表示电流的强弱或电压的高低。
2．有效值定义：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，则这个恒定电流的数值就叫作这一交变电流的有效值。
3．正弦式交变电流的有效值与峰值的关系理论计算表明，正弦式交变电流的有效值I 、U 与峰值I m 、U m 之间的关系为I ＝I m 2＝0.707I m ，U ＝U m2＝0.707U m 。
【判一判】(1)正弦式交变电流的正负两部分是对称的，所以有效值为零。
(×)(2)交变电流的有效值就是一个周期内的平均值。
(×)(3)一个正弦式交变电流的峰值同周期、频率一样是不变的，但有效值是随时间不断变化的。
(×)(4)交流电路中，交流电压表、交流电流表的测量值都是有效值。
(√)三、正弦式交变电流的公式和图像1．正弦式交变电流的公式和图像可以详细描述交变电流的情况。
若线圈通过中性面时开始计时，交变电流的图像是正弦曲线。
2．若已知电压、电流最大值分别是U m、I m，周期为T，则正弦式交变电流电压、电流表达式分别为u＝U m sin__2πT t，i＝I m sin__2πT t。
2019年高中物理第二章交变电流第一二节认识交变电流交变电流的描述课件粤教版选修
1．有一个正方形线框的线圈匝数为 10 匝，边长为 20 cm，
线框总电阻为 1 Ω，线框绕 OO′轴以 10π rad s 的角速
度匀速转动，如图 2-1-5 所示，垂直于线框平面向里的
匀强磁场的磁感应强度为 0．5 T，求：
图 2-1-5
(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是
峰值越大，则瞬时值也越大。
(×)
(5)交变电流的图像均为正弦函数图像或余弦函数图像。
(×)
(6)线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中产生了正弦交变电流，
感应电动势的图像、感应电流的图像形状是完全一致的。 (√)
2．合作探究——议一议 (1)中性面是任意规定的吗？
提示：不是。中性面是一个客观存在的平面，即与磁感线垂
(√)
(2)在匀强磁场中线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动通过中性面时，感
应电流为零，但感应电流为零时，不一定在中性面位置。 (×)
(3)表达式为 e＝Emsin ωt 的交变电流为正弦式交变电流，表达式为
e＝Emsinωt＋π2的交变电流也是正弦式交变电流。
(√)
(4)线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中产生了正弦交变电流，
匀速转动，如图 2-1-11 甲所示，产生的交变电动势的图像如
线圈在匀速转动过程中，从图示位置开始计时。写
出交变感应电动势瞬时值的表达式。 [思路点拨]
图 2-1-4
[解析] 当线圈平面经过中性面时开始计时，则线圈在时间 t
内转过的角度为 ωt，于是瞬时感应电动势 e＝Emsin ωt。
其中 Em＝NBSω。 由题意知 N＝50，B＝0．5 T，S＝0．48 m2，
()
图 2-1-9
3-2交变电流的描述(教学课件)——高中物理人教版(2019)选择性必修二
知识点:
交变电流的描述
1、交变电流的周期和频率
考点:
2、交变电流的“四值”问题
1、电流热效应计算有效值（重点)
①峰值（最大值）
2、求解焦耳热与电荷量
②瞬时值
③有效值
④平均值
3、电容与电感对交流电的作用（难点)
E=n
平均值
交变电流图象中图线与时间
ΔΦ
Δt
E
R+ r
ΔΦ
q= N
R+ r
I=
轴所围面积与时间比值
适用情况
(3)电气设备铭牌标注额定电压、额定电流
(4)保险丝的熔断电流
(1)某段时间内产生的平均感应电动势
(2)某段时间内产生感应电流的平均值
(3)某段时间内通过横截面的电荷量
练习、（多选）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动
(2)理解应用：
交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的。
理解有效值重点在“等效”,“效果相同”在定义中体现为相同电阻、
相同时间、产生相同热量，交变电流与多大的恒定电流“效果”相同，
有效值就是多大。
交流电压表、电流表的读数
标注的额定电压和额
定电流是有效值
保险丝熔断电流
①交流用电设备上所标的额定电压和额定电流
是有效值；一般交流电表测量的数值是有效值。
②交变电流的数值在无特别说明时都指有效值。
凡涉及能量、电功以及电功率等物理量时均用有效
值,在确定保险丝的熔断电流时也用有效值
3、有效值的两种计算方法
(1)特殊值法：若按正(余)弦规律变化的交流电,可利用正弦式交变
电流的有效值与峰值间的关系求解,
Em
第一节 认识交变电流第二节 交变电流的描述
题型四 交流电的瞬时值和峰值
例4 矩形线圈在匀强磁场中转动时产生的交 变电动势表达式 e ＝ 311sin 314t(V) ，已知线圈 匝数是100，面积为 0.02 m2，则匀强磁场的磁 感应强度 B 是多少？当线圈从中性面开始转动
时，电动势的瞬时值是多少？
解析：从 e＝311sin 314t(V)可知：
感应电流(D)
A．变化规律不同
B．最大值不同
C．瞬时值不同
D．一切均相同
解析：由题意可知，无论转轴在OO′还是在ab边，线 圈切割产生的感应电动势的最大值是相同的，即为 Em＝NBSω，由于其他条件不变，因此两种情况下，
线圈产生感应电动势的瞬时表达式相同，即为 e ＝
Emcos ωt，由闭合电路欧姆定律可知，感应电流瞬时 表达式也相同，即为i＝Imcos ωt，则感应电流的最大 值，变化规律均相同，故D正确；ABC错误．
题型三 中性面的理解
例3 ( 多选 ) 交流发电机的线圈转到线圈平面
与中性面垂直时，下列说法中正确的是(
A．电流将改变方向
)
B．磁场方向和线圈平面平行
C．通过线圈的磁通量最大 D．线圈中产生的感应电动势最大
解析：当线圈平面与中性面垂直时，此时线圈 平面与磁场平面平行，线圈中的磁通量为 0 ， 但此时线圈两边均与磁感线垂直切割，故线圈 中产生的感应电动势最大；线圈转到此位置前，
ωt，这种表达式是交变电流的瞬时值的表达式．
(3) 交变电流的最大值 Em＝ 2BLv，当线框 abcd绕
中心轴线匀速转动时，设角速度为ω，则v＝
Lad ω ，线圈的面积 S＝LadLab，所以 Em＝BSω，如果线圈匝数为 2 N，则 Em＝NBSω，故交变电动势的最大值由线圈匝数 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． (4)若线圈给外电阻 R 供电， 设线框本身电阻为 r， 由闭合电路欧 姆定律得： Em e i＝ ＝ sin ωt， 即写成： i＝Imsin ωt， R 两端电压写成： R＋r R＋r u＝Umsin ωt.
《认识交变电流》课件
交流电的产生过程
交流电的产生
当发电机转子绕组中的电流发生 变化时，就会产生旋转磁场，这 个旋转磁场与定子绕组相互作用 产生感应电动势，从而产生交流
电。
交流电的特性
交流电的电压和电流的大小和方 向均随时间作周期性变化，具有 频率、幅值和相位三个基本参数
。
交流电的应用
交流电广泛应用于工业、商业和 家庭等领域，如电动机的驱动、
THANKS
感谢观看
照明、加热等。
交流电的波形图
01
02
03
正弦波交流电
在理想情况下，交流电的 波形是正弦波。正弦波具 有固定的频率、幅值和相 位。
波形图分析
通过分析波形图，可以了 解交流电的频率、幅值和 相位等参数，从而了解交 流电的基本特性。
非正弦波交流电
在实际应用中，由于各种 因素的影响，交流电的波 形可能会发生畸变，不再 是标准的正弦波。
使用绝缘材料、避免接触裸露的 电线、不私拉乱接电线等措施可 有效预防触电事故的发生。
切断电源 心肺复苏 医疗救治 防护措施
一旦发现有人触电，应立即切断 电源或使用绝缘物体将受害者与 电源分离。
尽快将受害者送往医院接受进一 步治疗。
05
交变电流在生活中的应用
Chapter
家用电器中的交流电
电视机
电视机是家庭中常见的电器，它 使用交流电来驱动内部的电子元
交流电对人体的伤害
电击
交流电会对人体造成电击 ，导致肌肉痉挛、心跳异 常甚至呼吸停止。
电热灼伤
交流电在人体内产生的热 量会导致皮肤灼伤、组织 坏死。
电离辐射
交流电产生的磁场会对人 体产生微弱的电离辐射， 长期接触可能对人体健康 产生影响。
交变电流描述教案
交变电流描述教案教案标题：交变电流描述教案教案目标：1. 理解交变电流的概念和特点；2. 掌握交变电流的描述方法和相关计算；3. 能够应用所学知识解决相关问题。
教学时长：2个课时教学内容和步骤：第一课时：步骤一：导入（5分钟）通过展示一段交变电流的实际应用场景，如家庭用电中的电灯闪烁现象，引发学生对交变电流的兴趣和思考。
步骤二：概念解释（15分钟）1. 介绍交变电流的概念：交变电流是指电流的方向和大小随时间变化的电流。
2. 解释交变电流的特点：频率恒定，方向周期性改变，大小随时间变化。
步骤三：描述交变电流的方法（20分钟）1. 示意图法：通过画出电流随时间变化的示意图，描述电流的方向和大小变化规律。
2. 数学表达法：用数学函数描述交变电流，如正弦函数。
解释函数中的各个参数对电流的影响。
步骤四：计算交变电流的有效值（15分钟）1. 介绍交变电流的有效值：交变电流的有效值是指在相同时间内所产生的热效应相同的直流电流值。
2. 计算交变电流的有效值：通过对电流的周期内取平方、求平均值、开平方的数学运算，计算出交变电流的有效值。
第二课时：步骤一：复习（5分钟）回顾上节课所学的交变电流的概念和描述方法。
步骤二：应用举例（20分钟）通过实际应用举例，如交流电路中的电阻、电感、电容元件的阻抗计算，引导学生运用所学知识解决问题。
步骤三：交变电流的安全问题（10分钟）1. 引导学生思考交变电流对人体的危害。
2. 介绍交变电流的安全标准和防护措施。
步骤四：小结和拓展（10分钟）总结本节课所学内容，并引导学生思考交变电流在日常生活中的应用和意义。
教学资源和评估：1. 展示交变电流实际应用的视频或图片；2. 交变电流描述方法的示意图和数学表达式；3. 计算交变电流有效值的练习题；4. 交变电流应用举例的案例分析题。
评估方式：1. 课堂参与度观察；2. 计算交变电流有效值的练习题完成情况；3. 交变电流应用举例的案例分析题解答质量。
2019人教版高中物理教材目录
普通高中教科书物理必修1第一章：运动的描述第一节、质点第一节、质点 参考系参考系第二节、时间第二节、时间 位移位移第三节、位置变化快慢的描述第三节、位置变化快慢的描述------速度速度速度第四节、速度变化快慢的描述第四节、速度变化快慢的描述------加速度加速度加速度第二章：匀变速直线运动的研究第一节、实验：探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规律 第二节、匀变速直线运动的速度与时间的关系第二节、匀变速直线运动的速度与时间的关系第三节、匀变速直线运动的位移与时间的关系第三节、匀变速直线运动的位移与时间的关系第四节、自由落体运动第四节、自由落体运动第三章：相互作用--力第一节、重力与弹力第一节、重力与弹力第二节、摩擦力第二节、摩擦力第三节、牛顿第三定律第三节、牛顿第三定律第四节、力的合成与分解第四节、力的合成与分解第五节、共点力的平衡第五节、共点力的平衡 第四章：运动和力的关系第一节、牛顿第一定律第一节、牛顿第一定律第二节、实验：探究加速度与力、质量的关系第二节、实验：探究加速度与力、质量的关系第三节、牛顿第二定律第三节、牛顿第二定律第四节、力学单位制第四节、力学单位制第五节、牛顿运动定律的应用第五节、牛顿运动定律的应用第六节、超重与失重第六节、超重与失重普通高中教科书物理必修2第五章：抛体运动第一节、曲线运动第一节、曲线运动第二节、运动的合成与分解第二节、运动的合成与分解第三节、实验：探究平抛运动的特点第三节、实验：探究平抛运动的特点第四节、抛体运动的规律第四节、抛体运动的规律第六章：圆周运动 第一节、圆周运动第一节、圆周运动第二节、向心力第二节、向心力第三节、向心加速度第三节、向心加速度第四节、生活中的圆周运动第四节、生活中的圆周运动第七章：万有引力与宇宙航行 第一节、行星的运动第一节、行星的运动第二节、万有引力定律第二节、万有引力定律第三节、万有引力理论成就第三节、万有引力理论成就第四节、宇宙航行第四节、宇宙航行第五节、相对论时空观与牛顿力学的局限性第五节、相对论时空观与牛顿力学的局限性 第八章：机械能守恒定律第一节、功与功率第一节、功与功率第二节、重力势能第二节、重力势能第三节、动能和动能定理第三节、动能和动能定理第四节、机械能守恒定律第四节、机械能守恒定律第五节、实验：验证机械能守恒定律第五节、实验：验证机械能守恒定律普通高中教科书物理必修3第九章：静电场及其应用第一节、电荷第一节、电荷第二节、库仑定律第二节、库仑定律第三节、电场第三节、电场 电场强度电场强度第四节、静电的防止与利用第四节、静电的防止与利用第十章：静电场中的能量第一节、电势能和电势第一节、电势能和电势第二节、电势差第二节、电势差第三节、电势差和电场强度的关系第三节、电势差和电场强度的关系第四节、电容器的电容第四节、电容器的电容第十一章：电路及其应用 第一节、电源和电流第一节、电源和电流第二节、导体的电阻第二节、导体的电阻第三节、实验：导体电阻的测量第三节、实验：导体电阻的测量第四节、串联电路和并联电路第四节、串联电路和并联电路第五节、实验：练习使用多用电表第五节、实验：练习使用多用电表 第十二章：电能 能量守恒定律第一节、电路中的能量转化第一节、电路中的能量转化第二节、闭合电路的欧姆定律第二节、闭合电路的欧姆定律第三节、实验：电池电动势和内阻的测量第三节、实验：电池电动势和内阻的测量第四节、能源与可持续发展第四节、能源与可持续发展第十三章：电磁感应与电磁波初步第一节、磁场第一节、磁场 磁感线磁感线第二节、磁感应强度第二节、磁感应强度 磁通量磁通量第三节、电磁感应现象及应用第三节、电磁感应现象及应用第四节、电磁波的发现及应用第四节、电磁波的发现及应用第五节、能量量子化第五节、能量量子化普通高中教科书物理选择性必修1第一章：动量守恒定律第一节、动量第一节、动量 第二节、动量定理第二节、动量定理第三节、动量守恒定律第三节、动量守恒定律第四节、实验：验证动量守恒定律第四节、实验：验证动量守恒定律第五节、弹性碰撞和非弹性碰撞第五节、弹性碰撞和非弹性碰撞第六节、反冲现象第六节、反冲现象 火箭火箭火箭 第二章：机械振动第一节、简谐运动第一节、简谐运动第二节、简谐运动的描述第二节、简谐运动的描述第三节、简谐运动的回复力和能量第三节、简谐运动的回复力和能量第四节、单摆第四节、单摆第五节、用单摆测量重力加速度第五节、用单摆测量重力加速度 第六节、受迫振动第六节、受迫振动 共振共振第三章：机械波第一节、波的形成第一节、波的形成第二节、波的描述第二节、波的描述第三节、波的反射、折射和衍射第三节、波的反射、折射和衍射第四节、波的干涉第四节、波的干涉第五节、多普勒效应第五节、多普勒效应第四章：光第一节、光的折射第一节、光的折射第二节、全反射第二节、全反射第三节、光的干涉第三节、光的干涉第四节、实验：用双缝干涉测量光的波长第四节、实验：用双缝干涉测量光的波长第五节、光的衍射第五节、光的衍射第六节、光的偏振第六节、光的偏振 激光激光普通高中教科书物理选择性必修2第一章：安培力与洛伦磁力第一节、磁场对通电导线的作用力第一节、磁场对通电导线的作用力第二节、磁场对运动电荷的作用力第二节、磁场对运动电荷的作用力第三节、带电粒子在匀强磁场中的运动第三节、带电粒子在匀强磁场中的运动第四节、质谱仪与回旋加速器第四节、质谱仪与回旋加速器第二章：电磁感应第一节、楞次定律第一节、楞次定律第二节、法拉第电磁感应定律第二节、法拉第电磁感应定律第三节、涡流、电磁阻尼和电磁驱动第三节、涡流、电磁阻尼和电磁驱动 第四节、互感和自感第四节、互感和自感第三章：交变电流第一节、交变电流第一节、交变电流第二节、交变电流的描述第二节、交变电流的描述第三节、变压器第三节、变压器第四节、电能的输送第四节、电能的输送 第四章：电磁振荡与电磁波第一节、电磁振荡第一节、电磁振荡第二节、电磁场与电磁波第二节、电磁场与电磁波第三节、无线电波的发射和接收第三节、无线电波的发射和接收第四节、电磁波普第四节、电磁波普第五章：传感器第一节、认识传感器第一节、认识传感器第二章、常见传感器的工作原理及应用第二章、常见传感器的工作原理及应用第三节、利用传感器制作简单的自动控制装置第三节、利用传感器制作简单的自动控制装置普通高中教科书物理选择性必修3第一章：分子动理论第一节、分子动理论的基本内容第一节、分子动理论的基本内容第二节、实验：油膜法估测油酸分子的大小第二节、实验：油膜法估测油酸分子的大小第三节、分子运动速率分布规律第三节、分子运动速率分布规律第四节、分子动能和分子势能第四节、分子动能和分子势能第二章：气体、固体和液体第一节、温度和温标第一节、温度和温标第二节、气体的等温变化第二节、气体的等温变化第三节、气体的等圧変化和等容变化第三节、气体的等圧変化和等容变化第四节、固体第四节、固体第五节、液体第五节、液体第三章：热力学定律第一节、功、热和内能的改变第一节、功、热和内能的改变第二节、热力学第一定律第二节、热力学第一定律 第三节、能量守恒定律第三节、能量守恒定律第四节、热力学第二定律第四节、热力学第二定律第四章：原子结构和波粒二象性第一节、普朗克黑体辐射理论第一节、普朗克黑体辐射理论第二节、光电效应第二节、光电效应第三节、原子的核式结构模型第三节、原子的核式结构模型第四节、氢原子光谱和波尔的原子模型第四节、氢原子光谱和波尔的原子模型第五节、离子的波动性和量子力学的建立第五节、离子的波动性和量子力学的建立第五章：原子核第一节：原子核的组成第一节：原子核的组成第二节、放射性元素的衰变第二节、放射性元素的衰变 第三节、核力与结合能第三节、核力与结合能第四节、核裂变与核聚变第四节、核裂变与核聚变第五节、“基本”粒子第五节、“基本”粒子。
高中物理第二章交变电流第一节认识交变电流第二节交变电流的描述
解析：选 C.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，故 A 项错；线圈平面垂直于磁感线的位置称为中性面， 显然图示位置不是中性面，所以 B 项也错；线圈处于图示位置 时，ab 边向右运动，由右手定则，ab 边的感应电流方向由 a→b； 线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd 边垂直切割磁感线，线圈 产生的电动势最大，磁通量为零，但磁通量的变化率最大．
第二章 交变(jiāo biàn)电流
第一节 认识交变电流 第二节 交变电流的描述
12/10/2021
第一页，共四十二页。
第二章 交变(jiāo biàn)电流
1.知道交变电流、直流的概念． 2.了解交变电流的产 生，会分析线圈转动一周中电动势和电流方向的变化． 3．知道交变电流的变化规律及表示方法． 4.知道交变电流的 峰值、瞬时值的含义．
12/10/2021
第四页，共四十二页。
1．如何区分直流和交变电流？ 提示：看电流方向是否随时间变化．
12/10/2021
第五页，共四十二页。
二、交变电流的产生 如图所示，当线圈沿逆时针方向匀速转动时，回答下列问题：
12/10/2021
第六页，共四十二页。
(1)线圈由甲位置转到乙位置的过程中，AB 边中电流方向为从 __B__到 __A__，由丙位置转到丁位置的过程中，AB 边中电流 方向为从 __A__到 __B__． (2)线圈转到_甲___和__丙__位置时线圈中没有电流；转到__乙__和 _丁___位置时电流最大．
12/10/2021
第十四页，共四十二页。
交变电流的产生过程 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．
第一节认识交变电流
我们日常生产和生活中使用的大多是强弱和方 向都随时间周期性变化的电流，叫做交变电流， 简称交流。(AC)
交变电流是怎样产生的？ 交变电流有什么特点呢？
第一节 认识交变电流
1、概念
1、恒定电流：强弱和方向都不随时间做周期性 变化的电流叫做恒定电流 ，通常称为直流。
i 0 t i 0 t
2、交变电流：强度和方向都随时间做周期性 变化的电流叫做交变电流
在线圈的转动过程中，穿过线圈的磁通量、线 圈中的感应电动势、感应电流有什么特点？
A(B)
D(C)
A(B)
D(C)
B
D(C)
A(B)
D(C)
A(B)
B
3、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么 线圈经过甲、 位置时线圈中电流最大？ 丙位置时，电 线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流； 流方向发生改 转到乙、丁位置时线圈中电流最大！ 变。
从示波器显示的图象 可知，小灯泡两端的 电压是按正弦规律变 化的，即通过小灯泡 的电流是按正弦规律 变化的。研究表明， 我们日常生活和生产 中所使用的交变电流 是按正弦规律变化的 交变电流。
交变电流是怎么产生的呢？
观察交流发电机的结构。
交流发电机的最基本 结构是线圈和磁极， 线圈可绕中心轴转动。 线圈两端连接在彼此 绝缘的两个滑环上， 固定的电刷A、B压在 滑环K、L上，由电刷 把电流引出。 交流发电机：产生交变电流的装置称为交流发电机。可 分为旋转电枢式发电机和旋转磁极式发电机。（课本 P41页资料活页）
A(B)
中性面
与磁感线垂直的平面
D(C)
①线圈经过中性面时，感应电动势为零， 感应电流为零。
②线圈每经过中性面一次，交流电方向改 变一次，线圈每转动一周（交流电的一个 周期） ，两次经过中性面，交流电的方向 改变两次。
第一节认识交变电流第二节交变电流的描述-PPT精品
2019/11/10
图2－1－2
则e＝__N__B_S_ω__s_in_ω__t _.用Em表示峰值NBSω，则e＝ ____E_m_s_i_n_ω_t__.电流i＝_____I_m_s_in__ω_t.若线圈从磁感线 与线圈平面平行的位置开始计时，上面表达式变为： e＝__________N_B_，Sωi＝co_sω__t______. Imcosωt 2．正弦式交流电：按___正__弦__规律变化的交变电流， 简称_______正__弦__式__电__流．
2019/11/10
2．其他交变电流
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图2－1－3
思考感悟 2．交变电流的大小是否一定变化？它与直流电的 最大区别是什么？ 提示：交变电流的大小不一定变化，如方形波电流， 它与直流电的最大区别是方向发生周期性的变化．
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核心要点突破
一、怎样理解交变电流产生的原理 1．产生原理：在匀强磁场中，让一矩形线圈绕垂直 于磁场方向的轴匀速转动时，就得到了大小和方向 都随时间变化的交变电流．
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第 一 二 节
2019/11/10
课标定位 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练
课前自主学案
一、观察交变电流的图象 1．交变电流：__强_弱____和_方__向____都随时间做周期 性变化的电流． 2．直流：__强__弱__和__方__向____不随时间变化的电流． 3．波形图：__电__流___或___电__压__随时间变化的图象 叫波形图，通常用___示__波__器___来观察波形图．
2019/11/10
二、交变电流的产生 1．交变电流的产生 (1)产生原理：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感 线的轴匀速转动，产生的是_____交_电变流． 交变电流的大小和方向分别由___法__拉__第__电__磁__感__应_定 律和____楞__次__定律确定．(填电磁感应规律)
交变电流的描述公开课
03 电阻、电感和电容对交变 电流的影响
纯电阻电路中的交变电流
01
02
03
电流与电压同相位
在纯电阻电路中，交变电 流与电压的相位相同，即 电流和电压同时达到最大 值和最小值。
无频率依赖性
纯电阻电路中的交变电流 与频率无关，电阻对所有 频率的交变电流都有相同 的阻碍作用。
发热效应
由于电阻的存在，交变电 流通过电阻时会产生热量， 导致电阻发热。
01
03
滤波器
利用串联或并联谐振原理构成带通或 带阻滤波器。
变压器
利用磁场的互感原理构成变压器，而 变压器的初级和次级回路就是利用串 联或并联谐振原理构成的。
05
04
振荡器
利用正反馈原理构成振荡器，振荡器 中的振荡回路就是利用串联或并联谐 振原理构成的。
05 非正弦式交变电流简介及 分析方法
非正弦式交变电流产生原因
电力系统
电力系统中的发电、输电、配电等环节都离不开交变电流的应用，掌 握交变电流的知识有助于更好地理解和分析电力系统的运行。
未来发展趋势探讨
智能化发展
随着科技的进步，未来电力系统将更加注重智能化发展，通过先进的传感器、算法和控制 技术实现更加高效、安全的交变电流应用。
新能源并网
随着新能源的快速发展，如何将新能源并入现有的电力系统是一个重要的问题。未来，交 变电流的应用将更加注重与新能源的协同和融合。
交变电流的描述公开课
目录
• 交变电流基本概念 • 描述交变电流的物理量 • 电阻、电感和电容对交变电流的影响 • 串联谐振与并联谐振现象分析 • 非正弦式交变电流简介及分析方法 • 总结回顾与拓展延伸
01 交变电流基本概念
交变电流定义与特点
认识交变电流PPT课件
2.1 认识交变电流
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1
恒定电流DC（直流）：强弱和方向都不随时间改变的电流. 交变电流AC（交流）:电流大小和方向随时间作周期性变 化
一、观察交变电流(的电流图方像向（一波定形要图变化，)示
波器）
用学生电源把照明电路中220V的交变电压变成6V 或3V的低压交变电流，给小灯泡供电。把小灯泡的两 端接入示波器的输入端，观察示波器的波形图， 并思考问题：示波器显示出来的波形图是什么形状？
6
-
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练习
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8
三、实验分析
1、abcd线框哪些边切割磁感线？
2、(a)图到(b)图磁通量增加还是减 少？感应电流方向如何?(以ab边为例)
3、(b)图到(c)图磁通量增加还是减 少？感应电流方向如何?(以ab边为 例)
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B
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d
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电子计算机中电子计算机中的矩形脉冲的矩形脉冲激光通信用激光通信用的尖脉冲的尖脉冲几种常见交变电流波形图课本p43家庭电路中的家庭电路中的正弦交变电流正弦交变电流示波器中的锯齿示波器中的锯齿波形扫描电压波形扫描电压二交变电流的产生1实验仪器单相交流发电机手摇发电机手摇发电机观察仪器构造2实验现象1电动机与小灯泡组成闭合回路当线框快速转动时观察到的实验现象
小灯泡一闪一闪
2)电动机与电流表组成闭合回路，当线框缓慢转动时， 观察到的实验现象？
电流表指针左右摆动
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二、交变电流的产生 1．交变电流的产生 (1)产生原理：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感 线的轴匀速转动，产生的是_____交_电变流． 交变电流的大小和方向分别由___法__拉__第__电__磁__感__应_定 律和____楞__次__定律确定．(填电磁感应规律)
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四、用图象描述交变电流
1．正弦交流电的图象
(1)图象：
函数
瞬时电动势 e＝Emsinωt
瞬时电压： u＝Umsinωt
瞬时电流： i＝Imsinωt
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图象
注：表达式中Em、Um、Im分别是电动势、电压、 电 流 的 _____峰__值___ ， 而 e 、 u 、 i 则 是 这 几 个 量 的 ____瞬___时__值_______． (2)物理意义：描述交变电流(电动势e，电流i，电 压U)随时间t(或角度ωt)变化的规律．
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第 一 二 节
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课标定位 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练
课前自主学案
一、观察交变电流的图象 1 ． 交 变 电 流 ： _强__弱____ 和 _方__向____ 都 随 时 间 做 周 期 性变化的电流． 2．直流：__强__弱__和__方__向____不随时间变化的电流． 3．波形图：__电__流___或___电__压__随时间变化的图象 叫波形图，通常用___示__波__器___来观察波形图．
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图2－1－2
则e＝__N__B_S_ω__s_in_ω__t _.用Em表示峰值NBSω，则e＝ ____E_m_s_i_n_ω_t__.电流i＝_____I_m_s_in__ω_t.若线圈从磁感线 与线圈平面平行的位置开始计时，上面表达式变为： e＝__________N_B_，Sωi＝co_sω__t______. Imcosωt 2．正弦式交流电：按___正__弦__规律变化的交变电流， 简称_______正__弦__式__电__流．
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思考感悟： 1．线圈在中性面时，穿过线圈的磁通量、磁通量的 变化率及线圈中的电流为多少？ 提示：线圈在中性面位置时，磁感线与线圈平面垂 直，穿过线圈平面的磁通量最大，磁通量的变化率 为零，感应电动势为零，线圈中电流为零．
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三、用函数表达式描述交变电流 1．函数形式：N匝面积为S的线圈以角速度ω转动， 从中性面开始计时，如图2－1－2所示，
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解析：选C.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， 故A项错；线圈平面垂直于磁感线的位置称为中性 面，显然图示位置不是中性面，所以B项也不对； 线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定 则，ab边的感应电流方向由a→b；线圈平面与磁 场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈 产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈处于 竖直位置时，磁通量为零，但磁通量的变化率最 大．
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即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1．(单选)如图2－1－5所示为演示交流电产生的装置 图，关于这个实验，正确的说法是( )
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图2－1－5
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边的感应电流方向由a→b D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为 零
(2)产生过程(如图2－1－1所示)
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2．中性面 (1) 中 性 面 ： 线 圈 平 面 __垂__直____( 填 “ 平 行 ” 或 “ 垂 直”)于磁感线时的位置叫做中性面． (2)中性面特点：线圈平面经过中性面时，___电__流__为 零，____磁__通__量__最大，因此电流方向发生改变，线 圈每转一周，电流方向改变_____次两．线圈垂直于中 性面时，__________磁__通为量零，________电最流大．
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2．过程分析：图2－1－4所示为线圈转一周过程中 的几个关键位置，图中甲、丙、戊所示的位置，线 圈平面垂直于磁感线，各边都不切割磁感线，线圈 中没有感应电流，这样的位置叫中性面．图乙、丁 所示的位置，线圈平面与磁场方向平行，ab、cd两 边垂直切割磁感线，此时线圈中的感应电流达到最 大值．
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二、中性面、中性面的垂面位置的特性比较
位置
磁通量 磁通量变化率 感应电动势 线圈边缘线速度 与磁场方向夹角 感应电流 电流方向
中性面 线圈平面与磁 场垂直 最大 零 零
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图2－1－4
这五个位置的中间过程，各有变化的电流存在，从 图中可以看到，当ab边向右、cd向左运动时，感应 电流是沿abcd方向流动的；当ab边向左，cd边向右 运动时，感应电流是沿dcba方向流动的． 由以上分析可知，线圈转一周的过程中，感应电流 的大小和方向都在不停地变化，每转一周重复这种 变化一次，这样线圈所在的电路中就出现了大小和 方向都做周期性变化的交变电流19/9/1
课标定位
学习目标： 1.理解交变电流、直流的概念． 2．了解交变电流的产生，会分析线圈转动一周中电 动势和电流方向的变化． 3．知道交变电流的变化规律及表示方法． 4．知道交变电流的峰值、瞬时值的含义．
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重点难点： 1.交变电流的产生和变化规律． 2．正弦交变电流表达式的推导．
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2．其他交变电流
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图2－1－3
思考感悟 2．交变电流的大小是否一定变化？它与直流电的 最大区别是什么？ 提示：交变电流的大小不一定变化，如方形波电流， 它与直流电的最大区别是方向发生周期性的变化．
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核心要点突破
一、怎样理解交变电流产生的原理 1．产生原理：在匀强磁场中，让一矩形线圈绕垂直 于磁场方向的轴匀速转动时，就得到了大小和方向 都随时间变化的交变电流．