高中物理人教版选修32课件+同步训练+章末整合+章末检测：第5章+交变电流(16份)第5章第3讲 交
人教版高中物理选修3-2课章末整合：第五章交变电流
本章整合知识网络专题概括专题一交变电流的“四值”问题1．研究电容器的耐压值时，用峰值( 最大值 )矩形线圈绕垂直于磁感线的轴在匀强磁场中转动时，线圈中产生正弦交变电流，当线圈平面与磁感线平行时，线圈中感觉电动势最大，最大值为 E m＝ nBSω，此中 n 表示线圈匝数， S 表示线圈面积， E m与线圈转动时转轴的地点没关。
2．研究交变电流做功、功率及产生的热量时，用有效值对相同的电阻，在相同时间内跟交变电流热效应相等的直流电的值为交变电流的有效值。
一般沟通电压表、电流表测出的数值是有效值，计算电功、电热时应使用有效值，其大小为 E＝Em， I＝Im(仅合用于正弦式交变电流)。
223．研究交变电流某一瞬时的电流、电压、功率等，用刹时价(1)当线圈平面与中性面重合时，线圈中感觉电动势为零。
若此后地点开始计时，则刹时价表达式为e＝E m sin ωt， i ＝ I m sin ωt。
(2)当线圈平面与中性面垂直时，线圈中感觉电动势最大。
若此后地点开始计时，则刹时价表达式为e＝E m cos ωt， i＝ I m cos ωt。
4．研究交变电流经过导体截面的电荷量时，用均匀值沟通电的均匀值应依据 E n求解，在计算沟通电路中经过某段导体的电荷量时，t应用均匀值计算，即 q＝I t。
【例题 1】如下图，匀强磁场的磁感觉强度B＝ 0.5 T，边长 L ＝10 cm 的正方形线圈abcd 共 100 匝，线圈电阻r＝ 1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动，角速度为ω＝ 2π ad/sr，外电路电阻R＝ 4 Ω，求：(1)转动过程中感觉电动势的最大值。
(2)由图示地点 (线圈平面与磁感线平行)转过 60°时的刹时感觉电动势。
(3)由图示地点转过60°角的过程中产生的均匀感觉电动势。
(4)沟通电压表的示数。
(5)转动一周外力做的功。
(6)1周期内经过 R 的电荷量为多少？6分析： (1)感觉电动势的最大值：E m＝ NBSω＝ 100×0.5 ×0.12×2π V＝ 3.14 V 。
第五章交变电流章末测试卷三(答案含解析)—人教版高中物理选修3-2
人教版物理选修3-2第五章交变电流章末测试卷三一、单选题(共30分)1．(本题3分)如图所示为一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为多大（）A．I0B．32I0C．02+I0D．022．(本题3分)如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO’匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数N=100匝，外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（）A．通过线圈的最大电流为1.25A B．线圈的角速度为50rad/sC．电压表的示数为502V D．穿过线圈的最大磁通量为2πWb3．(本题3分)如图所示，矩形闭合导线框abcd处于水平方向的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接有一只“11V，33W”的灯泡.当灯泡正常发光时，变压器输入电压u=33√2cos10πt(V).下列说法正确的是（）A．图示位置可能是计时起点B．图示位置通过线框的磁通量变化率最小C．变压器原、副线圈匝数之比为3√2:1D．电流表A的示数为√2A4．(本题3分)如图所示，电阻不计面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场垂直，产生e＝2202sin100πtV的正弦交流电，理想变压器的原、副线圈匝数比为10:1，灯泡的电阻R L＝10Ω(不考虑电阻的变化)，C为电容器，L为直流电阻不计的自感线圈，刚开始开关S断开，下列说法正确的是()A．线圈从t＝0时刻到转过180°的过程中矩形线圈的磁通量变化量为零B．交流电压表的示数为202VC．闭合开关S后，电阻R上不产生焦耳热D．灯泡的功率小于48.4W5．(本题3分)远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，那么当用户用电的总功率增大时，下列说法错误的是（）A．升压变压器的原线圈中的电流变大B．升压变压器的输出电压升高C．降压变压器的输出电压降低D．输电线上损失的功率增大6．(本题3分)如图所示,某小型发电站发电机输出的交变电压为500V,输出的电功率为50kW,用电阻为3Ω的输电线向远处输电,要求输电线上损失的功率为输电功率的0.6% ,则发电站要安装一升压变压器,到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)．对整个输电过程,下列说法正确的是()A．升压变压器的匝数比为1:100B．输电线上的电流为100AC．输电线上损失的功率为300WD．降压变压器的输入电压为4700V7．(本题3分)当交流发电机的转子线圈平面与磁感线平行时，电流方向如图所示，当转子线圈平面旋转到中性面位置时（）A ．线圈中的感应电流最大，方向将不变B ．线圈中的感应电流最大，方向将改变C ．线圈中的感应电流等于零，方向将不变D ．线圈中的感应电流等于零，方向将改变8．(本题3分)如图所示，边长为L=0.2 m 的正方形线圈abcd ，其匝数n=10，总电阻为r=2Ω，外电路的电阻为R=8Ω，ab 的中点和cd 的中点的连线OO'恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B=1T ，若线圈从图示位置开始计时，以角速度ω= 2 rad/s 绕OO'轴匀速转动．则以下判断中正确的是（ ）A ．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=0.8sin 2tB ．从t=0到t=4π 时间内，通过R 的电荷量q=0.02C C ．从t=0到t=4π时间内，电阻R 上产生的热量为Q = 3.2π×10-4J D ．在t=4π时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，此时线圈中的磁通量随时间变化最慢 9．(本题3分)如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈一侧接一输出电压恒为U 1的正弦交流电源，电阻R 1，R 2，R 3，R 4的阻值相等。
高二下学期物理人教版选修3-2第五章交变电流本章知识点综合评估同步检测
高二物理选修3-2第五章交变电流本章知识点综合评估同步检测姓名班级分数一、选择题（本题共15小题，每小题4分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，1-10题只有一个选项符合题目要求，11-15题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．关于交变电流，下列说法正确的是（）A．如果交变电流的最大值为5A，则它的最小值也为5AB．用交流电表测量交变电流或电压时，指针是来回摆动的C．我国工农业生产和生活中用的交变电流频率为50Hz，其电流方向每秒改变50次D．正弦交变电流电压u=220√2sin100πtV的有效值为220V，最大值为311V2．在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。
设线圈总电阻为2Ω，则（）A．t=0时，线圈平面位于中性面B．t=1s时，线圈中的电流改变方向C．t=1.5s时，线圈中的感应电动势最大D．一个周期内，线圈产生的热量为8π2J3．如图所示，abcd为一边长为L、匝数为N的正方形闭合线圈，绕对称轴OO'匀速转动，角速度为ω。
空间中只有OO'左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。
若闭合线圈的总电阻为R，则（）A．当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量为NBL2/2B．线圈中电流方向每秒钟改变次数为ω/2π次C．在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流D ．线圈中电动势的瞬时表达式为12NBL 2ωsin ωt4．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1：n 2=22：5，电阻R 1=R 2=25Ω，D 为理想二极管，原线圈接u=220√2sin100πt （V ）的交流电。
则（ ）A ．交流电的频率为100HzB ．通过副线圈的电流为3AC ．通过R 2的电流为√2AD ．变压器的输入功率为200W5．如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P ，使输出电压有效值由220V 降至110V 。
(人教版)高中物理选修3-2课件：第5章 交变电流3
2.交变电流能够“通过”电容器的理解 当电容器接到交流电源上时，由于两极板间的电压变化， 电压升高时，形成充电电流，电压降低时，形成放电电流，充、 放电交替进行，电路中就好像交变电流“通过”了电容器，实 际上，自由电荷并没有通过两极板间的绝缘介质．
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
决定 因素
由导体本身(长短、 粗细、材料)决定，
与温度有关
由线圈本身的 自感系数和交 流的频率f决定
由电容的大小和交流的频 率决定
电能的 转化与
做功
电流通过电阻做功，电能和磁场能 电能转化为内能 往复转化
电能与电场能往复转化
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
_较__小___ 通_低__频___、 通__直__流__、 阻_高__频___
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
二、电容பைடு நூலகம்对交变电流的作用
1．容抗实验 (1)实验目的：了解并验证电容器对交变电流的阻碍作 用． (2)实验电路(如图)
物理 选修3-2
电阻
感抗
容抗
产生的 原因
定向移动的自由电 荷与不动的离子间
的碰撞
由于电感线圈 的自感现象阻 碍电流的变化
电容器两极板上积累的电 荷对向这个方向定向移动 的电荷的反抗作用
在电路 中的
特点
对直流、交流均有 阻碍作用
只对变化的电 流，如交流有
阻碍作用
对直流的阻碍作用无限大， 对交流的阻碍作用随频率
高中物理人教版选修3-2同步课件第五章 交变电流 1节 交变电流
a L d K c c b c b a K L d b c K a L b d c
d
L
K
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
a
K
d L
a
Im
i
T/4
2T/4 π
3T/4
3π/2
T 2π
t
ωt
O
─Im
π/2
Im= nBSω/(R + r)
i = Imsinωt
作图时规定感应电流 正方向为dcbad
电路中的电动势和电流关系
Em
e
T/4 2T/4 π 3T/4 T 2π
向改变两次。
（2）大小变化规律-------按正弦规律变化：
e=Emsinωt i=Imsinωt u=Umsinωt Em=NBSω 叫电动势的最大值 Im=Em/R 叫电流的最大值 Um=ImR 叫电压的最大值
（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但 磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零。 （2）线圈垂直中性面时，穿过线圈的磁通量为零，但 磁通量的变化率最大，线圈中的电动势为最大。 （3）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动 一周，两次经过中性面，电流方向改变两次。
例1. 矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀
将立体图转化 为平面正视图
v
A(B)
v
D(C)
此 时 线 圈 具 有 的 特 点
线圈平面与磁场平行，速度方向与磁场方向垂直 磁通量为 0 磁通量的变化率最大 感应电动势最大 感应电流最大
A( B )
将立体图转化 为平面正视图
如图甲
D( C )
将立体图转化 为平面正视图
A(B)
D(C)
人教版物理选修3-2同步练习-5.1《交变电流》 (2).pptx
A.50V
B.25 3V
C.25V
D.10V
4.如图所示，线框在匀强磁场中绕OO'轴匀速转动(由上向下看是逆时针 方向)，当转到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是 A. 磁通量和感应电动势都在变大
10.一个长直螺线管通有交变电流，把一个带电粒子沿管轴射入管中，如不计粒子的重力和
空气的阻力，粒子将在管中
A.做圆周运动
B.沿轴线来回运动
C.做匀加速 直线运动
D.做匀速直线运动
二、填空题(每空4分，共24分)
11.一个面积为S的单匝矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为转轴
做匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t
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改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大
6.一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=220 2 sin100πt(V)，则
A.交流电的频率是100πHz B.t=0时线圈垂直于中性面 C.交流电的周期是0.02s D.t=0.05s时，e有最大值
14.10匝线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电动势e=10 2 sin20πt(V).求：
(1) t=0时，线圈内磁通量φ和磁通变化率； (2) 线圈从中性面开始转动180°过程中，感应电动势的平均值和最大值之比。
学无止 境
参考答案 1B 2ABC 3B 4D 5D 6BC 7D 8D 9 B 10D 11 EmT／(2πS)，30°或 150° 12 0.14，17.8 13 解：(1)ω=2πn=314rad／s Em=BωS=31.4V
高二物理人教版选修3-2课件：第五章 交变电流
cd＝50 cm，bc＝ad＝30 cm，匝数n＝100匝，线圈电阻r ＝0.2 Ω，外电阻R＝4.8 Ω.线圈在磁感应强度B＝0.05 T的 匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，角速度 ω＝100π rad/s.
图1
(1)求产生感应电动势的最大值. 解析 设 ab ＝ l1 ， bc ＝ l2 ，则交流电动势的最大值 Em ＝
nBl1l2ω≈235.5 V 答案 235.5 V
(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.
Em 解析 根据闭合电路欧姆定律， 电流的最大值 Im＝ ＝ R＋r 47.1 A
在题图所示位置时，电流有最大值，则电流的瞬时值表
达式为i＝Imcos ωt，代入数值得i＝47.1cos (100πt) A
2.有效值：正弦式交流电的有效值I＝ Im ，其他交变电流
2 的有效值应根据有效值的定义计算，求电功、电功率，
确定保险丝的熔断电流，要用到有效值；没有特殊说明 时，交流电的电流、电压、电动势指有效值，交流电表 的测量值是有效值，交流用电设备上所标的额定电压、 额定电流是有效值.
3. 瞬时值：当线圈平面处于中性面时开始计时，瞬时电
ΔΦ Bl1l2 q＝ I Δt＝ Δt＝n ＝n ＝0.15 C R＋r R＋r R＋r
答案 150 V 0.15 C
E
二、交变电流图象的应用
交流电的图象反映了交变电动势(电流)随时间的变化特征， 对正弦式交流电来说，我们可以从图象中获取如下信息： 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 2π 线圈转动的角速度 ω＝ T .
)
D.表达式题图知：最大值 Um＝311 V，且为正弦交流电，有效
高二物理人教版选修3-2课件：第五章 交变电流
Im 解析： 电流表显示的是交变电流的有效值，即 I＝ ＝ 2 2π 10A， 选项 A 正确； 从图象可知周期 T＝ 2× 10 s， 则 ω＝ ＝ T
3．平均值 E ΔΦ 平均值需用 E ＝ n 和 I ＝ 进行计算，求一段时间内通 Δt R 过导体横截面的电荷量时要用平均值， q＝ I t。 4．有效值 Im 正弦式交流电的有效值 I＝ ，其他交变电流的有效值根 2 据有效值的定义计算，求电功、电功率，确定保险丝的熔断电 流，要用到有效值；没有特殊说明时，交流电的电流、电压、 电动势指有效值，交流电表的测量值是有效值，交流用电设备 上所标的额定电压、额定电流是有效值。
入 出
规律方法
• 一、交流电瞬时值、最大值、有效值、平均 值的计算和应用 • 1．瞬时值 • 它反映的是不同时刻交流电的大小和方向， 瞬时值是时间的函数，正弦交流电瞬时值表 达式为：e＝Emsinωt，i＝Imsinωt，应当注意 此式表示从中性面开始计时。 • 2．最大值 • 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴旋转所 产生的交变电流的电动势，其最大值Em＝ nBSω，在考虑电容器的耐压值时，应根据
• 3．任意时刻交变电流的瞬时值
• 图象上每个“点”表示某一时刻交变电流的
瞬时值。
• 4．交流电图象问题的分析方法
• (1)分析要点：一看、二变、三判。
• 一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、
看“截距”、看“面积”、看“拐点”，并 理解其物理意义。 • 二变：掌握“图与图”、“图与式”和“图
(山东烟台市 2014～ 2015 学年高二下学期期中 ) 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极 N、S 间的磁场可视 为水平方向的匀强磁场， 为交流电流表。线圈绕垂直于磁场 方向的水平轴 OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始 计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判 断正确的是 导学号 12220302 ( )
人教版高中物理选修3-2 第五章《交变电流》精品课件(共37张PPT)
二、教学建议
全章概述
•本章特点： 是电磁感应知识的具体应用，是恒定电流内容扩展。 •教学建议： 重视实验——猜想假设讨论 学以致用——务求真正理解
二、教学建议
一.交变电流的产生及其变化规律 区分直流电与交变电流
i 5 t -5 a 应注重对概念的准确理解： 直流电：方向不随时间变化的电流。上图b为直流电。 b i 5
2 m 2
任意时刻，两者的总功率恒定 经过一个周期
1 2 Q总 Pt T= I m RT 2
Q总 I 2 R T
Im 2I
i I m sin t
二、教学建议
T
t
二、教学建议
二.描述交变电流的物理量 正弦交流电最大值与有效值关系推导
方法2：等效法
P1 I R sin t
2 m 2
任意时刻，两电流的总功率
i1 I m sin t
i 2 I m cos t 2 2 P2 I m R co s t
微格教学
2 2 m
Pt I R (sin t cos t ) I R
e NBS sin t
二、教学建议
一.交变电流的产生及其变化规律
理解e-t 图与-t图之间的关系
二、教学建议
一.交变电流的产生及其变化规律
匀强磁场 交变电流的产生 两匀一垂直 本质：通过线圈的磁通量发生变化 右侧两图，矩形线 圈abcd在匀强磁场 中匀速转动，在线 圈中都会产生感应 电流吗? 匀速转动 绕垂直于磁场的轴
其原理基于摩擦生电和静电感应现象，不仅能够驱动微纳电子器件工作，还 可以给便携式电子设备和家用电器供电，收集电磁感应发电机不容易获取的机械 能，比如海浪能、机械振动等，将有可能成为与电磁感应发电机同等重要的发电 技术。
2019版人教版物理选修3-2同步配套课件：第五章 交变电流 第2节
正确解答：根据题意知，转子转动的角速度 ω＝10π，又 ω＝2πf，则该交流 电的频率 f＝5Hz，A 项错误；该交变电流电动势最大值 Em＝10 2V，则有效值 E＝Em2＝10V，B 项正确；根据欧姆定律可得，电路中电流 I＝R＋E r＝1.0A，即电 流表的示数为 1.0A，电阻 R 消耗的电功率 P＝I2R＝9.0W，C 项错误，D 项错误。
答案：视觉神经受到外界光的刺激作用消失后，视觉还会保留一个短暂的时 间，这个时间大约是110s～210s，而日光灯两次发光之间的时间还不到1510s，所以 就感觉不到它的“熄灭”。
课内探究
探究一 交变电流有效值的理解和计算
1
如图甲为电热毯的电路图，把电热毯接在U＝311sin100πt(V)的电源上，电 热毯被加热到一定温度后，通过装置P使输入电压变为乙所示的波形，从而进入 保温状态。
2．有效值的计算 (1)对于正弦交变电流，可先根据 Em＝NBSω 求出最大值，然后根据 E＝Em2求 出其有效值。 (2)当电流是按非正(余)弦规律变化时，必须根据电流的热效应来求解有效 值，且时间一般取一个周期。其具体做法是：假设让交变电流通过电阻 R，计算 交变电流在一个周期内产生的热量 Q(可分段计算)，其中热量 Q 用相应的物理量 的有效值表示(如 Q＝I2Rt，Q＝U2t/R)，进而求出相应的有效值。
Em＝nBSω Im＝RE＋mr
适用情况 计算线圈某一时刻的受 力情况
确定用电器的耐压值
物理含义
重要关系
适用情况
(1)计算与电流热效应相
跟交变电流的热效 有效值 应等效的恒定电流
值
E＝(2)交流电表的测量值 (3)电器设备标注的额定 电压、额定电流
(5)因为 I 平均＝RE＋平均r＝ΔNtR·Δ＋Φr
【高中同步核心辅导】物理人教版课件选修32第五章交变电流章末归纳提升
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物理[RJ·选修3-2]
图象上的峰值．知道了最大值，便可计算出交流电 动势(电流)的有效值．E＝Em2，I＝ Im2.
(3)任意时刻交变电流的瞬时值 图象上每个“点”表示某一时刻交变电流的瞬时值．
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2．理想变压器的动态分析问题 对理想变压器进行动态分析的两种常见情况：
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物理[RJ·选修3-2]
1.理想变压器的变压原理问题 对于磁感线回路唯一的“□”形变压器，当原线圈
ΔΦ 中磁通量变化时，整个闭合铁芯中， Δt 处处相等，而对
ΔΦ 于磁感线回路不唯一的如“”形变压器．不同位置 Δt 可
能不同，此时有ΔΔΦt 1＝ΔΔΦt 2＋ΔΔΦt 3.
物理[RJ·选修3-2]
2．交变电流的图象及应用 交变电流的图象反映了交流电动势(电流)随时间的变化 特征，对正弦交变电流来说，我们可以从图象中获取如下信 息： (1)交变电流的周期(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＝2π/T. (2)交变电流的最大值(Em，Im)
服/·选修3-2]
(2)峰值
瞬时值的最大值，反映了交变电流大小的变化范围，
Em＝nBSω(转轴垂直于磁感线)．电容器接在交流电路中， 则交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值．
(3)有效值
交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的．
正弦交变电流的有效值跟最大值之间的关系是：
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人教版高中物理(选修32)第五章同步教学课件：5.1交变电流 (共24张PPT)
感应电流为零
与
磁
磁通量为零
感 磁通量的变化率最大
线 平
感应电动势最大
行 感应电流最大
时
第五章 交变电流
交变电流
一、交变电流
1、直流电流(DC) 方向不随时间变化的电流
2、交变电流(AC)
大小和方向都随时间做周期性变化的电流
1
下列表示交变电流的有（ ）
i
u
i
0
t0
i
e
0
t0
t
(D)
(E)
根据交变电流的定义分析，是否属于交变电流关键是看
电流方向是否发生变化，而不是看大小．
成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时
3
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，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表 达式。
动？ 由a→b 丙转到丁呢？
由b→a
二、交变电流的产生 判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？
N
N
b
c
V
a
a d
S
d
V
S
❖ 1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 ❖ 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 ❖ 3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 ❖ 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 ❖ 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动 一周，两次经过中性面，电流方向改变两次．
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读数都要用有效值． 2．当电流按非正(余)弦规律变化时，必须根据有效值的定义求解，在 计算有效值时要注意：
相同电阻 ①三同相同时间
产生相等热量
②计算时的“相同时间”一般要取一个周期的时间．
课堂讲义
例3 有两个完全相同的 电热器，分别通以如图 甲和乙所示的峰值相等 的方波交变电流和正弦 交变电流．求这两个电 热器的电功率之比．
的总电阻 R＝10 Ω.
(1)写出交变电流瞬时值表达式．
从中性面转过π3 ，如图所示．
π (2)线圈从计时开始，转过 3 过程中通过
ΔΦ＝BΔS＝BS(1－sin30°)＝12BS，
线圈某一截面的电荷量为多少？
q＝n2BRS＝1×10－2C.
课堂讲义
交变电流的产生及描述
三、有效值的计算
对于交变电流有效值的计算一般有以下两种情况： 1． 对于按正(余)弦规律变化的电流，可先根据 Em＝NBSω 求出其最大值， 然后根据 E＝ Em 求出其有效值．有关电功、电功率的计算，各种交流仪表
正半周内有效值
I1＝
Im ； 2
负半周内有效值 I2＝Im.
根据有效值的定义有 I2RT＝I21R·T2＋I22R·T2，
由此得 I＝
I12＋2 I22＝
3 2 Im.
课堂讲义
交变电流的产生及描述
四、交变电流“四值”的综合应用
最大值、有效值、瞬时值、平均值，在不同情况下的使用：
1．在研究电容器的耐压值时，只能用最大值． 2．在研究交变电流做功、电功率及产生的热量时，只能用有效值 W＝EIt，Q＝I2Rt，交流电表指示的也是有效值． 3．在研究交变电流通过导体＝200V
t=0.02S ω=100π
感应电动势与磁通量的变化率同步变化
课堂讲义
交变电流的产生及描述
二、平均值及电荷量求解 1．电动势的平均值 E ＝nΔΔΦt .
2．求电荷量要用平均电流： I ＝R＋E r，q＝ I ·Δt＝nRΔ＋Φr.
课堂讲义
交变电流的产生及描述
例 2 发电机的转子是匝数为 100 匝、 （1）Em＝nBSω＝20πV
高中物理·选修3-2·人教版
第五章 交变电流
第三讲 交变电流的产生及描述
目标定位
交变电流的产生及描述
1 理 进解一楞步次熟定悉律交的变内电容 流， 的并 产应 生用 过楞 程次 ，定 能律 够判 求定 解感 交应 变电流的方瞬向时值. . 2 进一步理解交变电流图象的物理意义 3 知道交变电流“四值”的区别，应用“四值”求解相关问题
边长为 20 cm 的正方形线圈，将它置于
磁感应强度 B＝0.05 T 的匀强磁场中，
Im＝Em/R＝2πA， 所以i＝Imsinωt＝2πsin100 πtA
绕着垂直于磁场方向的轴以 ω＝100π
π
rad/s 的角速度转动，当线圈平面跟磁 (2)从计时开始，转过 3 过程中
场方向垂直时开始计时．线圈和外电路 q＝ I t＝nΔΔtΦR Δt＝nΔRΦ.
预习导学
交变电流的产生及描述
1. Emsinωt 2. nBSω 无关 4. 有效值
课堂讲义
交变电流的产生及描述
一、交变电流的瞬时值及图象问题
1．求解交变电动势瞬时值 (1)确定线圈转动从哪个位置开始； (2)确定线圈转动的角速度ω(以rad/s作单位)； (3)确定感应电动势瞬时值表达式．
2．正弦交流电的图象是一条正弦曲线，从图象中可以得到以下信息： (1)周期(T)和角速度(ω)：线圈转动的角速度 ω＝2Tπ. (2)峰值(Em，Im)：图象上的峰值．可计算出有效值 E＝Em2，I＝ Im2. (3)瞬时值：每个“点”表示某一时刻的瞬时值．
4．在研究某一时刻线圈受到的安培力时，只能用瞬时值．
课堂讲义
交变电流的产生及描述
例 5 如图所示，在匀强磁场中有一个内阻 r＝3 Ω、 面积 S＝0.02 m2 的半圆形导线框可绕 OO′轴旋转．已
知匀强磁场的磁感应强度 B＝5π2T.若线框以 ω＝ 100π rad/s 的角速度匀速转动，且通过电刷给“6 V,12 W”的小灯泡供电，则： (1)若从图示位置开始计时，求线框中感应电动势的 瞬时值表达式； (2)从图示位置开始，线框转过 90°的过程中，流过导 线横截面的电荷量是多少？该电荷量与线框转动的 快慢是否有关？
(4)可确定线圈位于中性面的时刻，也可确定线圈平行于磁感线的时刻．
(5)判断线圈中磁通量 Φ 及磁通量变化率ΔΔΦt 的变化情况．
课堂讲义
交变电流的产生及描述
例1 如图所示，是一多匝线圈 在匀强磁场中绕垂直于磁场的 轴匀速转动所产生的交变电动 势的图象，根据图象可知( ) A．此交变电动势的瞬时表达 式为e＝200 sin 0.02t V B．此交变电动势的瞬时表达 式为e＝200 sin 100πt V C．t＝0.01 s时，穿过线圈的磁 通量为零 D．t＝0.02 s时，穿过线圈的磁 通量的变化率最大
(1) Em＝BSω＝10 2 V，
e＝Emcosωt ＝10 2cos(100πt) V.
(3)由题所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正常
发光？如不能，则小灯泡实际功率为多大？
课堂讲义
交变电流的产生及描述
例 5 如图所示，在匀强磁场中有一个内阻 r＝3 Ω、 面积 S＝0.02 m2 的半圆形导线框可绕 OO′轴旋转．已 知匀强磁场的磁感应强度 B＝5π2T.若线框以 ω＝ 100π rad/s 的角速度匀速转动，且通过电刷给“6 V,12 W”的小灯泡供电，则： (1)若从图示位置开始计时，求线框中感应电动势的 瞬时值表达式； (2)从图示位置开始，线框转过 90°的过程中，流过导 线横截面的电荷量是多少？该电荷量与线框转动的 快慢是否有关？ (3)由题所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正常 发光？如不能，则小灯泡实际功率为多大？
交变电流的产生及描述
I甲＝Im P甲＝Im2R
I
乙＝
2 2 Im
P 乙＝ Im22R＝12I2mR
所以P甲∶P乙＝2∶1
课堂讲义
交变电流的产生及描述
例4 如图表示一交流电 随时间变化的图象，其 中电流的正值为正弦曲 线的正半周，其最大值 为Im；电流的负值为 －Im，则该交变电流的 有效值为多少？