高中物理 人教版选修3-2交变电流小结
高中物理 第五章 交变电流全章总结 新人教版选修32
【成才之路】高中物理 第五章 交变电流全章总结 新人教版选修3-21．(2010·浙江理综，17)某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输送给500 km 外的用户，其输出电功率是3×106kW.现用500 kV 电压输电，则下列说法正确的是( )A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105A B ．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108kW D ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2/r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻 答案：B解析：输电线上输送的电流I ＝P U ＝3×106kW 500kV＝6000A ，A 错；输电线上损失的电压为ΔU＝Ir ＝6000×2.5V＝1.5×104V ＝15kV ，B 对；若改用5kV 的电压输电，则输电线上输送的电流I ′＝P U ′＝3×106kW 5kV＝6×105A ，输电线上损失的功率ΔP ＝I ′2r ＝(6×105)2×2.5W＝9×108kW ，表明电能将在线路上损耗完，则输电线上损失的功率为3×106kW ，C 错；D 项中输电线上损失的功率ΔP ＝U 2/r ，U 应为输电线上损耗的电压，而不是输电电压，D 错．点评：本题考查了对远距离输电中电压损失、功率损失的理解能力和分析推理能力． 2．(2010·广东理综，19)下图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( )A ．周期是0.01sB ．最大值是311VC ．有效值是220VD ．表达式为u ＝220sin100πt (V) 答案：BC解析：由题图象可直接读出正弦式交变电压的周期T ＝0.02s ，最大值U m ＝311V ，则有效值为U ＝22U m ＝22×311V＝220V ，角速度为ω＝2πT ＝2π0.02rad/s ＝100π rad/s，瞬时值表达式为u＝311sin100πt(V)，故只有选项B、C正确．点评：本题考查了正弦式交变电压的图象、有效值与最大值的关系及瞬时值表达式，考查学生对图象的分析理解能力．3．(2010·江苏物理，7)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()A．升压变压器的输出电压增大B．降压变压器的输出电压增大C．输电线上损耗的功率增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大答案：CD解析：对升压(或降压)变压器而言，由变压器电压比U 1U2＝n 1n2知，输入电压不变，匝数不变，输出电压不变，故A选项不正确；由P＝UI知，U不变，P增大，故I增大，使得输电线上的电压损耗ΔU＝I2R线增大，功率损耗ΔP＝I22R线增大，所以降压变压器上的输入电压减小，输出电压减小，所以B不正确，C正确；因为输电线上损耗的功率占总功率的比例为ΔP P1＝I22R线P1＝P1U1·n1n22R线P1＝P1n21R线U21n21∝P1，所以随发电厂输出功率变大，该值变大，D 正确．点评：本题考查了理想变压器的变压原理及远距离输电中的功率损失，主要考查学生的理解能力和推理能力．4．(2010·全国Ⅱ卷，19)图中为某一理想变压器，其原线圈与电压有效值不变的交流电源相连，P为滑动头．现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止，用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值：电功率指平均值)．下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是( )答案：BC解析：滑动头向上匀速滑动，副线圈匝数均匀增加与时间t 成正比，由U 1U 2＝n 1n 2，得U 2＝n 2U 1n 1，则U 2与t 也成正比，选项C 正确；随着白炽灯变亮，其本身电阻也逐渐增大，灯泡的I －t 图线斜率逐渐减小，B 项正确；由于副线圈输出功率增大，原线圈的输入功率也增大，由P ＝UI知，输入电流也要增大，故A 错；灯泡消耗的功率N 2＝U 22R，所以N 2与U 2不成正比，即N－t 图象不满足正比例函数关系，故D 错．点评：本题考查变压器原理和对小灯泡伏安特性曲线的理解，对考生推理、分析综合能力进行考查，属中等难度题．。
人教版高中物理选修3-2 复习素材：第五章 交变电流知识点总结
选修3-2知识点第五章 交变电流5.1交变电流一、交变电流1、交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化2、直流电流：①大小变化，方向不变化的叫直流 ②大小和方向都不随时间变化的叫恒定电流 二、交变电流的产生中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置(甲）。
①此位置AB 、CD 边的速度方向与磁感线平行，各边都不切割磁感线，故呈电中性所以叫中性面。
②线圈经过中性面时，Φ最大（B ⊥S ），但线圈中E=0，电流I=0。
因为线圏平面转到中性面瞬间，穿过线圈的磁通量虽然最大，但是，曲线的斜率为0，即，磁通量的变化率 t∆∆Φ＝0，感应电动势为0;t E ∆∆Φ=垂直中性面（乙图）：①此位置AB 、CD 边的速度方向与磁感线垂直，即两边都切割磁感线。
②此时Φ最小（B//S)，但线圈中的电动势E 达到最大。
I 也最大。
感应电流方向B 到A 。
因为线圈平面转到跟中性面垂直时,穿过线圈的磁通量重为0，但是曲线的斜率最大，即磁通量的变化率t∆∆Φ最大，感应电动势最大。
推论：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。
三、交变电流的变化规律1、感应电动势的峰值和瞬时值为：e=E m sinωt (从中性面开始计时) ①e 叫做感应电动势的瞬时值。
②W 是发电机线圈转动的角速度。
③E m 表示感应电动势可能达到的最大值, 叫做电动势的峰值，大小为NBSwE m =。
2、感应电流和电压的峰值和瞬时值 感应电流的瞬时值为i=I m sinωt 。
感应电流的峰值为:rR E I m m +=电压的瞬时值为u=U m sinωt电压的峰值U m =I m R 3、交变电流的图像 4、交变电流的种类(1)正弦交流电，(2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲，(4)激光通信中的尖脉冲 5、交流发电机（1）发电机的基本组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极 （2）发电机的基本种类：①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动） ②旋转磁极式发电机（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。
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第五章交变电流5.1交变电流一、直流电(DC) 电流方向不随时间而改变交变电流(AC) 大小和方向都随时间做周期性变化的电流交流发电机模型的原理简图二、交变电流的产生中性面线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面（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，电流方向改变两次三、交变电流的变化规律以线圈经过中性面开始计时，在时刻t 线圈中的感应电动势（ab 和cd 边切割磁感线）e 为电动势在时刻t 的瞬时值，Em 为电动势的最大值（峰值）．四、交流电的图像五、交变电流的种类课堂练习5.2《描述交变电流的物理量》复习回顾(一)交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流;简称交流。
其中按正弦规律变化的交流电叫正弦交流电。
(二)正弦交流电的产生及变化规律1、产生：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生正弦交流电。
2、中性面：跟磁场方向垂直的平面叫做中性面。
这一位置穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。
3、规律：瞬时值表达式：从中性面开始计时一、周期和频率物理意义：表示交流电变化的快慢1、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
2、频率：交变电流一秒内完成周期性变化的次数。
角频率：线圈在磁场中转动的角速度二、峰值和有效值3.有效值定义：E、U、I根据电流的热效应来规定，让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。
4. 正弦交流电的有效值与最大值的关系：说明：A 、以上关系式只适用于正弦或余弦交流电；B 、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；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注意：峰值（最大值）、有效值、 平均值在应用上的区别。
1、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
物理选修3-2《第五章交变电流》知识点总结
1．交变电流与直流大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流；简称交流;符号为AC。
大小和方向都不随时间变化的电流叫做直流；符号为DC。
2-1．正弦交流电的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，线圈中产生的是正弦交流电。
正弦式交变电流:随时间按正弦规律变化的交变电流。
正弦式交变电流的图像可以是正弦图像，也可以是余弦图像。
产生条件：a.线圈处在匀强磁场中；b.线圈绕垂直于磁场的轴转动；c.线圈匀速转动。
2-2.对交流有阻碍的元器件电阻电感器：感抗与线圈的自感系数, 交流的频率有关。
电容器：容抗与电容器的电容,交流的频率有关。
3．中性面线圈与磁感线垂直的面。
4．正弦交流电的规律N匝面积为S 的线圈以角速度ω在磁感应强度为B的磁场中匀速转动，从中性面开始计时，电动势的函数形式为E=NBSω·sinωt；线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，变化率为零，感应电动势为零；线圈与中性面垂直时，磁通量为零，变化率最大，感应电动势最大；线圈转一周经过中性面两次，电流方向变化两次。
5．正弦交流电的一些物理量？？6．感抗电感对交流电阻碍作用的大小；与线圈的自感系数和交流电的频率成正比；电感通直流、阻交流、通低频、阻高频。
7．容抗电容对交流电阻碍作用的大小；与电容器的电容、交流电的频率成反比；隔直流、通交流、阻低频、通高频。
8．变压器由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成；通过电磁感应原理改变交流电压。
9．理想变压器原理：互感现象。
不计热量损失，输入功率和输出功率相等的变压器；高中阶段主要研究理想变压器；U1/n1=U2/n2。
10．常用变压器自耦变压器；电压互感器；电流互感器。
11．高压输电减少电能损失；损失功率P=I2r=P2r/U2。
16-17物理选修3-2 第3章交变电流 本章总结 课件 精品
[解析] (1)感应电动势的最大值为 Em＝nBSω＝3.14 V. (2)转过 60°角时的瞬时感应电动势为 e＝Emcos 60°＝3.14×0.5 V＝1.57 V. (3)转过 60°角过程中产生的平均感应电动势为 E ＝nΔΔΦt ＝nBSs1in 60°
6T
0.5×0.1×0.1×
＝100×
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．
如图所示，匀强磁场的磁感应强度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 ω ＝ 2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω，求：
16×22ππ
3 2压表示数为外电路电压的有效值 3.14
U＝R＋E r·R＝4＋21×4 V＝1.78 V. (5)线圈转动一周所做的功等于电流产生的热量
W＝Q＝Em22·R＋1 r·T＝0.99 J.
(6)16周期内通过电阻 R 的电荷量为
q＝ I ·T6＝R＋E r·T6 ＝nBT6SRsi＋n 6r0°·T6＝nBSRs＋inr60°＝0.086 6 C.
[答案] (1)3.14 V (2)1.57 V (3)2.6 V (4)1.78 V (5)0.99 J (6)0.086 6 C
规律总结 在求解交变电动势瞬时值时，首先要确定线圈转动从哪个位 置开始计时，以便确定瞬时值是正弦规律变化还是余弦规律 变化；其次是确定线圈转动的角速度ω(rad/s作单位)；再次 是确定感应电动势的峰值Em＝nBSω；最后写出瞬时值表达 式e＝Emsin ωt或e＝Emcos ωt
3．任意时刻交流电的瞬时值：图象上每个“点”表示某一 时刻交流电的瞬时值． 4．因线圈在中性面时感应电动势、感应电流为零，磁通量 最大，可由图象分析判断i、e随时间的变化情况，进而判断 线圈中磁通量的变化情况． 交变电流的图象可以帮助我们理解交变电流瞬时值表达式， 它比表达式更形象直观．在实际问题中将表达式、图象、发 电机模型结合起来分析，能够达到举一反三、触类旁通的效 果，这也是解决交变电流问题的一个重要方法．
高二物理选修3.2-第五章交变电流知识点总结汇编
第五章交变电流5.1 交变电流一、直流电(DC) 电流方向不随时间而改变交变电流(AC)大小和方向都随时间做周期性变化的电流交流发电机模型的原理简图二、交变电流的产生中性面线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面（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，电流方向改变两次三、交变电流的变化规律以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线）e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）．四、交流电的图像五、交变电流的种类课堂练习5.2《描述交变电流的物理量》复习回顾(一)交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流;简称交流。
其中按正弦规律变化的交流电叫正弦交流电。
(二)正弦交流电的产生及变化规律1、产生：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生正弦交流电。
2、中性面：跟磁场方向垂直的平面叫做中性面。
这一位置穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。
3、规律：瞬时值表达式：从中性面开始计时一、周期和频率物理意义：表示交流电变化的快慢1、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
2、频率：交变电流一秒内完成周期性变化的次数。
角频率：线圈在磁场中转动的角速度二、峰值和有效值3.有效值定义：E、U、I根据电流的热效应来规定，让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。
4.正弦交流电的有效值与最大值的关系：说明：A 、以上关系式只适用于正弦或余弦交流电；B 、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；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 注意：峰值（最大值）、有效值、 平均值在应用上的区别。
1、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
人教新课标高中物理选修3-2第5章交变电流回顾总结课件(56张PPT)
和日常生活紧密联系，并常以选择题的形式考 查，多以难度中等或中等偏下的考题出现．
• 【高考冲浪】
• 常考点一：交变电流的产生及应用
• 1．(天津高考)在匀强磁场中，一矩形金属线框 绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示， 产生的交变电动势的图象如图乙所示，则( )
• 综观高考命题，对于变压器问题，多集中于对 变压器的工作原理及I、U、P、n各量间基本关 系的考查．由于变压器与电能的输送密切相关， 贴近生活实际，触及能源利用的社会热点，符 合贴近现实、突出能力的命题趋势，应当作为 备考的重点．
解题思路如下． 思路 1：电压思路 变压器原、副线圈的电压之比为UU12＝nn12；当变压器有多个 副线圈时，Un11＝Un22＝Un33＝…
ΔΔΦt 1＝ΔΔΦt 2＋ΔΔΦt3. 此式适用于交流电或电压(电流)变化的直流电，但不适用于 稳定或恒定电流的情况．
• 思路6：输配电原理思路
• 按“发电→升压→输电线→降压→用电器”的 顺序或从“用电器倒推到发电”，以变压器的 铁芯为界划分为三个回路一步一步进行分析．
•
如图所示为一理想变压器，K为单
• A．I1和I2表示电流的瞬时值 • B．U1和U2表示电压的最大值 • C．滑片P向下滑动过程中，U2不变，I1变大 • D．滑片P向下滑动过程中，U2变小，I1变小
解析：该题考查对交流电表的认识及变压器的动态变化问 题，解题的关键是要掌握各物理量之间的关系．在交流电路中 电压表和电流表用的不是直流电表，而是交流电表，而交流电 表所测的电流或电压是有效值，而不是瞬时值或最大值，所以 A、B 选项不正确．由于 U1 保持不变，据UU12＝nn21可知 U2＝nn21U1， 而 I2＝R0U＋2 R＝nn21·R0U＋1 R，据II21＝nn21可知 I1＝nn21I2＝nn212R0U＋1 R， 所以当 R 减小时，U2 不变，I1 变大，C 选项正确．
高中物理选修3-2精品课件：第五章 交变电流 章末总结
B.输电线中电流为150 A D.输电线上功率损失为500 W
解析 由题图乙所示的正弦式电压图象知周期 T＝2×10－2 s，选项 A 错误；升压变
压器原线圈电压的有效值 U1＝3121 V＝220 V，由UU12＝nn12得升压变压器副线圈的输
出电压 U2＝nn21U1＝15×220 V＝3 300 V，输电线中电流为 I2＝UP2＝10 A，选项 B 错 误；输电线电压损失 ΔU＝I2R 线＝100 V，降压变压器原线圈输入电压为 U＝U2－ΔU ＝3 200 V，选项 C 正确；输电线上功率损失为 P 损＝I22R 线＝1 000 W，选项 D 错误。
U2 不变。
②当负载电阻发生变化时，I2 变化，输出电流 I2 决定输入电流 I1，故 I1 发生变化。
③I2 变化引起 P2 变化，P1＝P2，故 P1 发生变化。
(2)负载电阻不变，匝数比变化的情况，如图乙所示。
①U1 不变，nn12发生变化，故 U2 变化。
②R 不变，U2 变化，故 I2 发生变化。
章末总结
垂直于磁场方向的轴
最大 零
最大
sin ωt
交流 直流
互感
热效应 1 f
ΔΦ n Δt
高频 低频
n1 n2 n2 n1
I2R 线
IR 线
nBSω
Em 2
1 T
一、交变电流的“四值”的理解与应用 1.瞬时值是指交变电流在某一时刻的值，书写瞬时值表达式，要弄清线圈的起始位
置，若线圈处于中性面位置，可直接写成正弦函数形式；若处于与中性面垂直位 置，则在正弦函数的角度处需要加上π2(或写成余弦函数)。 2.峰值是指交变电流的最大值，一般可从图象中读出。当线圈平面与磁感线平行时，
人教版高二物理选修3-2交变电流
注意：
1.建立交流电的瞬时方程必须首先确定Em、ω， 同时注意起始位置（是从中性面开始是正弦曲 线，e=Emsinωt;从垂直中性面开始是余弦曲线， e=Emcosωt）.
2.由Em=N·2BL1v=NBL1L2ω=NBSω=NΦmω可 知，峰值Em与线圈的面积有关。而与垂直于磁 场方向的转动轴的位置无关，与线圈的形状也 无关。
1．在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于 交变电流的是 A B D ，属于正弦交变电流的 是 A。
i
t
A
B
C
D
2 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：
Em ＝NBSω（多砸）
设线圈平面从中性面开 始转动，角速度是ω．经 过时间t，线圈转过的角 度是ωt，cd边的线速度v 的方向跟磁感线方向间的 夹角也等于ωt．ab、cd 宽L1，ad、bc长L2 ，磁 感应强度是B.
cd边中的感应电动势就是
e cd
BL1V⊥
BL1
L2sin 2
t
1 2
一、交变电流
穿过闭合电路的磁通量发生变化时，产 生感应电流，而磁通量变化的方式不同，产 生的感应电流也不同，感应电流可以是恒定 的，可以是变化的，可以是周期性变化的， 本节我们将研究一种十分重要的周期性变化 的电流——正弦式交变电流．
直流电:电流方向不随时间而改变
若电流大小、方向都不变则是以前所说过的 恒定电流（也属直流电）
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三、交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中 的感应电动势（ab和cd边切割磁感线 ）
高中物理选修3-2-交变电流
交变电流知识元交变电流知识讲解交变电流1．交变电流定义：电流方向随时间做周期性变化的电流称为交变电流，简称交流（AC）．与直流电相比，交流电有许多优点，如：可以利用变压器升高或降低电压，利于长途传输；可以驱动结构简单，运行可靠的感应电动机．2．直流：方向不随时间而变化的电流。
交变电流的产生图1是交流发电机的简图，根据图1可知（1）甲、丙位置时线圈中没有电流，乙、丁位置时线圈中电流最大。
（2）甲→乙→丙电流方向为DCBA，丙→丁→甲电流方向为ABCD，在甲、丙位置电流改变方向。
（3）结论：线圈每转一周，电流方向改变两次，电流方向改变的时刻也就是线圈中无电流的时刻(或者说磁通量最大的时刻)，如图中甲、丙位置，我们把线圈平面垂直于磁感线时的位置叫作中性面。
正弦式电流表达式的推导设线圈从中性面以角速度ω开始转动，经时间t，线圈转过θ=ωt，此时V与B夹角也为θ，令ab=dc=L，ad=bc=L′，则线圈面积S=LL′。
此时，ab与dc边产生的电动势大小均为BLV sinωt，整个线圈中产生的瞬时电动势大小为：e=2BLV sinωt，又，故有令E m=BωS有：e=E m sinωt（E m为最大值）若电路总电阻为R，则瞬时电流为：交变电流图象1．正弦交流电图象2．其他交流电图象例题精讲交变电流例1.一交流电流的图象如图所示，由图可知（）A．用电流表测该电流，其示数为10 AB．该交流电流的频率为0.01HzC．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为1000WD．该交流电流即时值表达式为i=10sin628tA例2.如图甲所示，将阻值为R=5Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小．对此，下列说法正确的是（）A．电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u=2.5sin（200πt）VB．电阻R消耗的电功率为1.25WC．如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1AD．这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为例3.一个闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生的感应电流如图所示．由该图可得出的正确判断是（）A．0.01s时，线圈平面处于中性面位置B．0.02s时，线圈平面与磁感线平行C．该交变电流的频率为50HzD．1s内电流的方向变化50次例4.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最大C．从A～D时刻线圈转过的角度为2πD．若从O～D时刻历时0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次例5.如图1所示，在匀强磁场中，有一匝数为10匝的矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示，则下列说法中不正确的是（）A．曲线a、b对应的线圈转速之比为2：3B．曲线a、b对应的t=6×10-2s时刻线圈平面均与中性面重合C．曲线b对应的t=0时刻穿过线圈磁通量为WbD．曲线b对应的交变电动势有效值为10V例6.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，A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（）A．电流表的示数为10 AB．线圈转动的角速度为100πrad/sC．0.01s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左例7.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为240r/min，若线圈平面转至与磁场方向平行时的电动势2V，则从中性面开始计时，所产生的交流电动势的表达式为e=___________V，电动势的峰值为___V，从中性面起经s，交流电动势的大小为___V。
【优选整合】人教版高中选修3-2 《第五章 交变电流》章末总结(教案)
人教版 高中物理选修3-2《第五章 交变电流》章末总结★重难点一、交变电流的“四值”的对比与应用★一、交变电流的“四值”的对比与应用1．交变电流的瞬时值表达式当线圈平面转到与中性面重合时开始计时，e ＝E m sin ωt ，u ＝U m sin ωt ，i ＝I m sin ωt 。
当线圈平面转到与磁感线平行时开始计时，e ＝E m cos ωt ，u ＝U m cos ωt ，i ＝I m cos ωt 。
在研究某一时刻线圈所受的安培力或霓虹灯的亮暗时，只能用瞬时值。
2．交变电流的最大值(以交变电动势为例)E m ＝nBS ω在研究交流电路中电容器的耐压值时，应采用最大值。
3．在研究交变电流做功、电功率以及产生热量时，只能用有效值(1)一般来说，电器上标的额定电压和额定电流的数值、交流电表测得的数值都是指有效值。
(2)有效值根据定义计算，即截取交流电的一个周期T ，分段计算该段时间内通以交流电的电阻R 上产生的焦耳热，进而求出这一个周期内的总焦耳热Q 交；再假设这段时间内给R 加的是直流电压或通的是直流电流，算出T 时间内的焦耳热Q 直＝U 2R T ＝I 2RT ；最后由Q 直＝Q 交得出交流电的有效值U 或I 。
4．在研究交变电流通过导体截面的电荷量时，只能用平均值平均值是指交变电流图象中图线与横轴所围成的面积跟时间的比值。
其值可用法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt来求。
特殊地，当线圈从中性面转过90°的过程中，有E ＝2πE m 。
计算平均值切忌用算术平均法E ＝e 1＋e 22来求。
另外要注意，平均值不一定等于有效值。
【特别提醒】瞬时值、平均值、有效值的应用(1)研究交变电流某一时刻的电流、电压或某一时刻线圈受到的安培力时，只能用瞬时值．(2)不仅热量的计算用有效值，与热效应有关的计算，如保险丝的熔断电流都必须用有效值．【典型例题】如图所示，N ＝50匝的矩形线圈abcd ，ab 边长l 1＝20 cm ，ad 边长l 2＝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 ＝1Ω，外电路电阻R ＝9Ω，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：(1)t ＝0时感应电流的方向；(2)感应电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转一圈外力做的功；(4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R 的电荷量．【答案】（1）线圈感应电流方向为adcba .；（2）314cos 100πt V.； （3）98.6 J ；（4）0.1 C.【解析】：(1)根据右手定则，线圈感应电流方向为adcba .(2)线圈的角速度ω＝2πn ＝100 πrad/s ，图示位置的感应电动势最大，其大小为E m ＝NBl 1l 2ω，代入数据得E m ＝314 V ，感应电动势的瞬时值表达式：e ＝E m cos ωt ＝314cos 100πt V.(3)电动势的有效值E ＝E m2， 线圈匀速转动的周期T ＝2πω＝0.02 s ，线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即：W ＝I 2(R ＋r )T ＝E 2R ＋r·T ， 代入数据得W ＝98.6 J.(4)从t ＝0起转过90°过程中，Δt 内流过R 的电荷量：q ＝N ΔΦ（R ＋r ）Δt Δt ＝NB ΔS R ＋r ＝NBl 1l 2R ＋r， 代入数据得q ＝0.1 C.★重难点二、交流电流的图象★ 二、交流电流的图象正弦式交变电流随时间变化情况可以从图象上表示出来，图象描述的是交变电流随时间变化的规律，它是一条正弦曲线，如图所示。
高中物理选修3-2公式总结
高中物理选修3-2公式总结高中物理选修3-2公式总结十一、恒定电流1.电流强度：I＝q/t｛I:电流强度(A），q:在时间t内通过导体横载面的电量(C），t:时间(s）｝2.欧姆定律：I＝U/R｛I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝3.电阻、电阻定律：R＝ρL/S｛ρ:电阻率(Ωm)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)｝4.闭合电路欧姆定律：I＝E/(r+R)或E＝Ir+IR也可以是E＝U内+U外｛I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)｝5.电功与电功率：W＝UIt，P＝UI｛W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:时间(s)，P:电功率(W)｝6.焦耳定律：Q＝I2Rt｛Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝7.纯电阻电路中:由于I ＝U/R,W＝Q，因此W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总＝IE，P出＝IU，η＝P出/P总｛I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)，U:路端电压(V)，η：电源效率｝9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R成反比)电阻关系(串同并反)R串＝R1+R2+R3+1/R并＝1/R1+1/R2+1/R3+电流关系I总＝I1＝I2＝I3I并＝I1+I2+I3+电压关系U总＝U1+U2+U3+U总＝U1＝U2＝U3功率分配P总＝P1+P2+P3+P总＝P1+P2+P3+10.欧姆表测电阻(1)电路组成(2)测量原理两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得Ig＝E/(r+Rg+Ro)接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix＝E/(r+Rg+Ro+Rx)＝E/(R中+Rx)由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数｛注意挡位(倍率)｝、拨off挡。
人教版高中物理选修3-2课件：第五章 交变电流 章末小结5
(2)对于正弦交变电流的变化规律，不应只从其随时间按正弦规律变化这一
点去认识，还应看到交流电动势随线圈在匀强磁场中空间位置的变化而变化， 随线圈的磁通量变化而变化。
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第五章 交变电流
(多选)(临沂市部分重点中学 2014～2015 学年高二联考)如图 1 所 示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直 的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图 2 中曲线 a、b 所示，则 导学号 09152329 ( AC )
第五章 交变电流
规律方法
物 理 选 修
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第五章 交变电流
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
物 理 选 修
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。
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第五章 交变电流
(金陵中学 2015～2016 学年高二检测)如图所示， 在匀强磁场中有 一个内阻 r＝3Ω、 面积 S＝0.02m2 的半圆形导线框可绕 OO′轴旋转。 已知匀强 5 2 磁场的磁感应强度 B＝ T。若线框以 ω＝100πrad/s 的角速度匀速转动，且 π 通过电刷给“6V 12W”的小灯泡供电， 灯泡电阻不变。 则：导学号 09152328
新课标导学
物 理
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第五章
交变电流
第五章 交变电流 本章总结课件(新人教选修3-2)
探 究
目标 知 识
情 景构建 专题2 理想变压器的基本关系和动态分析问题
切 入
变压器是本章高考的另一热点，主要以选择题的形式出现。
自主研专题 考查内容主要集中在以下两方面。
习指
题
电要压导的有效值1为、2原20、V副，解由 线析UU圈： 12＝ 的原nn功线 12解率圈得关电副压 系线的圈 P有 1电 =效 P压 2值、U为2电＝2压2404关V00， 系V由；UU由12＝I2nn＝12解UR、得 2型设计 副
.化作.
p业 2 U2
物物理理（人（教人版教·选版修3选-1）修3-2）
第三第章五章磁场交变电流
探 究
例2
用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化
目
标 为如图5－3所示的模型，即理想变压器原线圈电压稳
情 景 切
定，副线圈上通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2，
入 输电线的等效电阻为R，当开关S闭合时( AB )
第三第章五章磁场交变电流
探
究 目 标
例1 如图5-1所示一是某种正弦式交变与电压
情 景 切
的波形图，有图可确定该电压的（ BC ） 【例 1】 (2010 年广东理综)如图所示是某种正弦式交变电压的
入 A压．的周(期是 )0.01 s
自
主 研
B．最大值是 311 V
习
题
要 C．有效值是 220 V
型 设 计
对点探究高考．根据电交n1流流<n关电2，系的而 得“II12I四2＝＝值nn1210， ”.、0故 等m频进AI1率， >行I关2B， 综对 系D合．对考f根 1． =查据 f2。n等1<，n2， 并而 与II交12＝流nn21电，的故图I1像>I2、课后，
2019年高考物理一轮复习知识梳理：选修3-2 第五章 交变电流
第五章交变电流第41讲交变电流的产生和描述第42讲电感和电容对交变电流的影响(注：①考纲要求中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A代表容易，B代表中等，C代表难)一、交变电流的产生和变化规律1．交变电流________和________都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，其中按正弦函数规律变化的电流叫正弦交变电流．2．正弦交变电流的产生(1)将线圈置于________磁场中；线圈绕________的轴________转动，线圈中就会产生正(余)弦交变电流．(2)中性面：与磁场方向________的平面．①线圈转到中性面时，穿过线圈的磁通量________，磁通量的变化率________，感应电动势________．②线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过________，电流的方向就改变一次．(3)从中性面(S⊥B)开始计时，表达式：i＝I m sinωt；u＝U m sinωt；e＝E m sinωt.(4)图象：二、描述交变电流的物理量1．最大值E m＝NBSω(N：线圈的匝数；S：线圈处于磁场中的有效面积；ω：线圈转动的角速度)．2．瞬时值反映________交变电流的大小和方向．3．有效值根据电流的________规定的，即让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果在相同时间内产生的________相等，就把直流电的数值叫做交流电的有效值．(1)正弦交流电有效值和峰值之间的关系：E ＝22E m ；U ＝22U m ；I ＝22I m .(2)非正弦交流电的有效值要根据电流的热效应进行计算．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．4．平均值可用法拉第电磁感应定律E ＝________来求． 5．周期和频率(1)周期：完成一次周期性变化所需的________． (2)频率：每秒钟完成周期性变化的________． (3)周期和频率的关系：T ＝1f ，ω＝2πT ＝2πf. 三、电感、电容对交变电流的作用 1．电感对交变电流的阻碍作用(1)电感对交变电流的阻碍作用与自感系数和交变电流的频率有关，自感系数、交变电流的频率越大，电感对交变电流的阻碍作用越大．(2)扼流圈有两种：一种叫做低频扼流圈，线圈的自感系数L 很大，作用是“________________”，另一种叫做高频扼圈，线圈的自感系数很小，作用是“________________”．2．电容器对交变电流的阻碍作用(1)电容对交变电流的阻碍作用与电容和交变电流的频率有关，电容、交变电流的频率越大，电容对交变电流的阻碍作用越小．(2)电容器在电路中表现为“__________________”．考点1 交流电的产生与描述1．两个特殊位置的特点(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．2．交变电流瞬时值表达式书写的基本思路(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式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．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.3．正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)sin考点2 交变电流“四值”的比较·典型例题1·某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示．在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为49π，磁场均沿半径方向．匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab＝cd＝l、bc＝ad ＝2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场．在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直．线圈的总电阻为r，外接电阻为R.求：(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小E m；(2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F；(3)外接电阻上电流的有效值I.【测量目标】本题考查交变电流的产生、感应电动势、安培力和电流有效值等内容，测量考生的理解和分析综合能力．温馨提示(1)bc、ad边进入磁场时，切割磁感线，产生感应电动势，而在磁场外时，不产生感应电动势，因此该发电机产生的不是正弦交流电．(2)bc边所受安培力为线圈中感应电流在磁场中所受的安培力．(3)电流的有效值可以用焦耳定律确定．【练练手】·举一反三1·某台交流发电机的结构可以简化为多匝线框在匀强磁场中旋转产生正弦式交流电．当线框匀速转动时，电动势瞬时值表达式e＝102sin50πt V．其他条件不变，现只将线框转速变为原来的2倍，发电机输出端接入如图所示电路．已知发电机内阻r＝1 Ω，R1＝4 Ω，R2＝R3＝10 Ω，求：(1)此时电动势的表达式；(2)理想交流电压表的示数；(3)通过电阻R1的电流的最大值；(4)电阻R2在1分钟内产生的焦耳热．【测量目标】本题考查交变电流的产生和描述，测量考生的理解能力和应用数学处理物理问题的能力．·触类旁通1·(多选)如图所示电路中，电源电压u＝311sin100πt(V)，A、B间接有“220 V，440 W”的电暖宝、“220V，220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝．下列说法正确的是()A．交流电压表的示数为311 VB．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 AC．电暖宝发热功率大于抽油烟机发热功率的2倍D．1 min抽油烟机消耗的电能为1.32×104J【测量目标】本题考查交变电流的具体应用，考查考生的分析综合与数学应用能力．·典型例题2·在如图甲所示电路中，D为理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)．R1＝30Ω，R2＝60Ω，R3＝10Ω.在MN间加上如图乙所示的交变电压时，R3两端电压表的读数大约是()甲乙A．3V B．3.5VC．4V D．5V【测量目标】本题考查交变电流的相关知识，测量考生的理解能力．温馨提示U【练练手】·举一反三2·如图所示为一交流电电压随时间变化图，每一周期的前后半周期都是正弦变化，只是最大值有所不同，则该交流电的有效电压为()A．70 V B．35 2 V C．50 V D．50 2 V【测量目标】本题考查交变电流的有效值，测量考生的理解能力．·触类旁通2·(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin100πt(V)．对此电动势，下列表述正确的有()A．最大值是502V B．频率是100HzC．有效值是252V D．周期是0.02s【测量目标】本题考查交变电流的相关物理量的计算，测量考生的理解能力．·典型例题3·如图，三个灯泡是相同的，而且耐压足够高，交、直流两电源的内阻忽略，电动势相等，当S接a时，三个灯泡的亮度相同，那么S接b时()A．三个灯泡亮度相同B．甲灯最亮，丙灯不亮C．甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮D．只有丙灯不亮，乙灯最亮【测量目标】本题考查电感和电容对交变电流的影响，测量考生的理解能力．【练练手】·举一反三3·(多选)“二分频”音箱内有高、低两个扬声器．音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信号按原比例还原成高、低频的机械振动．如图为音箱的电路简化图，高低频混合电流由a、b端输入，L是线圈，C是电容器，则()A．甲扬声器是低音扬声器B．C的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器C．乙扬声器的振幅一定大D．L的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器【测量目标】本题考查电感和电容对交变电流的影响，测量考生的理解能力．·触类旁通3·(多选)对于某块使用高频电信号的电路，其输入却是高低混频，欲达上述目的，下述方法可行的是()A．将被控电路串联容抗较大的电容B．将被控电路串联容抗较小的电容C．将被控电路并联感抗较大的线圈D．将被控电路并联感抗较小的线圈【测量目标】本题考查容抗和感抗，测量考生的理解能力．1．图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是()A B C D2．(多选)某正弦交流电源电压的有效值为220 V，下列说法正确的是()A．接阻值为484 Ω的电阻上其热功率为100 WB．接标有“220 V，100 W”的小电动机其输出机械功率为100 WC．可直接接入耐压值为220 V的电容器D．接标有“220 V，100 W”的小电动机因某原因被卡住，此时电动机消耗功率大于100 W.3．有一个小型发电机，机内的矩形线圈匝数为50匝，电阻为5 Ω，线圈在匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动．穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间的变化规律如图所示．由此可知发电机电动势瞬时值表达式为()第3题图A．e＝31.4sin50πt(V) B．e＝31.4cos50πt(V)C．e＝157cos100πt(V) D．e＝157sin100πt(V)4．小型发电机可简化为线圈在磁场中匀速转动——如图所示，用其给串联的电阻和线圈供电，同时接理想交流电流表测量电流，当线圈以某一转速转动时读出电流表电流为I，此时电阻消耗功率为P；提高线圈转速为原来2倍，下列说法正确的是()第4题图A．电流表示数变为2IB．电流表示数大于2IC．电阻消耗功率小于4PD．电阻消耗功率大于4P5．(多选)如图所示，正方形单匝线框abcd 的边长为L ，每边电阻均为r ，线框在磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω绕cd 轴从图示位置开始匀速转动，转轴与磁感线垂直．一理想电压表用电刷接在线框的c 、d 两点上，下列说法中不正确的是( )第5题图A ．电压表读数为22BωL 2B ．电压表读数为28BωL 2C ．从图示位置开始计时，流过线框电流的瞬时值表达式为i ＝BωL 24r sin ωtD ．线框从图示位置转过π2的过程中，流过cd 边的电荷量为q＝LB 2r6．如图所示的正方形线框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从图示位置开始转动，c 、d 两点与外电路相连，外电路电阻也为r ，电表均为交流理想电表．求： (1)线框中电动势的瞬时值表达式；第6题图(2)S 断开时，电压表读数；(3)S 闭合时，电流表读数；(4)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．第1题图1．(16年全国卷Ⅲ)(多选)如图，M为半圆形导线框，圆心为O M；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为O N；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线O M O N的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．现使线框M、N在t＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过O M和O N的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则()A．两导线框中均会产生正弦交流电B．两导线框中感应电流的周期都等于TC．在时，两导线框中产生的感应电动势相等D．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等2．(14年天津高考)(多选)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a，b所示，则()甲 乙第2题图A ．两次t ＝0时刻线圈平面均与中性面重合B ．曲线a 、b 对应的线圈转速之比为2∶3C ．曲线a 表示的交变电流电动势频率为25HzD ．曲线b 表示的交变电流电动势有效值为10V第43讲 理想变压器 电能的输送(注：①考纲要求中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A 代表容易，B 代表中等，C 代表难),T8—选择，考查理想变压器和电路中各物理量的变化,理解、推理,AT1—计算，考查法拉第电磁感应定律,分析综合,BT13—计算，考查动能和电动势,应用数学处理物理问题,CT13—计算，考查感应电动势大小的计算,应用数学处理物理问题,CT4—选择，考查理想变压器和电路中各物理量的变化,理解、推理,A总结, 1.小结：理想变压器以选择题和计算题的形式进行考查，侧重考查理想变压器的原副线圈的电压、电流、电功率和频率的动态分析；电能的输送以选择题形式进行考查，侧重考查远距离输电过程中电功率的损耗问题．2．复习指导：复习时应注重掌握理想变压器中各物理量间的关系及其动态分析以及电能的输送过程中的能量损耗问题，还应掌握变压器原、副线圈的电压与匝数的关系和变压器副线圈电压与原线圈电压的关系.一、变压器1．构造由________、________和________组成．2．原理利用电磁感应的________现象．3．理想变压器原、副线圈基本量的关系,原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P 入＝________ 原、副线圈的电压比等于匝数比，公式：U 1U 2＝________，与负载、副线圈的个数无关,(1)只有一个副线圈时：I 1/I 2＝________；(2)有多个副线圈时：由P 入＝P 出得I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋…＋I n U n或I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3＋…＋I n n nf 1＝f 2(变压器不改变交变电流的频率) 4.几种常见的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器 (2)互感器(如图所示)①电压互感器：用来把________电压变成________电压．②电流互感器：用来把________电流变成________电流．二、电能的输送如图所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P′，用户的电压为U′.1．输电电流I＝________＝P′U′＝U－U′R线2．输电导线损耗的电功率P损＝I2·R线＝________．即在输送功率一定时，输电电压增大为原来的n倍，输电导线上损耗的功率就减少为原来的________．3．输电导线损耗的电压U损＝I·R线＝________．基本关系和制约关系1.关于理想变压器的四点说明(1)变压器不能改变直流电压．(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率．(3)理想变压器本身不消耗能量．(4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值．2．输电线路的特点和组成为了减少远距离输电过程中的电能损失，一般采用高压输电的模式，先用升压变压器将电压升高，将电输送到用电区后，再用降压变压器将高电压变成用电器所需的电压值，如图为输电过程的示意图．3．输电过程的电压关系和功率关系(1)输电过程的电压关系(2)输电过程的功率关系考点1变压器·典型例题1·(15年江苏高考)一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V交变电流改变为110V.已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为()A．200 B．400 C．1600 D．3200【测量目标】本题考查理想变压器输入、输出电压与原、副线圈匝数的关系，测量考生的应用数学处理物理问题的能力．温馨提示输入电压U1决定输出电压U2.【练练手】·举一反三1·(多选)图甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为如图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，V为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是()甲乙A．电压表的示数等于5VB ．电压表的示数等于52 VC ．实现点火的条件是n 2n 1＞1000D ．实现点火的条件是n 2n 1＜1000【测量目标】 本题考查理想变压器和交变电流的图象，测量考生的理解和分析综合能力．·触类旁通1· (16年全国卷Ⅰ)一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R 1，R 2和R 3的阻值分别为3 Ω ，1 Ω ，4 Ω， A 为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定．当开关S 断开时，电流表的示数为I ；当S 闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为( )A ．2B ．3C ．4D ．5【测量目标】 本题考查理想变压器相关量制约关系，测量考生的理解和分析综合能力．考点2 电能的输送·典型例题2·(多选)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()A．升压变压器的输出电压增大B．降压变压器的输出电压增大C．输电线上损耗的功率增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大【测量目标】本题考查理想变压器原、副线圈电压和功率，测量考生的理解能力．温馨提示1．远距离输电的损失指的是输电导线上的热损耗，由输电线上损失的功率P损＝I2线·R线，可知，影响输电损失的因素有两个：减小导线的电阻或减小输电导线中的输电电流．2．降低输电损耗的两个途径：(1)减小电线的电阻．由电阻定律R＝ρlS可知，在输电距离一定的情况下，为减小导线电阻，应采用电阻率小的材料，也可以增加导线的截面积；(2)减小输电导线中的输电电流．由P＝UI可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流．【练练手】 ·举一反三2· (多选)某发电厂给远处输送一定功率的电能，为节省输电线路的损耗，在技术允许的情况下，不改变输电线仅改变升压变压器和降压变压器的匝数比来实现(发电机输出电压不变且保证用户电压)；为达到使线路损耗功率变为原来的14，下述措施正确的是( )A ．将升压变压器副线圈与原线圈的匝数比变为原升压变压器匝数比的4倍B ．将升压变压器副线圈与原线圈的匝数比变为原升压变压器匝数比的2倍C ．将降压变压器原线圈与副线圈的匝数比变为原降压变压器匝数比的2倍D . 将降压变压器原线圈与副线圈的匝数比变为比原降压变压器匝数比的2倍要大一点【测量目标】 本题考查远距离输电线路损耗对理想变压器的制约，测量考生的理解能力．·触类旁通2· (14年广东高考)(多选)如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U 1不变，闭合电键S ，下列说法正确的是( )A．P向下滑动时，灯L变亮B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大【测量目标】本题考查理想变压器输入、输出电流、电压和功率的变化情况，测量考生的理解能力．用“因果关系”处理变压器问题变压器中的“因果关系”是指原、副线圈中各物理量的制约关系．电压是原线圈决定副线圈，电流和功率是副线圈决定原线圈．解题中应牢记制约关系，不可颠倒．·典型例题3·(多选)如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R.开始时，开关S断开，当S接通时，以下说法正确的是()A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大【测量目标】本题考查理想变压器原、副线圈的电压和电流，测量考生的理解能力．【练练手】·举一反三3·如图所示，一小变压器原线圈输电线上接一“20 V，2 W”的小灯泡L1，副线圈接一“50 V，20 W”的灯泡L2，将一交流电源接上，两灯泡恰好正常发光，不计导线电阻，变压器为理想变压器，求：(1)该变压器原、副线圈的匝数比；(2)交流电源的电压．【测量目标】本题考查理想变压器原、副线圈电压的计算，测量考生的应用数学处理物理问题的能力．1．(16年潍坊一模)如图所示，理想变压器原线圈接交流电源和理想交流电流表，副线圈接热水器和抽油烟机，原、副线圈的匝数比为4∶1，副线圈上电压的瞬时值u＝2202sin100πt(V)．开关S断开时，电流表示数是1A；开关S闭合时，电流表示数是1.25 A．下列说法正确的是()第1题图A．交流电源输出电压的最大值是55 VB．交流电源输出电压的最大值是880 VC．S闭合时，抽油烟机消耗的功率是1100 WD．S闭合时，抽油烟机消耗的功率是220 W2．(多选)如图所示，一理想变压器给串联的定值电阻R1和滑动变阻器R2供电，已知原线圈电压不变，滑动变阻器的最大阻值大于定值电阻，开始滑动变阻器滑动触头位于最上端．在滑动触头缓慢下移的过程中，下列说法正确的是()第2题图A．原线圈电流逐渐增大B．R1电压逐渐增大C．R2功率逐渐减小D．R2功率先增大后减小1．(14年海南高考)理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端．已知三个灯泡均正常发光．该变压器原、副线圈的匝数之比为()A．1∶2 B．2∶1 C．2∶3 D．3∶22．(16年全国卷Ⅲ)(多选)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是()第2题图A．原、副线圈砸数之比为9∶1B．原、副线圈砸数之比为1∶9C．此时a和b的电功率之比为9∶1D．此时a和b的电功率之比为1∶9出错题号___________________________________________________________ _____________错误分析___________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _________________解决方法___________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________。
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A．10 V,10 V C．4 V,10 V
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B．10 V,4 V D．10 V,0
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第五章 交变电流
【解析】
本题考查了变压器和分压器的原理及区
别．图甲是一个自耦变压器，当A、B作为输入端，C、D
作为输出端时，是一个降压变压器，两边的电压之比等 于两边线圈的匝数之比．当C、D作为输入端，A、B作为 输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比， 所以C、D接4 V交流时，A、B间将得到10 V交流．图乙
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1 2 1 2 gT2 ＋h2＝ gT ＋ gT ＝ . 8 24 6
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第五章 交变电流
T T 后半个周期的 －t1＝ 时间内，微粒向下加速运动．下 2 3
T 1 gT2 降的高度 h3＝ ×3g 3 2＝ 2 6
上述计算表明，微粒在一个周期内的总位移为零，只要 gT2 在上升过程中不与 A 板相碰即可，则 h1＋h2≤d，即 ≤d. 6 所加电压的周期最长 Tmax ＝ 6×10－2 s. 【答案】 6d g＝ 6×0.6×10 10
32 0.9 W”的灯泡电阻 R′＝ Ω＝10 Ω. 0.9 0.9 W”的灯泡并
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由以上所求数据可知，当两盏“6 V 联再与“3 V
0.9 W”灯泡串联接入 U13 时恰正常发光．所
以在次级的连接示意图如图所示．
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第五章 交变电流
0.9×3 W (2)利用 P 入＝P 出得 I1U1＝0.9×3 W． I1＝ 则 ＝ U1 0.9×3 A≈0.012 A. 220
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第五章 交变电流
2．粒子在交变电场中，常见的运动情境有以下三 种： (1)带电粒子做定向运动； (2)带电粒子以某位置为中心做往复运动；
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(3)带电粒子做偏转运动．
3．分析时应注意由于交变电流的周期性变化而引起 的分析结果出现多解的可能．
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是一个分压电路，当M、N作为输入端时，上下两个电阻
上的电压跟它们的电阻的大小成正比．
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第五章 交变电流
但是当把电压加在P、Q两端时，电流只经过下面那
个电阻，上面的电阻中没有电流，MP两端也就没有电势 差，即M、P两点的电势相等．所以当P、Q接4 V直流 时，M、N两端电压也是4 V. 顺便指出，如果M、N或P、Q换成接交变电压，上
(1)请在次级画出如何连接的示意图；
(2)计算灯泡正常发光时变压器初级线圈中的电流大小．
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第五章 交变电流
【分析】
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第五章 交变电流
【解析】
(1)由电压和匝数的关系知
U1 n1 U1 n1 ＝ ， ＝ . U2 n2 U3 n3 代入数据得：U2＝2 V，U3＝7 V. 由 U2、U3 的结果知仅用两个副线圈中的任一个都不能 使三盏灯正常发光． U1 n1 若将两线圈的端点 2 与 3 连接，则有： ＝ .解 U14 n3－n2 得 U14＝5 V，仍不符合题目要求．
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第五章 交变电流
1 T2 1 2 (2)前半个周期上升的高度 h1＝ a1 2 ＝ gT .前半个周 2 8 gT 期微粒的末速度为 ，后半个周期先向上做匀减速运动，设 2 gT T 减速到零的时间为 t1，则 3gt1＝ ，t1＝ ，此段时间内上升 2 6
T 1 2 1 gT2 的高度 h2＝ a2t1＝ ×3g× 6 2＝ ，则上升的总高度为 h1 2 2 24
－2
s＝
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(1)g
方向向上
3g
方向向下
(2)6×10－2 s
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第五章 交变电流
解题时首先要将初始条件把握住， 然后按运动和力的关 系，对交变电压的正、负阶段带电粒子的受力和运动细节分 T T 或 作详细的物理过程分析，从而得知带电粒子的运动究 4 2 竟属于哪种情境， 必要时还可画出粒子的速度图象帮助分析 判断．
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第五章 交变电流
如图所示，A、B两块金属板水平放置，相 距为d＝0.6 cm，两板间加有一周期性变化的电压，当B 板接地(φB ＝0)时，A板电势φA 随时间变化的情况如图所
示，现有一带负电的微粒在t＝0时刻从板中央小孔射入电
场，若该带电微粒受到的电场力为重力的两倍，且射入 电场时初速度可忽略不计．求：
第五章 交变电流
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第五章 交变电流
对应学生用书P48
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第五章 交变电流
对应学生用书P48
在解决交变电流知识和力学知识综合问题时应注意
以下几点：
1．交变电流的大小和方向、交变电压的大小和正负 都随时间周期性变化，从而引起磁场、电场的强弱和方 向都做周期性变化．因此，在研究带电体在场中的受力 时，一定要细致地进行动态的受力分析．
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第五章 交变电流
变压器和分压器都是用来改变电压的 设备，在改变电压时，它们既有相同点也 有区别． 1．变压器的工作原理及用途 如图所示，变压器只能工作在交流电 路中，且其电压比等于匝数比．同一个变 压器既可以当升压变压器也可以当降压变
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【答案】
(1)见解析图
(2)0.012 A
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第五章 交变电流
变压器中线圈串、并联的分析和计算方法
对于线圈的串、并联，与电阻的串、并联相类似， 一方面要判断两线圈两接头的连接关系，另一方面还要 判断两线圈的绕向关系．
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第五章 交变电流
U1 n1 若将两线圈的端点 2 与 4 连接，则有： ＝ .解 U13 n2＋n3 得 U13＝9 V. U2 由公式 R＝ P 知， V “6 ＝40 Ω，“3 V 62 0.9 W”的灯泡电阻 R＝ Ω 0.9
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首 交变电流
如图甲、乙所示的电路中，当A、B接10 V
交变电压时，C、D间电压为4 V；当M、N接10 V直流电
压时，P、Q间电压为4 V．现把C、D接4 V交流电压， P、Q接4 V直流电压，则A、B间和M、N间的电压分别是 ( )
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第五章 交变电流
T T (1)在 0～ 和 ～T 这两段时间内微粒加速度的大小和方 2 2 向； (2)要使该微粒不与 A 板相碰，所加电压的周期最长为 多少？(g 取 10 m/s2)
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第五章 交变电流
【解析】
(1)设电场力大小为 F，则 F＝2mg，对于 t
＝0 时刻射入的微粒，在前半个周期内，F－mg＝ma1，a1 2mg－mg ＝ ＝g，方向向上，后半个周期的加速度 a2 满足 F m 3mg ＋mg＝ma2，a2＝ m ＝3g，方向向下．
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第五章 交变电流
一个次级有两个不同副线圈的理想变压器，如 图甲所示．如图乙，将两盏标有“6 V V 光．已知U1＝220 V，匝数如图． 0.9 W”和一盏标有“3
0.9 W”的三盏灯泡全部接入变压器的次级，且能够正常发
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述关系仍然成立，因为在交流纯电阻电路中欧姆定律照
样适用． 【答案】 B
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第五章 交变电流
为了巩固和提升所学内容，请使用“单 元综合测评五”。
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第五章 交变电流
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压器使用，副线圈两端的电压可以比原线
圈的大，也可以比原线圈的小或相等．
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第五章 交变电流
2．分压器的工作原理及用途
分压器的工作原理是利用串联电路的分压原理，如 图所示，它是滑动变阻器的分压接法，既可应用于直流 电路，又可应用于交流电路．
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