交变电流章末总结
交变电流章末总结
交变电流章末总结要点一 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，如果让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的有效值．(1)只有正弦式交变电流的有效值才一定是最大值的22倍．(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指有效值．要点二 交变电流的“四值”的区别与联系正弦式交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值．以电动势为例：最大值用E m 表示，有效值用E 表示，瞬时值用e 表示，平均值用E 表示，它们之间的关系是E ＝E m 2，e ＝E m sin ωt ，平均值不常用，必要时可用电磁感应定律直接求E ＝n ΔΦΔt .特别要注意，有效值和平均值是不同的两个物理量，在研究交变电流做功、电功率以及产生的热量时，只能用有效值；另外，各种交流电表指示的电压、电流和交流电器上标注的额定电压、额定电流，指的都是有效值，与热效应有关的计算，如保险丝的熔断电流等必须用有效值，在研究交变电流通过导体横截面的电荷量时，只能用平均值，千万不可混淆．要点三 理想变压器理想变压器的两个基本公式是：(1)U 1U 2＝n 1n 2，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比．(2)输入功率等于输出功率．无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和．需要引起注意的是：①只有变压器是一个副线圈时，才满足I 1I 2＝n 2n 1，但是变压关系总满足U 1U 2＝n 1n 2.②变压器的输入功率是由输出功率决定的．要点四 远距离输电1．在求解远距离输电问题时，一定要先画出远距离输电的示意图来，包括发电机、两台变压器，输电线等效电阻和负载电阻，并依次写出各部分的符号以便备用．一般设两个变压器的初次级线圈的匝数分别为n 1、n 1′、n 2、n 2′，相应的电压、电流、功率也应采用相应的符号来表示． 2．远距离输电的功率损失在远距离输送电能计算线路功率损耗时常用关系式P 损＝I 2线R 线计算．其原因是I 线较易由公式I 线＝P 输U 输求出，P 损＝U 线I 线或P 损＝U 2线R 线，则不常用，其原因是在一般情况下，U 线不易求出，且易把U 线和U 输相混淆而造成错误．远距离输电中的功率关系：P 输＝P 线损＋P 用户．一、交变电流的产生规律【例1】 如图所示，线圈的面积是0.5 m 2，共100匝；线圈电阻为1 Ω，外接电阻为R ＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度为B ＝1πT ，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时，求：(1)若线圈从中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式． (2)线圈转过1/30 s 时电动势的瞬时值多大？(3)电路中交流电压表和电流表的示数各是多大？二、交变电流图象的考查【例2】 一个面积为S 的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中感应电动势e 与时间t 的关系如图所示，感应电动势的最大值和周期可由图中读出，则磁场的磁感应强度B 为多大？在t ＝T /12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角为多大？三、理想变压器的考查【例3】 有两个输出电压相同的交变电源，第一个电源外接电阻为R 1；第二个电源外接一个理想变压器，变压器原线圈的匝数为n 1，副线圈的匝数为n 2，变压器的负载为一个阻值为R 2的电阻．今测得两个电源的输出功率相等，则两电阻的大小之比R 1∶R 2为( )A ．n 1∶n 2B ．n 21∶n 22C ．n 2∶n 1D ．n 22∶n21四、远距离输电【例4】有条河流，流量Q＝2 m3·s－1，落差h＝5 m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240 V，输电线总电阻R＝30 Ω，允许损失功率为输出功率的6%.为满足用电的需要，则该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 V,100 W”的电灯正常发光？1.用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如图所示的模型，即理想变压器原线圈电压稳定，副线圈上通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，当开关S闭合时()A．通过L1的电流减小B．R两端的电压增大C．副线圈输出电压减小D．副线圈输出功率减小2．学校的变压器把电压为1 000 V的交流电降压为u＝311sin 100πt V后供给各教室，输电线的零线b上保持零电势不变，而火线a上的电势随时间周期性变化．为保证安全用电，教室里电灯的开关要接在火线上，如图所示，下列说法正确的是()A．变压器原线圈与副线圈的匝数比为50∶11B．此交流电的频率为100 HzC．开关断开时其两触点间的电压为220 VD．火线上的最高电势与最低电势之差为311 V3．通有电流i＝I m sin ωt的长直导线OO′与断开的圆形线圈在同一平面内，如图所示，(设电流由O至O′为电流正向)为使A端的电势高于B端的电势且U AB减小，交流电必须处于每个周期的()A．第一个14周期B．第二个14周期C．第三个14周期D．第四个14周期4．为了测定和描绘“220 V,40 W”白炽灯灯丝的伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电．调压变压器是一种自耦变压器，它只有一组线圈L绕在闭合的环形铁芯上，输入端接在220 V交流电源的火线与零线间，输出端有一个滑动触头P，移动它的位置，就可以使输出电压在0～250 V之间连续变化，图5－6中画出的是调压变压器的电路符号．实验室内备有交流电压表，交流电流表，滑动变阻器，开关，导线等实验器材．(1)在图5－6中完成实验电路图．(2)说明按你的实验电路图进行测量，如果电表内阻的影响不能忽略，在电压较高段与电压较低段相比较，哪段误差更大？为什么？交变电流章末总结一、交变电流的产生规律【例1】 解析 (1)e ＝E m sin ωt ＝NBS ·2πn sin(2πnt )＝500sin(10πt )．(2)当t ＝130s 时，电动势的瞬时值e ＝500sin(10π×130) V ＝433 V .(3)电动势的有效值为E ＝E m 2＝5002V ＝353.6 V ，电流表的示数为I ＝ER ＋r ＝35.4 A ，电压表的示数为U ＝IR ＝35.4×9 V ＝318.6 V.答案 (1)e ＝500sin(10πt ) V (2)433 V (3)318.6 V 35.4 A二、交变电流图象的考查【例2】解析 由于线圈在匀强磁场中以其一条边为轴做匀速转动时，交变电流的公式仍然适用．由图可以直接读出交变电流的最大值E m 和周期T .感应电动势为最大值时，线圈平面与磁场方向平行，感应电动势的最大值为E m ＝NBSω，式中的N ＝1，ω＝2πT ，由此可求得B ＝E m T2πS.从图象可以看出，线圈开始转动时为最大值，这时线圈平面与磁场B 方向平行，从开始时刻起线圈转过的角度，也就是线圈平面与B 的夹角，设这个夹角为θ，则θ＝ωt ，在t ＝T /12时刻，θ＝ωt ＝2πT ×T 12＝π6.答案 E m T 2πS π6三、理想变压器的考查【例3】 解析 两电源的输出电压和输出功率都相等，说明两电源的电流都相等，对于连接变压器的电源，其电流I 1与副线圈的电流I 2关系为：I 1I 2＝n 2n 1，I 2＝U 2R 2，I 1＝n 2U 2n 1R 2，U 2＝n 2n 1U 1，I 1＝n 22U 1n 21R 2① 直接接电阻R 1的电源的电流为I ＝UR 1，I ＝I 1，U ＝U 1将它们代入①式后可得R 1∶R 2＝n 21∶n 22. 答案 B四、远距离输电【例4】解析 按题意画出远距离输电的示意图，如下图所示．电源端的输出功率=mghP Q gh t ηηρ=总 =342 1.0101050.5510W W ⨯⨯⨯⨯⨯=⨯输电线上的功率损失P 损=I2R所以输电线中电流为I ====10 A升压变压器1B 的原线圈电压1U U =出=240 V副线圈送电电压为43251051010P U V V I ⨯===⨯总所以升压变压器的变压比为12123240::510n n U U ==⨯=6∶125输电线上电压的损耗ΔU 损=IR=10×30 V=300 V则降压变压器2B 的原线圈的电压312=510U U U V '=-∆⨯-损300 V=4 700 V据题意知，U2′=220 V ，所以降压变压器的匝数比为1212::n n U U ''''==4 700∶220=235∶11因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯盏数为445105100.06=100P N P ⨯-⨯⨯=总损灯-P 盏=470盏 答案 1n ∶2n =6∶125 1n '∶2n '=235∶11 4701. 答案 AB2．答案 AC3． 答案 A解析 由E ∝ΔΦΔt ∝Δi Δt 可知，要E 减小，即要ΔiΔt减小，题中要求ΦA >ΦB ，由楞次定律知，只有在0～T4才符合要求．4． 答案 (1)如图所示，开关应接在火线上，电流表内接和外接都可以．(2)如果采用电流表外接法，电压较高段误差更大，因为电压越高，灯丝电阻越大，由于电压表分流而造成的误差越大；如果采用电流表内接法，电压表较低段误差更大，因为电压越小，灯丝电阻越小，由于电流表分压造成的误差越大．章末检测一、选择题1．日常生活中，我们常用微波炉来加热食品，它是利用微波来工作的．接通电源后，220 V 的交流电经过变压器后，在次级产生2 000 V高压交流电，加到磁控管两极之间，使磁控管产生微波．下列说法中正确的是()A．微波炉的变压器原副线圈的匝数之比为11∶100B．微波炉的变压器原副线圈的匝数之比为100∶11C．微波炉的输出功率是由输入功率确定的D．微波炉的输入功率是由输出功率确定的答案AD解析根据理想变压器的电压和匝数成正比，所以原副线圈的匝数比为11∶100，对于变压器，输入功率是由输出功率决定的．2．如图1所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u＝311sin 314t V的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是()图1A．A1的示数不变，A2的示数增大B．A1的示数增大，A2的示数增大C．V1的示数增大，V2的示数增大D．V1的示数不变，V2的示数减小答案 D解析温度升高, R总↓→R总↓→I总↑→↓→↓→↑，而接在原线圈的电源两端，不发生变化，D正确．3．正弦交流电源与电阻R1、R2、交流电压表按图2甲所示的方式连接，R1＝20 Ω，R2＝10Ω，交流电压表的示数是20 V，图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则()图2 A．通过R1的电流i1随时间t变化的规律是i1＝22cos 10πt (A)B．通过R1的电流i1随时间t变化的规律是i1＝22sin 10πt (A)C．R2两端的电压u2随时间t变化的规律是u2＝20cos 10πt (V)D．R2两端的电压u2随时间t变化的规律是u2＝20cos 100πt (V)答案 A解析电压表的示数是电压的有效值，即R2两端的电压的有效值为20 V，所以最大值为20 2V，C、D选项都不对；电路中的电流的有效值为20/10 A＝2 A，按照余弦规律变化．4．如图3所示图3是一台发电机的结构示意图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状．M是圆柱形铁芯，它与磁极的柱面共轴，铁芯上有一矩形线框，可绕与铁芯M共轴的固定转轴旋转．磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场．若从图示位置开始计时，当线框绕固定轴匀速转动时，下列图象中能正确反映线框中感应电动势e随时间t变化规律的是()答案D5．某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按图4所示规律变化，副线圈接有负载．下列判断正确的是()图4A．输出电压的最大值为36 VB．原、副线圈中电流之比为55∶9C．变压器输入、输出功率之比为55∶9D．交流电源有效值为220 V，频率为50 Hz答案 D解析 由变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2得，输出电压的最大值U m2＝U m1n 2n 1＝220 2×955V ＝36 2V ，原、副线圈电流比与匝数成反比，故I 1∶I 2＝9∶55；变压器输入功率等于输出功率，即P 1∶P 2＝1∶1；从图象可看出，交流电压最大值为220 2 V ，则有效值为220 V ，周期T ＝2×10－2 s ，则f ＝1T＝50 Hz.6．图5是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器．已知变压器原线圈与副线圈匝数比n 1n 2＝120，加在原线圈的电压为u 1＝311sin 100πt (V)．霓虹灯正常工作的电阻R ＝440kΩ，I1、I 2表示原、副线圈中的电流．下列判断正确的是( )图5A ．副线圈两端电压6 220 V ，副线圈中的电流14.1 mAB ．副线圈两端电压4 400 V ，副线圈中的电流10.0 mAC ．I 1<I 2D ．I 1>I 2 答案 BD解析 原线圈电压的有效值U 1＝U m 2＝3112V ＝220 V ，由电压比U 1U 2＝n 1n 2知，U 2＝U 1n 2n 1＝4 400V ，副线圈的电流I 2＝U 2R ＝ 4 400440×103A ＝0.01 A ＝10 mA ，原、副线圈电流跟匝数成反比，故I 1>I 2.7．如图6甲所示，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 ′转动，线圈中产生的交变电流按照图乙所示规律变化，下列说法正确的是( )图6A ．线圈绕转轴OO ′匀速转动B ．是从线圈的图示位置开始计时的C ．电流的有效值I ＝I m2D ．电流的有效值I <I m2答案 D解析 电流随时间变化的规律不是正弦式交变电流，所以不能围绕OO ′匀速转动；从该位置开始计时，电流应该有最大值，B 选项错误，该电流的有效值为12i ，小于正弦式交变电流的有效值．8．家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分来实现的，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的可调，比过去用变压器调压方便且体积较小，某电子调光灯经调整后的电压波形如图7所示，若用多用电表测灯泡两端的电压，多用电表的示数为( )图7A.22U mB.24U mC.12U mD.14U m 答案 C解析 多用电表测得的电压值为有效值，根据电流的热效应Q ＝(U m 2)2R ×T 2＝U 2RT ，所以有效值U ＝12U m ，故C 正确．二、计算题9．如图8所示，左右两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号．左图中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号；右图中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号．那么C 1、C 2中哪个该用大电容？哪个该用小电容？图8答案 C 1为小电容 C 2为大电容解析 电容的作用是“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”，由其表达式X C ＝1/2πfC 可看出：左图中的C 1必须用电容小些的，才能使高频交流顺利通过，而低频不易通过，这种电容器叫高频旁路电容器．右图中的C 2一般用电容大的，使低频交流电很容易通过，只有直流成分从电阻上通过，这种电容器叫隔直电容器．10．一电热器接在10 V 的直流电源上，产生的热功率为P .把它改接到另一正弦交变电路中，要使产生的热功率为原来的一半，如果忽略电阻值随温度的变化，则该交变电流的电压的最大值应为多少？答案 10 V解析 以U 直和U 交分别表示直流电的电压和交流电压的有效值，以R 表示电热器的电阻值，则依题意在两种情况下功率分别为P ＝U 2直R ，P 2＝U 2交R ，由以上两式有U 交＝12U 直，所以此交变电流的最大值为U m ＝2U 交＝10 V.11．如图9所示，图9匝数为100匝的圆形线圈绕与磁场垂直的轴OO ′，以50 r/s 的转速转动，穿过线圈的最大磁通量为0.01 Wb ，从图示的位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．答案 e ＝314cos 314t V解析 本题图示位置为线圈平面与磁场方向平行的位置，产生的交流电为余弦式的交变电流，感应电动势的瞬时值表达式e ＝E m cos ωt ，而E m ＝NBSω，ω＝2πn ，Φm ＝BS ＝0.01 Wb.所以E m ＝100×0.01×2×3.14×50 V ＝314 V ，ω＝2πn ＝2×3.14×50 rad/s ＝314 rad/s.故感应电动势的瞬时值表达式为 e ＝E m cos ωt ＝314cos 314t V 12．风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源．风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置，其主要部件包含风轮机、齿轮箱、发电机等．如图10所示．图10(1)利用总电阻R ＝10 Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能．输送功率P 0＝300 kW ，输电电压U ＝10 kW ，求导线上损失的功率与输送功率的比值．(2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．设空气密度为ρ，气流速度为v ，风轮机叶片长度为r .求单位时间内流向风轮机的最大风能P m ；在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施． (3)已知风力发电机的输出电功率P 与P m 成正比．某风力发电机的风速v 1＝9 m/s 时能够输出电动率P 1＝540 kW.我国某地区风速不低于v 2＝6 m/s 的时间每年约为5 000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时．答案 (1)0.03 (2)12πρr 2v 3；增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等(3)8×105 kW·h解析 (1)导线上损失的功率为P ＝I 2R ＝(P 0U )2R ＝(300×10310×103)2×10 W ＝9 kW损失的功率与输送功率的比值PP 0＝9×103300×103＝0.03(2)风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大．单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为ρv S ， S ＝πr 2风能的最大功率可表示为P m ＝12(ρv S )v 2＝12ρv πr 2v 2＝12πρr 2v 3采取措施合理，如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等． (3)按题意，风力发电机的输出功率为P 2＝⎝⎛⎭⎫v 2v 13·P 1＝⎝⎛⎭⎫693×540 kW ＝160 kW 最小年发电量约为W ＝P 2t ＝160×5 000 kW·h ＝8×105 kW·h 13．如图11所示，一理想变压器上绕有A 、B 、C 三个线圈，匝数比n A ∶n B ∶n C ＝ 4∶2∶1，在副线圈B 和C 的两端各接一个相同的电阻R ，当原线圈A 与交变电源连接时，交变电流表A 2的示数为I 0，则交变电流表A 1的示数为多少？图11答案 5I 0/8解析 由U B U C ＝n B n C ＝2可得U C ＝12U B ，I C ＝12I 0对于理想变压器有P 1＝P 2＋P 3 即I A U A ＝I 0U B ＋I C U C所以I A ＝U B U A I 0＋U C U A I C ＝n B n A I 0＋n C n A ·⎝⎛⎭⎫12I 0 解得I A ＝5I 0/8。
交变电流(全章总结)
a
b
• 5、理想变压器原线圈1400匝，副线圈700 匝并接有电阻R，当变压器工作时原线圈中 （D ） • A、电流的频率之比为2:1 • B、功率之比为2:1 • C、电流之比为：2:1 • D、电压之比为2:1
• 6、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝 数比n1﹕n2=4﹕1，当导体棒L在匀强磁场 中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电 流表A1的示数是12mA，则电流表A2的示 数为（B ） • A、3 mA A1 A2 • B、0 mA v n1 n2 R • C、48 mA B • D、与负载R的值有关
0 0.01 0.02 0.03
• 3、有一个交变电流，其电压u=311sin314tV, 则（ ） AD • A、此交变电流做打点计时器的电源时，打点 周期为0.02S • B、它可使“220V 100W”的灯泡正常发光， 也可使耐压值为220V的电容器正常工作 • C、用交流电压表测量时，读数为311V • D、使用这个交流电的用电器，每通过1C的电 荷量时，电流做功220J
Em
0 t2 t1 t3 t4
t
• 2、如图所示为一正弦交变电流通过一电子 元件时的波形图，则下列说法正确的是 （ B ） • A、这也是一种交变电流 • B、电流的变化周期是0.02S • C、电流变化的周期是0.01S • D、电流通过100欧的电阻时，1S内产生热 量200J i/A
2 t/s
交变电流复习
一、交变电流
• 1、定义: 大小 和 方向 都随时间周期性变化的电流 • 2、产生：线圈在 匀强磁场 中绕垂直于磁场 方向的轴转动。 • 特殊位置：中性面：B ┴ S，磁通量 最大 ， • 感应电动势 最小 ，电流 改变 方向。 • 最大值位置： B ∥ S，磁通量 等于0 ， • 感应电动势 最大 ，电流不改变 方向。 • 3、表达式： e= Emsinωt，（中性面开始） • e= Emcosωt ，（与中性面垂直开始） • Em= nBSω . • 4、按正弦规律变化的电流叫正弦式交变电流
交变电流-知识点总结
已经将文本间距加为24磅,第17章:交变电流一, 知识网络二, 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, 简称沟通。
如图17-1所示（b ）, （c ）, （e ）所示电流都属于沟通, 其中按正弦规律变化的沟通叫正弦沟通。
如图（b ）所示。
而（a ）, (d)为直流其中（a ）为恒定电流。
（二）, 正弦沟通的产生及变化规律。
(1), 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, 线圈中产生的沟通是随时间按正弦规律变化的。
即正弦沟通。
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 描 述瞬时值: I=I m sin ωt 峰值:I m = nsB ω/R 有效值:2/m I I 周期和频率的关系:T=1/f 图像：正弦曲线电感对交变电流的作用：通直流, 阻沟通，通低频, 阻高频 应用 交变电流 电容对交变电流的作用：通沟通, 阻直流，通高频, 阻低频 变压器 变流比： 电能的输送原理：电磁感应 变压比：U 1/U 2=n 1/n 2 只有一个副线圈：I 1/I 2=n 2/n 1 有多个副线圈：I 1n 1= I 2n 2= I 3n 3=…… 功率损失： 电压损失： 远距离输电方式：高压输电(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, 则e=NBS ωsin ωt 。
用ε表示峰值NBS ω则e=εsin ωt 在纯电阻电路中,电流I=sin ωt=Isin ωt, 电压u=Usin ωt 。
2, 表征交变电流大小物理量(1)瞬时值: 对应某一时刻的沟通的值 用小写字母x 表示, e i u(2)峰值：即最大的瞬时值。
大写字母表示, Um Ｉm εmεm = nsB ωＩm =εm / R留意: 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时, 所产生感应电动势的峰值为ε=NBS ω, 即仅由匝数N, 线圈面积S, 磁感强度B 和角速度ω四个量确定。
第3章 交变电流章末小结
[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
[例证2]
一个面积为S的矩形线圈
在匀强磁场中以一边为轴匀速转动，磁 场方向与转轴垂直。线圈中感应电动势 e与时间t的关系如图3－2所示，感应电
图3－2
动势最大值和周期可由图中读出，则磁感应强度是多少？ T 当 t＝ 时，线圈平面与磁感线的夹角等于多少？ 12
(3)0.13 J
(4)0.04 C
点 击 下 图 进 入
专题一
交变电流的“四值”对比分析
物理含义 瞬时
重要关系
适用情况 计算线圈某时刻
交变电流某一 e＝Emsinωt；
值
时刻的值
i＝Imsinωt
Em＝nBSω；
的受力情况
讨论电容器的击
峰值Βιβλιοθήκη 最大的瞬时值 I ＝ Em m R＋ r
穿电压
物理含义
重要关系
适用情况
①计算与电流热效应相关的量
有 跟交变电流的 (如求电功、电功率、电热等)。 ②交流电表的测量值。 U ＝ U / 2 ； m 效 热效应等效的 ③电气设备所标注的额定电压、 值 恒定电流的值 I＝Im/ 2 额定电流。 ④保险丝的熔断电流
答案：C
2．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流，从
中性面开始转动180°的过程中，平均感应电动势和最大感 应电动势之比为 A．2∶π C．2π∶1 B．π∶2 D．无法确定 ( )
ΔΦ 解析：转动 180° 过程中，平均感应电动势由 E＝ 计算， Δt 2BS 2BSω 得E＝ ＝ ，最大值 Em＝BSω，二者之比为 2∶π。 1 2π π · 2 ω
交变电流章末总结课件
.通
过升压变压器升压后输出电压U′＝
n2 n1
U，降压变压器获得电压为U′－I1·2R＝
n2 n1
U－I1·2R，灯泡L1两端电压为
n2 n1
U－I1·2R
n4 n3
，则通过灯泡L1的电流为
nn21U－I1·2Rnn43 RL
.
故由变压器电流变化规律得I1＝nn21U－RIL1·2Rnn43nn43.
(5)输电导线上损耗的电功率： P损＝P2－P3＝I2线R线＝UR线2线＝U线I线． (6)输电导线上的电压损失： U线＝I线·R线＝U2－U3.
3．处理思路 (1)根据具体问题画出输电线路示意图． (2)研究三个回路，分析其中的已知量、可求量、待求量． (3)研究两个变压器，分析其中的已知量、可求量、待求量． (4)确定求解思路，根据回路及变压器上的电压、电流、功率关系列式求解．
3．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正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是U＝
1 2
Em，I＝
1 2
Im.对于非正弦交变电流的有效值，以上关系不成立，应根据定义来
求．通常所说的交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值．用
(2)在线圈由图示位置匀速转动90°角的过程中，用有效值计算R产生的热量．
Q＝I2RT4，其中I＝
Im ＝ 22
n2BLR2＋ω r，T＝2ωπ
Q＝I2RT4＝n126B2RL＋4ωrR2π.
(3)在转过90°角的过程中感应电动势的平均值为
E ＝nΔΔΦt .
通过R的电荷量： ΔΦ
q＝ I ·Δt＝R＋E r·Δt＝nR·＋Δtr·Δt＝nR·＋ΔΦr＝2nRB＋L2r.
高中物理交变电流——知识点总结及五年真题详解
交变电流、电磁学第一部分（理论知识点、重点）一、知识网络二、重、难点知识归纳1．交变电流产生(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描 述瞬时值:I=I m sin ωt 峰值:I m = nsB ω/R有效值:2/m I I = 周期和频率的关系:T=1/f 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、阻高频应用交变电流电容对交变电流的作用：通交流、阻直流，通高频、阻低频 变压器变流比：电能的输送原理：电磁感应 变压比：U 1/U 2=n 1/n 2只有一个副线圈：I 1/I 2=n 2/n 1有多个副线圈：I 1n 1= I 2n 2= I 3n 3=……功率损失：线损R UP （P 2= 电压损失：线损R UPU =远距离输电方式：高压输电交流。
如图（b ）所示。
而（a ）、(d)为直流其中（a ）为恒定电流。
（二）、正弦交流的产生及变化规律。
(1)、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，则e=NBS ωsin ωt 。
用εm表示峰值NBS ω则e=εm sinωt 在纯电阻电路中,电流I=RR e mε=sin ωt=I m sin ωt ，电压u=U m sin ωt 。
2、表征交变电流大小物理量(1)瞬时值：对应某一时刻的交流的值 用小写字母x 表示，e i u (2)峰值：即最大的瞬时值。
大写字母表示，U m Ｉm εmεm = nsB ωＩm =εm / R注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为εm =NBS ω，即仅由匝数N ，线圈面积S ，磁感强度B 和角速度ω四个量决定。
高中物理交变电流知识点归纳
交变电流一．交流电：大小和方向都随时间作周期性变化的电流,叫做交变电流;其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流电;如图所示b 、c 、e 所示电流都属于交流电,其中图b 是正弦交流电;而a 、d 为直流,其中a 为恒定电流;本章研究对象都是交流电;二．正弦交流电的变化规律正弦交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动;电动势的产生：ab bc cd da 四条边都会切割磁感线产生感生电动势ab cd 边在任意时刻运动方向相同,电流方向相反,电动势会抵消； bc da 边在任意时刻运动方向相反,电流方向相反,电动势会叠加 ③任意时刻t,线圈从中性面转过角度θ=ω·t三．正弦式交变电流的变化规律线圈在中性面位置开始计时函数图象磁通量 Φ＝Φm cos ωt ＝BS cos ωt电动势 e ＝E m sin ωt ＝nBSωsin ωt 电压 u ＝U m sin ωt ＝错误!sin ωt 电流i ＝I m sin ωt ＝错误!sin ωtωt 是从该位置经t 时间线框转过的角度也是线速度V 与磁感应强度B 的夹角,同时还是线框面与中性面的夹角当从平行B 位置开始计时：则：E=εm cosωt , I ＝I m cosωt 此时V 、B 间夹角为π/2一ωt ． 对于单匝矩形线圈来说E m =2Blv =BSω； 对于n 匝面积为S 的线圈来说E m =nBSω;感应电动势的峰值仅由匝数N,线圈面积S,磁感强度B 和角速度ω四个量决定;与轴的具体位置,线圈的形状及线圈是否闭合无关; 四．几个物理量1．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;t=0 1 此位置过线框的磁通量最多．此位置不切割磁感线2此位置磁通量的变化率为零斜率判断．无感应电动势;E=εm sinωt=0,I ＝iotiotiot iotiot图151(a d ))(b ()c ()d ()e 俯视图I m sinωt=03此位置是电流方向发生变化的位置,具体对应图中的t 2,t 4时刻,因而交流电完成一次全变化中线框两次过中性面,电流的方向改变两次,频率为50Hz 的交流电每秒方向改变100次． 2．交变电流的最大值：1ω是匀速转动的角速度,其单位一定为弧度／秒,2最大值对应的位置与中性面垂直,即线框面与磁感应强度B 平行． 3最大值对应图中的t 1、t 3时刻,每周中出现两次．3．瞬时值E=εm sinωt, I ＝I m sinωt 代入时间即可求出．不过写瞬时值时,不要忘记写单位,4．有效值：为了度量交流电做功情况人们引入有效值,它是根据电流的热效应而定的．就是分别用交流电,直流电通过相同阻值的电阻,在相同时间内产生的热量相同,则直流电的值为交流电的有效值．1正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε=2m ε I=2m I U=2m U ;注意：非正弦或余弦交流无此关系,但可按有效值的定义进行推导; 2伏特表与安培表读数为有效值．对于交流电若没有特殊说明的均指有效值;3用电器铭牌上标明的额定电压、额定电流值是指有效值． 4保险丝的熔断电流指的是有效值 例如生活中用的市电电压为220V ,其最大值为2202V=311V有时写为310V ,频率为50HZ,所以其电压即时值的表达式为u=311sin314t V;峰值、有效值、平均值在应用上的区别;峰值是交流变化中的某一瞬时值,对纯电阻电路来说,没有什么应用意义;若对含电容电路,在判断电容器是否会被击穿时,则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值;对正弦交流电,其正半周或负半周的平均电动势大小为πωεnBs T Bs n 222=⋅=,为峰值的2/π倍;而一周期内的平均感应电动势却为零;在计算交流通过电阻产生的热功率时,只能用有效值,而不能用平均值;在计算通过导体的电量时,只能用平均值,而不能用有效值; 5．周期与频率：表征交变电流变化快慢的物理量,交流电完成一次全变化的时间为周期；每秒钟完成全变化的次数叫交流电的频率．单位1/秒为赫兹Hz ． 角速度、频率、周期的关系ω=2πf=Tπ2 五．交流电的相关计算从中性面开始转动线圈平面跟磁感线平行时1在研究电容器的耐压值时只能用峰值．2在研究交变电流做功、电功率及产生热量时,只能用有效值． 3在研究交变电流通过导体截面电量时,只能用平均值． 4在研究某一时刻线圈受到的电磁力矩时,只能用瞬时值．疑难辨析交流电的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的变化率成正比;当线圈在匀强磁场中匀速转动时,线圈磁通量也是按正弦或余弦规律变化的;若从中性面开始计时,t=0时,磁通量最大,φ应为余弦函数,此刻变化率为零切线斜率为零,t=4T时,磁通量为零,此刻变化率最大切线斜率最大,因此从中性面开始计时,感应电动势的瞬时表达式是正弦函数,如图所示分别是φ=φm cos ωt 和e=εm sin ωt;从图象中我们可以看到,φ和e 其中一个取最大值的时候,另一个必定为0;一、关于交流电的变化规律例1如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0．5T,边长L=10cm 的正方形线圈abcd 共100匝,线圈电阻r ＝1Ω,线圈绕垂直与磁感线的对称轴OO /匀速转动,角速度为ω＝2πrad ／s,外电路电阻R ＝4Ω,求： 1转动过程中感应电动势的最大值．2由图示位置线圈平面与磁感线平行转过600时的即时感应电动势． 3由图示位置转过600角时的过程中产生的平均感应电动势． 4交流电电表的示数． 5转动一周外力做的功． 661周期内通过R 的电量为多少 解析： ΔΦ=BS sinωt ω=2π/T=θ/Δt1感应电动势的最大值,εm ＝NBωS ＝100×0．5×0．12×2πV=3．14V 2转过600时的瞬时感应电动势：e ＝εm cos600=3．14×0．5 V ＝1．57 V 3通过600角过程中产生的平均感应电动势：ε=NΔΦ/Δt=2．6V4电压表示数为外电路电压的有效值： U=r R +ε·R ＝2143⋅×54=1．78 V5转动一周所做的功等于电流产生的热量 W ＝Q ＝2mε2R 十r·T ＝0．99J661周期内通过电阻R 的电量Q ＝I ·61T ＝R ε61T ＝()6/60sin 0r R T NBS +＝0．0866 C例 2 交流发电机在工作时产生的电压流表示式为sin m u U t ω=,保持其他条件不变,使该线圈的转速和匝数同时增加一倍,则此时电压流的变化规律变为A ．2sin 2m U t ωB ．4sin 2m U t ωC ．2sin m U t ωD ．sin m U t ω二、表征交流电的物理量例3. 交流发电机的转子由B 平行S 的位置开始匀速转动,与它并联的电压表的示数为,那么当线圈转过30°时交流电压的即时值为______V;例4. 右图为一交流随时间变化的图像,求此交流的有效值;答案 I=5A例5.交流发电机转子有n 匝线圈,每匝线圈所围面积为S ,匀强磁场的磁感应强度为B ,匀速转动的角速度为ω,线圈内电阻为r ,外电路电阻为R ;当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中,求：⑴通过R 的电荷量q 为多少⑵R 上产生电热Q R 为多少⑶外力做的功W 为多少 分析：⑴由电流的定义,计算电荷量应该用平均值：即()()r R nBSq r R t nBS r R t n r R E I t I q +=∴+=+∆Φ=+==,,而,这里电流和电动势都必须要用平均值．．．,．不能用有．．．．效值、最大值或瞬时值．．．．．．．．．．;⑵求电热应该用有效值．．．,先求总电热Q ,再按照内外电阻之比求R 上产生的电热Q R这里的电流必须要用有效值,不能用平均值、最大值或瞬时值;⑶根据能量守恒,外力做功的过程是机械能向电能转化的过程,．电流通过电阻．．．．．．,．又将电能转化为内能．．．．．．．．．,．即．放出电热．．．．;因此W =一定要学会用能量转化和守恒定律来分析功和能; 感抗与容抗1.电感对交变电流的阻碍作用电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗X L 来表示：X L =2πf L此式表明线圈的自感系数越大,交变电流的频率越高,电感对交变电流的作用就越大,感抗也就越大;自感系数很大的线圈有通直流、阻交流的作用,自感系数较小的线圈有通低频、阻高频的作用. 2.电容器对交变电流的阻碍作用电容器对交变电流的阻碍作用的大小用容抗X C 此式表明电容器的电容越大,交变电流的频率越高,电容对电流的阻碍作用越小,容抗也就越小;由于电容大的电容器对频率高的交流电流有很好的通过作用,因而可以做成高频旁路电容器,通高频、阻低频；利用电容器对直流的阻止作用,可以做成隔直电容器,通交流、阻直流;1、粒子在电场磁场中运动例6如图所示,两块水平放置的平行金属板板长L = ,板距为d = 30cm ,两板间有B=、垂直于纸面向里的匀强磁场,在两板上加如图所示的脉动电压;在t = 0 时,质量为m = 2×10-15 Kg、电量为q = 1×10-10C的正离子,以速度v0 = 4×103m/s从两板中间水平射入,试问：1粒子在板间作什么运动画出其轨迹;2粒子在场区运动的时间是多少答案1在第一个10-4s内离子作匀速直线运动;在第二个10 - 4s内作匀速圆周运动易知以后重复上述运动;2×10-4 s2、电感和电容对交流电的作用例7 一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接,一块铁插进线圈之后,该灯将：A．变亮B．变暗C．对灯没影响D．无法判断例8如图所示电路中,三只电灯的亮度相同,如果交流电的频率增大,三盏电灯的亮度将如何改变为什么解析：当交变电流的频率增大时,线圈对交变电流的阻碍作用增大,通过灯泡L1的电流将因此而减小,所以灯泡L1的亮度将变暗；而电容对交变电流的阻碍作用则随交变电流频率的增大而减小,即流过灯泡L2的电流增大,所以灯泡L2的亮度将变亮.由于电阻的大小与交变电流的频率无关,流过灯泡L3的电流不变,因此其亮度也不变;例9如图,线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小,此电路作用是：A.阻直流通交流,输出交流B.阻交流通直流,输出直流C.阻低频通高频,输出高频电流D.阻高频通低频,输出低频和直流解析：线圈具有通直流和阻交流以及通低频和阻高频的作用,将线圈串联在电路中,如果自自系数很小,那么它的主要功能就是通直流通低频阻高频;电容器具有通交流和阻直流以及通高频和阻低频的作用,将电容器并联在L之后的电路中;将电流中的高频成分通过C,而直流或低频成份被阻止或阻碍,这样输出端就只有直流或低频电流了,答案D例10“二分频”,音箱内有两个不同口径的扬声器,它们的固有频率分别处于高音、低音频段,分别称为高音扬声器和低音扬声器．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、低频段分离出来,送往相应的扬声器,以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动．图为音箱的电路图,高、低频混合电流由a、b端输入,L1和L2是线圈,C1和C2是电容器,则A.甲扬声器是高音扬声器B. C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器C. L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D. L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流解析：线圈作用是“通直流,阻交流；通低频,阻高频”．电容的作用是“通交流、隔直流；通高频、阻低频”．高频成分将通过C2到乙,故乙是高音扬声器．低频成分通过石到甲．故甲是低音扬声器.L1的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器．变压器、电能输送一、变压器1．理想变压器的构造、作用、原理及特征构造：两组线圈原、副线圈绕在同一个闭合铁芯上构成变压器． 作用：在输送电能的过程中改变电压． 原理：电磁感应现象．2．理想变压器的理想化条件及其规律．理想变压器的基本关系式中,电压和电流均为有效值;在理想变压器的原线圈两端加交变电压U 1后,由于电磁感应的原因,原、副线圈中都将产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律有：t n E ∆∆Φ=111,tn E ∆∆Φ=222忽略原、副线圈内阻,有 U 1＝E 1 , U 2＝E 2另外,考虑到铁芯的导磁作用而且忽略漏磁,即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等,于是又有21∆Φ=∆Φ由此便可得理想变压器的电压变化规律为2121n n U U = 在此基础上再忽略变压器自身的能量损失一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分,分别俗称为“铜损”和“铁损”,有P 1=P 2 而P 1=I 1U 1 P 2=I 2U 2于是又得理想变压器的电流变化规律为12212211,n n I I I U I U == 由此可见：1理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压,忽略原、副线圈磁通量的差别,忽略变压器自身的能量损耗实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因数的差别．2理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想条件下的新的表现形式．3、特殊变压器模型4、规律小结1熟记两个基本公式：① 2121n n U U = ②P 入=P 出,即无论有几个副线圈在工作,变压器的输入功率总等于所有输出功率之和;2原副线圈中过每匝线圈通量的变化率相等．3原副线圈中电流变化规律一样,电流的周期频率一样 4需要特别引起注意的是：①只有当变压器只有一个副线圈工作时．．．．．．．．．．,才有：12212211,n n I I I U I U == ②变压器的输入功率由输出功率决定．．．．．．．．．．．,往往用到：R n U n =I U =P 1/211211⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛,即在输入电压确定以后,输入功率和原线圈电压与副线圈匝数的平方成正比,与原线圈匝数的平方成反比,与副线圈电路的电阻值成反比;式中的R 表示负载电阻的阻值．．．．．．．,而不是“负载．．”;“负载”表示副线圈所接的用电器的实际功率;实际上,R ．越大．．,．负载．．越小；．．．R ．越小．．,．负载越大．．．．;负载的大小指的是输出功率的大小;图16-A5Ua b c d当变压器原副线圈匝数比确定以后,其输出电压U 2是由输入电压U 1决定的即U 2=12n n U 1 ;若副线圈上没有负载,副线圈电流为零输出功率为零,则输入功率为零,原线圈电流也为零;只有副线圈接入一定负载,有了一定的电流,即有了一定的输出功率,原线圈上才有了相应的电流,同时有了相等的输入功率,P 入=P 出因此,变压器上的电压是由原线圈决定的,而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的;5当副线圈中有二个以上线圈同时工作时,U 1∶U 2∶U 3=n 1∶n 2∶n 3,但电流不可21I I =12n n ,此情况必须用原副线圈功率相等来求电流．6变压器可以使输出电压升高或降低,但不可能使输出功率变大．假若是理想变压器．输出功率也不可能减少．7通常说的增大输出端负载,可理解为负载电阻减小；同理加大负载电阻可理解为降低输出功率．例11如图所示,通过降压变压器将220 V 交流电降为36V 供两灯使用,降为24V 供仪器中的加热电炉使用．如果变压器为理想变压器．求： 1若n 3＝96匝,n 2的匝数；2先合上K 1、K 3,再合上K 2时,各电表读数的变化；3若断开K 3时A 1读数减少220 mA,此时加热电炉的功率； 4当K 1、K 2、K 3全部断开时,A 2、V 的读数．例12如图所示,一理想变压器原线圈、副线圈匝数比为3：1,副线圈接三个相同的灯泡,均能正常发光,若在原线圈再串一相同的灯泡L ,则电源有效值不变 A 、灯L 与三灯亮度相同 B 、灯L 比三灯都暗 C 、灯L 将会被烧坏 D 、无法判断其亮度情况例13如图17-8所示,变压器输入 交变电压U 一定,两个副线圈的匝数为n2和n3,当把一电阻先后接在a,b 间和c,d 间时,安培表的示数分别为I 和I ’,则I ：I ’为A .n 22:n 32 B .2n : 3nC . n 2 :n 3D . n 32 :n 22例14如图所示为一理想变压器,K 为单刀双掷开关,P 为滑动变阻器的滑动触头,U 1为加在原线圈两端的电压,I 1为原线圈中的电流强度,则 A ．保持U 1及P 的位置不变,K 由a 合到b 时,I 1将增大B ．保持P 的位置及U 1不变,K 由b 合到a 时,R 消耗的功率减小C ．保持U 1不变,K 合在a 处,使P 上滑,I 1将增大D ．保持P 的位置不变,K 合在a 处,若U 1增大,I 1将增大 二、电能输送1．电路中电能损失P 耗=I2R=2P R U ⎛⎫⎪⎝⎭,切不可用U 2/R 来算,当用U 2/R 计算时,U 表示的是降在导线上的电压,不是指的输电电压; 2．远距离输电;输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．;分析和计算时都必须用r I U r I P r r r r ==,2,而不能用r =P Ur 2;第12题L特别重要的是要求会分析输电线上的功率损失12111US L ρU P =P 'r ∝⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛,由此得出结论：减少输电线功率损失的途径是提高输电电压或增大输电导线的横截面积,现实面前,选择前者;例15有一台内阻为lΩ的发电机,供给一个学校照明用电,如图所示．升压变压器匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线的总电阻R=4Ω,全校共22个班,每班有“220 V,40W”灯6盏．若保证全部电灯正常发光,则：l 发电机输出功率多大 2发电机电动势多大3输电线上损耗的电功率多大 4输电效率是多少5若使用灯数减半并正常发光发电机输出功率是否减半．解析：题中未加特别说明,变压器即视为理想变压器,由于发电机至升压变压器及降压变压器至学校间距离较短,不必考虑该两部分输电导线上的功率损耗．发电机的电动势ε,一部分降在电源内阻上．即I l r,另一部分为发电机的路端电压U 1,升压变压器副线圈电压U 2的一部分降在输电线上,即I 2R,其余的就是降压变压器原线圈电压U 2,而U 3应为灯的额定电压U 额,具体计算由用户向前递推即可． 1对降压变压器： U /2I 2=U 3I 3＝nP 灯=22×6×40 W=5280w 而U /2＝4U 3＝880 V ,所以I 2=nP 灯/U /2=5280/880=6A对升压变压器： U l I l =U 2I 2=I 22R ＋U /2I 2＝62×4＋5280＝5424 W, 所以 P 出=5424 W ． 2因为 U 2＝U /2＋I 2R ＝880＋6×4＝904V , 所以 U 1=U 2=×904＝226 V又因为U l I l =U 2I 2,所以I l =U 2I 2/U l =4I 2=24 A, 所以 ε＝U 1＋I 1r 1=226＋24×1＝250 V ．⑶输电线上损耗的电功率P R =I R 2R =144W 4η＝P 有用/P 出×100％=54245280×100%=97％5电灯减少一半时,n /P 灯=2640 W,I /2＝n /P 灯/U 2＝2640/880=3 A ． 所以P /出=n /P 灯十I /22R=2640＋32×4＝2676w发电机的输出功率减少一半还要多,因输电线上的电流减少一半,输电线上电功率的损失减少到原来的1/4;说明：对变电过程较复杂的输配电问题,应按照顺序,分步推进．或按“发电一一升压——输电线——降压—一用电器”的顺序,或从“用电器”倒推到“发电”一步一步进行分析．注意升压变压器到线圈中的电流、输电线上的电流、降压变压器原线圈中的电流三者相等． 远距离输电例16 远距离输送一定功率的交流电,若输送电压提高到n 倍,则A 、输电线上的电压损失减少到原来的n-1/n 倍B 、输电线上的电能损失不变C 、输电线上的电能损失减少到原来的n 2-1/n 2D 、每根输电线上的电压损失减少到原来的1/n 例17发电机输出功率为100 kW,输出电压是250 V ,用户需要的电压是220 V ,输电线电阻为10 Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%,试求：1在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比. 2用户得到的电功率是多少2016交变电流高考真题1. 一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻12R R 、和3R 的阻值分别是31ΩΩ、和4Ω,错误!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. 52. 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 3. 如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表;下列说法正确的是A 、当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时,1R 消耗的功率变大B 、当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时,电压表V 示数变大C 、 当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时,电流表1A 示数变大D 、若闭合开关S,则电流表1A 示数变大,2A 示数变大4. 接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L 供电,如果将原、副线圈减少相同匝数,其它条件不变,则A ．小灯泡变亮B ．小灯泡变暗C ．原、副线圈两端电压的比值不变D ．通过原、副线圈电流的比值不变5. 图a 所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为4:1,R T 为阻值随温度升高而减小的热敏电阻,R 1为定值电阻,电压表和电流表均为理想交流电表;原线圈所接电压u 随时间t 按正弦规律变化,如图b 所示;下列说法正确的是A ．变压器输入、输出功率之比为4:1B ．变压器原、副线圈中的电流强度之比为1:4C ．u 随t 变化的规律为51sin(50π)u t =国际 单位制D ．若热敏电阻R T 的温度升高,则电压表的示数不变,电流表的示数变大2015交变电流高考真题1. 小型手摇发电机线圈共N 匝,每匝可简化为矩形线圈abcd ,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO ′,线圈绕OO ′匀速转动,如图所示;矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0,不计线圈电阻,则发电机输出电压 A ．峰值是e 0 B ．峰值是2e 0C ．有效值是022Ne D ．有效值是02Ne2. 图示电路中,变压器为理想变压器,a 、b 接在电压有效值不变的交流电源两端,R 0为定值电阻,R 为滑动变阻器;现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置,观察到电流表A 1的示数增大了,电流表A 2的示数增大了;则下列说法正确的是 A ．电压表V 1示数增大B ．电压表V 2、V 3示数均增大C ．该变压器起升压作用D ．变阻器滑片是沿c d →的方向滑动3. 如图,一理想变压器原、副线圈匝数比为4:1,原线圈与一可变电阻串联后,接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R 0,负载电阻的阻值R =11R 0,是理想电压表；现将负载电阻的阻值减小为R =5R 0,保持变压器输入电流不变,此时电压表读数为,则A.此时原线圈两端电压的最大值约为34VB.此时原线圈两端电压的最大值约为24VC.原线圈两端原来的电压有效值约为68VD.原线圈两端原来的电压有效值约为48V4. 理想变压器的原、副线圈的匝数比为 3 ：1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接有电压为220V 的正弦交流电源上,如图所示,设副线圈回路中电阻两端的电压为U ,原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为k,则A. U=66V,k=1/9B. U=22V,k=1/9C. U=66V,k=1/3D. U=22V,k=1/35． 远距离输电如下图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为n 1 、n 2 ;在T 的原线圈两端接入一电压sin m u U t ω=的交流电源,若输送电功率为P ,输电线的总电阻为2r ,不考虑其它因素影响,则输电线上损失的电功率为。
同步备课套餐之物理粤教版选修32课件：第2章交变电流 章末总结
Q＝I2RT＝n2B2(LR1＋2Lr2)22ωRπ.
二、含变压器电路的动态分析
解答这类问题首先是分清变量和不变量，然后结合变压器的基本规律和 欧姆定律分析相关量的变化情况. (1)理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出而入”即输出功 率决定输入功率. (2)可以把理想变压器的副线圈看做给用户供电的无阻电源，可以参照直 流电路动态分析的方法，分析负载电路的动态变化.
例1 图1为一个小型旋转电枢式交流发电机结构示意图，其矩形线圈的长 度为L1，宽度为L2，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接 有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场 中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速运动，沿转轴OO′方向看去，线 圈沿逆时针方向转动，t＝0时刻线圈平面与磁感线垂直. (1)求线圈经过图示位置时，通过电阻R的感应电流的方向.
特别注意以升压变压器的副线圈、输电线、降压变压器的原线圈组成的
回路，在此回路中利用电路知识分析电压关系和功率关系.
例3 交流发电机两端电压是220 V，输出功率为4 400 W，输电导线总电 阻为2 Ω.试求： (1)用户得到的电压和功率各多大？输电损失功率多大？ 答案 180 V 3 600 W 800 W
2
题型探究
一、交变电流“四值”的计算和应用
1.峰值：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴旋转时所产生的交变电
流的最大值，Em＝nBSω. 2.瞬时值：线圈在匀强磁场中转动，从中性面开始计时，电动势的瞬
时值表达式为e＝nBSωsin ωt.
3.有效值：反映交变电流产生热效应的平均效果，正(或余)弦式交变电 流的有效值与最大值之间的关系是E＝Em2. 4.平均值：指在一段时间内产生的电压(电流)的平均值，其数值由法拉 第电磁感应定律求出，即 E ＝nΔΔΦt .
高中物理-交变电流-知识点归纳
.交流电:大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。
其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流电。
如图所示（b ）、（ c ）、（ e ）所示电流都属于交流电，其中图（ b ）是正弦交流电。
而（a ）、（d ）为直流,其中（a ）为恒定电流。
本章研究对象都是交流电。
电动势的产生：ab bc cd da 四条边都会切割磁感线产生感生电动势ab cd 边在任意时刻运动方向相同，电流方向相反，电动势会抵消； bc da 边在任意时刻运动方向相反，电流方向相反，电动势会叠加O/ = 0时刻.中性面（E 血 有盂康）2 = 0+0 = 0〕0 = Bly - v + Ef ] • v = 2.^^ ■ tzr ■—=吕―at =③任意时刻t ,线圈从中性面转过角度Bte =抚!v 丄 x 2 = 2瑰]v sin & = 28^ ■ ® - — - sin & = Eg® sin 0=阳欽曲（也0旧艺交流电交变电流1oij/Ftot/L1 /t二•正弦交流电的变化规律正弦交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。
图1(b )(a )i(e)函数图象磁通量0=① m C0S3t=BScos3te 电n电动势e= E m sin 3t =n BSwsi n 3t—电压u= U m Si n3tRE m .—c sin 3t R+ rV -■电流i —I m Si n wtE m=c sin 3t R+ r-/J3t是从该位置经t时间线框转过的角度也是线速度V与磁感应强度B的夹角，同时还是线框面与中性面的夹角当从平行B位置开始计时：则：E= a m COS w,t I = I m COS 3此时V、B间夹角为(n /一3 t . 对于单匝矩形线圈来说E m=2Blv=BS3；对于n匝面积为S的线圈来说E m=nBS3。
感应电动势的峰值仅由匝数N，线圈面积S,磁感强度B和角速度3四个量决定。
第五章 章末整合
解：(1)质量为 m 的水从水轮机流入与流出时，减少的机械 能 1 2 1 2 ΔE＝ mv1－ mv ＋mgh 2 2 根据题意可知：0.2ΔE＝cmΔt 联立以上各式，可得：Δt＝9.5×10
－4
℃.
(2)时间 t 内流入水轮机水的质量：m＝ρQt 75%ΔE 发电机输出的功率：P＝ ×80%＝12 kW. t (3)输电线路如图 5－5 所示， 输电线中的电流为 I2， 则根据 I2 2R＝5%P 可得：I2＝6 A
4．平均值( E ) ΔΦ 交流电的平均值应根据 E ＝n 求解．在计算交流电路中 Δt 通过某段导体的电荷量时，应用平均值计算，即 Q＝ I t.
【例 2】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，线圈中产生的交流电动势 e 随时间 t 变 ) 化的情况如图 5－3 所示．下列说法中正确的是(
图 5－9 A．周期是 0.01 s B．最大值是 311 V
C．有效值是 220 V
D．表达式为 U＝220sin 100πt V
Um 解析：由图知：最大值 Um＝311 V 有效值 U＝ ＝220 V， 2 周期 T＝0.02 s 表达式 u＝311sin 100πt V.
答案：BC
5．(双选，2010 年全国卷Ⅱ)图 5－10 中为一理想变压器， 其原线圈与一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 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
交变电流总结
(3)负载制约：①变压器副线圈中的功率P2由 用户负载决定，P2＝P负1＋P负2＋…；
②变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压
U2决定，即I2＝P2/U2； (4)动态分析问题的思路程序可表示为：
(双选)(2012· 昆明高二检测)如图所示，理想变 压器初级线圈接一交变电流，交变电流的电压
有效值恒定不变，导线电阻不计．则下列说法
拨向3时，n2减小，分析知电流表示数减小，B 正确；S3闭合与否，不会改变R2两端的电压， C错；将R3的滑动触头上移，R3的阻值增大， 总电阻增大，输出功率减小，输入功率也随之
减小，D正确．
【答案】
BD 处理这类动态变化问题的关
【规律方法】
键是要搞清哪些是变量，哪些是不变量，明
确各量之间的联系和制约关系．
中正确的是( )
A．只将S1从2拨向1时，电流表示数变小 B．只将S2从4拨向3时，电流表示数变小
C．只将S3从闭合变为断开，电阻R2两端电压
增大
D．只将变阻器R3的滑动触头上移，变压器的
输入功率减小
【精讲精析】
将S1从2拨向1时，n1减小，故
U2增大，用电器消耗的功率增大，输入功率也
增大，故电流表示数增大，A错；同理将S2从4
交变电流总结
专题一
交变电流的变化规律及描述
1.正弦式电流的规律 (1)函数形式： 匝面积为 S 的线圈以角速度 N ω 转动，从某次经过中性面开始计时，则 e ＝nBSωsinωt，用 Em 表示峰值 nBSω，则 e e Em ＝Emsinωt，电流 i＝ ＝ sinωt. R R
(2)图象：正弦式电流的电动势、电流、电压
概念(或物理意义) 交变电流在一个周 峰值 期内所能达到的最 大值 和交变电流通过相 同阻值的电阻，在 相等时间内产生热 量相等的恒定电流 的值称为交变电流 的有效值
交变电流知识点总结
交变电流知识点总结交变电流是指电流的方向和大小以一定的周期性变化。
它的特点是正负交替的方向变化和大小的周期变化。
下面是交变电流的一些重要知识点的总结：1.交变电流的产生方式：交变电流可以通过交流发电机或者变压器产生。
交流发电机通过转动导致导线在磁场中产生感应电动势，从而产生交变电流。
变压器则通过电磁感应原理将交变电压转换为交变电流。
2.交变电流的频率和周期：交变电流的频率指的是单位时间内交变电流的正负周期数。
国际单位制中通常以赫兹（Hz）表示，1赫兹表示每秒一个周期。
常见的交流电网频率有50Hz和60Hz。
3. 交变电流的有效值和峰值：交变电流的有效值是指等效于这个交变电流在同样时间内连续直流电流产生的热功率。
有效值的计算公式为：Irms = Imax / √2，其中Irms为交变电流的有效值，Imax为交变电流的峰值。
交变电流的峰值则是指交流电流的最大值。
4.交变电流的波形表达：交变电流可以用正弦波、方波、三角波等进行表达。
其中使用正弦波最多，因为正弦波是一种很常见的自然现象，而且正弦波方便计算和分析。
5.交变电流的相位关系：交变电流中，不同电源之间的电流的相位差可以用角度或时间表示。
相位角度表示的范围是-180度到180度，相位时间表示的范围是0到360度。
相位关系是交流电路中非常重要的概念，因为它决定了电路元件之间的电流和电压关系。
6.交变电流的阻抗：阻抗是交流电路中电压和电流之间的复杂关系。
交变电流在电路中流动时会遇到电阻、电感和电容等元件，这些元件会导致电流的相位差和幅值的变化。
根据欧姆定律，交流电路中的整体阻抗可以用复数形式表示，即Z=R+jX，其中R是电阻，X是电抗。
7.交变电流的功率：在交流电路中，功率的计算较为复杂，需要考虑电压和电流之间的相位关系。
在纯阻性电路中，功率计算较为简单，可以直接使用P=VI。
在复杂的电路中，需要使用复功率的概念，即S=VI^*，其中VI^*表示电压和电流的复共轭。
高中物理交变电流知识点归纳
《交变电流》第一节交变电流的产生和描述【基本概念、规律】一、交变电流的产生和变化规律1．交变电流大小和方向随时间做周期性变化的电流．2．正弦交流电(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．(2)中性面①定义：与磁场方向垂直的平面．②特点：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零．线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次．(3)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线．二、描述交变电流的物理量1．交变电流的周期和频率的关系：T＝1 f.2．峰值和有效值(1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的最大值．(2)有效值：让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的有效值．(3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系I＝I m2，U＝U m2，E＝E m2.3．平均值：E＝n ΔΦΔt＝BL v.【重要考点归纳】考点一交变电流的变化规律1．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)2.(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.解决交变电流图象问题的三点注意(1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式，其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关．(2)注意峰值公式E m ＝nBSω中的S 为有效面积．(3)在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特征解．考点二 交流电有效值的求解 1．正弦式交流电有效值的求解 利用I ＝I m 2，U ＝U m 2，E ＝E m2计算． 2．非正弦式交流电有效值的求解交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算．注意“三同”：即“相同电阻”，“相同时间”内产生“相同热量”．计算时“相同时间”要取周期的整数倍，一般取一个周期．考点三 交变电流的“四值”的比较I ＝I m2 电压、额定电流 (4)保险丝的熔断电流 平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹面积与时间的比值E ＝ΔΦΔt I ＝ER ＋r计算通过电路截面的电荷量1.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路 (1)求出角速度ω，ω＝2πT＝2πf . (2)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． (3)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第二节 变压器 远距离输电【基本概念、规律】一、变压器原理1．工作原理：电磁感应的互感现象． 2．理想变压器的基本关系式 (1)功率关系：P 入＝P 出． (2)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2，若n 1>n 2，为降压变压器；若n 1<n 2，为升压变压器． (3)电流关系：只有一个副线圈时，I 1I 2＝n 2n 1；有多个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n . 二、远距离输电 1．输电线路(如图所示)2．输送电流 (1)I ＝P U .(2)I ＝U －U ′R .3．电压损失 (1)ΔU ＝U －U ′.(2)ΔU ＝IR . 4．功率损失 (1)ΔP ＝P －P ′.(2)ΔP ＝I 2R ＝⎝⎛⎭⎫P U 2R ＝ΔU2R. 【重要考点归纳】考点一 理想变压器原、副线圈关系的应用 1．基本关系(1)P 入＝P 出，(有多个副线圈时，P 1＝P 2＋P 3＋……) (2)U 1U 2＝n 1n 2，有多个副线圈时，仍然成立． (3)I 1I 2＝n 2n 1，电流与匝数成反比(只适合一个副线圈) n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋……(多个副线圈)(4)原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同． 2．制约关系(1)电压：副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定． (2)功率：原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定． (3)电流：原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定． 3.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U 1、U 2、I 1、I 2均为有效值． 考点二 理想变压器的动态分析 1.匝数比不变的情况(如图所示) (1)U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2可以得出不论负载电阻R 如何变化，U 2不变．(2)当负载电阻发生变化时，I 2变化，根据I 1I 2＝n 2n 1可以判断I 1的变化情况．(3)I 2变化引起P 2变化，根据P 1＝P 2，可以判断P 1的变化． 2.负载电阻不变的情况(如图所示) (1)U 1不变，n 1n 2发生变化，U 2变化．(2)R 不变，U 2变化，I 2发生变化． (3)根据P 2＝U 22R和P 1＝P 2，可以判断P 2变化时，P 1发生变化，U 1不变时，I 1发生变化．3.变压器动态分析的思路流程考点三 关于远距离输电问题的分析 1．远距离输电的处理思路对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析．2．远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)：(1)功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 损＋P 3. (2)电压、电流关系：U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线． (3)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线. (4)输电线上损耗的电功率： P 损＝I 线ΔU ＝I 2线R 线＝⎝⎛⎭⎫P 2U 22R 线．3.解决远距离输电问题应注意下列几点 (1)画出输电电路图．(2)注意升压变压器副线圈中的电流与降压变压器原线圈中的电流相等． (3)输电线长度等于距离的2倍． (4)计算线路功率损失一般用P 损＝I 2R 线．【思想方法与技巧】特殊变压器问题的求解一、自耦变压器高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用．分为：电压互感器和电流互感器，比较如下：电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接并联在高压电路中串联在大电流电路中副线圈的连接连接电压表连接电流表互感器的作用将高电压变为低电压将大电流变为小电流利用的公式U1U2＝n1n2I1n1＝I2n2三、多副线圈变压器对于副线圈有两个及以上的理想变压器，电压与匝数成正比是成立的，而电流与匝数成反比的规律不成立．但在任何情况下，电流关系都可以根据原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率即P入＝P出进行求解．实验十一传感器的简单使用一、实验目的1．了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性．2．学会传感器的简单使用．二、实验原理闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察．三、实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、温度计、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等．1．研究热敏电阻的热敏特性(1)将热敏电阻放入烧杯中的水中，测量水温和热敏电阻的阻值(如实验原理图甲所示)．(2)改变水的温度，多次测量水的温度和热敏电阻的阻值，记录在表格中．2．研究光敏电阻的光敏特性(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器连接好(如实验原理图乙所示)，其中多用电表置于“×100”挡．(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据．(3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录．(4)用手掌(或黑纸)遮光时，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录．一、数据处理1．热敏电阻的热敏特性(1)画图象在右图坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．(2)得结论热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大．2．光敏电阻的光敏特性(1)探规律根据记录数据定性分析光敏电阻的阻值与光照强度的关系．(2)得结论①光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小；②光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量．二、误差分析本实验误差主要来源于温度计和欧姆表的读数．三、注意事项1．在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温．2．光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少．3．欧姆表每次换挡后都要重新调零．。
高三物理总复习 第十章 章末整合
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第10章 章末整合
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A．V1 的示数保持 311V，V2 的示数减小 B．V1 的示数减小，V2 的示数减小 C．A1 的示数增大，A2 的示数增大 D．A1 的示数增大，A2 的示数减小
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[解析] 原线圈两端的电压不变，B 错．电表读数为交 流电的有效值， 原线圈电压最大值为 311V， 有效值为 220V， A 错．根据理想变压器的电压与匝数的关系，副线圈两端 的电压也不变．R2 处温度升高时，传感器 R2 电阻减小，则 副线圈电流增大，所以通过电阻 R3 上的电流将增大，电阻 R3 上的电压也将增大，则 V2 的示数减小，R1 两端的电压
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A．1 ∶ 2 C．1 ∶3
B．1 ∶2 D．1 ∶6
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[解析] 电功的计算要用有效值计算， 图甲中， 由有效 1 2 1 2 －2 2 值的定义得( ) R×2×10 ＋0＋( ) R×2×10 － 2 ＝ I 1 2 2 R×6×10－2，解得 I1＝ 3 A；图乙中，电流的大小不变， 3
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减小，A2 的示数减小．由理想变压器的电流与匝数的关系 可知，副线圈的电流增大，则原线圈中的输入电流增大， A1 的示数增大，故 C 错、D 正确．
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[答案] D
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高中物理交变电流知识点总结
交变电流知识点总结一、交变电流1泄义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流,称为交变电流，简称交流，用符号“X 表不。
2特点：电流方向随时间做周期性变化,是交流电最主要的特征,也是交流电与直流电最主要的区别。
3、正弦式交变电流交流电产生过程中的两个特殊位置4、描述交变电流的物理量4.1周期和频率（1）周期：交变电流完成一次周期性变化所需要的时间叫做交变电流的周期，用符号丁表示，其单位是秒（£）。
（2）频率：交变电流在Is内完成周期性变化的次数叫做交变电流的频率，用符号/表示，其单位是赫兹（Hz）。
有效值跟交变电流的热效应等效的恒左电流值EE = -^ = 0.707E m u=^ = 0.707t/m / = 4 =0.707772①计算与电流热效应相关的量（如功率、热量）②交流电表的测量值③电器设备标注的额左电压、额定电流④保险丝的熔断电流平均值交变电流图像中图线与时间轴所夹而积和时间的比值E = n -----Ar/= ER + r计算通过电路横截而的电荷量5、解题方法及技巧5.1正弦交变电流图像的信息获取'直接读取：最大值、周期'最大值T有效值周期T频率、角速度、转速瞬时值T线圈的位豊•5.2交变电流有效值的求解方法（1）对于按正（余）弦规律变化的电流，可利用交变电流的有效值与峰值的关系求解，即（2）对于非正（余）弦规律变化的电流，可从有效值的左义出发，由热效应的“三同原则” （同电阻.同时间.同热量）求解，一般选一个周期的时间计算。
5.3交变电流平均值和有效值的区別求一段时间内通过导体横截而的电荷量时要用平均值，q =「平均值的计算需用£ =—和"，切记^岁，平均值不等于有效值。
图像信息?间接获取、项目电感电容对电流的作用只对交变电流有阻碍作用直流电不能通过电容器，交变电流能通过电容器但有阻碍作用影响因素自感系数越大，交变电流的频率越高，阻碍作用就越大，即感抗越大电容越大，交变电流的频率越高，阻碍作用就越小，即容抗越小应用①低频扼流圈：通直流、阻交流②髙频扼流圈：通低频、阻髙频①隔直电容器：通交流、隔直流②旁路电容器：通高频、阻低频三、变压器和远距离输电1、变压器的构造如图甲所示为变压器的结构图，它是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
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(4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系
I==������m2 。
(5)平均值:交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值,
其数值可以用 ������ =nΔΔ������������
计算。
电感器对交变电流的阻碍作用 (1)感抗：电感器对交变电流_阻__碍__作用的大小。 (2)影响因素：线圈的自感系数越_大__，交流的频率越__高_，感 抗越大。 (3)感抗的应用
章末总结
知识梳理 -2-
一、正弦式交变电流的产生和变化规律 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 动时,可产生正弦式交变电流。
2.中性面及其特点。 (1)定义:与磁场方向 垂直 的平面。 (2)特点:
①线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量 最大 ,磁通量的变化
率为 零 ,感应电动势为 零 。
(3)设此交变电动势在一个周期内的有效值为
E′，由有效值的定义得
2 R
·
T2＝ER′2T 解得 E′＝E2m
故电流表的示数为 I＝ER′＝π22r2RnB.
【答案】
π4B2r4n (1) 8R
πBr2 (2) 2R
π2r2nB (3) 2R
考点探究二：电感、电容对交变电流的影响
(2016·杭二中期末)如图所示 ，把电阻 R、电感线圈 L、电 容器 C 并联接到某一交流电源上时，三只电流表的示数相
(2016·阜新高二检测)用一理想变压器给负载供电，变压器 输入端的电压不变，如图2-4所示．开始时开关S是断开 的．现将开关S闭合，则图中所有交流电表的示数以及输入 功率的变化情况是( )
电容器对交变电流的阻碍作用 (1)容抗：电容器对交变电流阻碍作用的大小。 (2)影响因素：电容器的电容越大___，交流的频率越高___，容抗 越小。 (3)作用：“通交___流，隔直___流；通高___频，阻低___频”。
1．输电线路与物理量基本关系 输电线路如图 26-9 所示：
2．基本关系 (1)功率关系： (2)电压关系： (3)电流关系： (4)输电电流： (5)输电线上损失：
图 26-9
P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3；
UU12＝nn12，UU34＝nn34，U2＝ΔU＋U3；
II21＝nn12，II43＝nn34，I2＝I3＝I 线；
I 线＝UP22； P 损＝I 线 ΔU＝I2线R 线．
考点探究一：正弦式交变电流的产生和变化规律
例题(多选)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 ()
(1)从图示位置起转过1/4转的时间内负载 电阻R上产生的热量； (2)从图示位置起转过1/4转的时间内通过 负载电阻R的电荷量； (3)电流表的示数.
【答案】
π4B2r4n (1) 8R
πBr2 (2) 2R
π2r2nB (3) 2R
【解析】 线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流． 此交变电动势的最大值为 Em＝BSω＝B·π2r2·2πn＝π2Bnr2.
同。若保持电源电压不变，而使交变电流的频率逐渐减小， 则三个电流表的示数I1、I2 、I3的大小关系是( )
答案 B
A.I1＝I2＝I3 C.I3>I1>I2
B.I2>I1>I3 D.I1>I2>I3
考点探究三：理想变压器的分析
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＝… 2．功率思路 理想变压器的输入、输出功率为 P 入＝P 出，即 P1＝P2；当变压器有多个副 线圈时，P1＝P2＋P3＋…
(1)在线圈从图示位置转过14转的时间内，电动势的有效值为
E＝
Em 2
＝
2π2Bnr2 2
电阻 R 上产生的热量 Q＝ER2·T4＝π4B8R2r4n.
(2)在线圈从图示位置转过14转的时间内，电动势的平均值为 E ＝ΔΔΦt .
通过
R
的电荷量
q＝
I
·Δt＝
E R
·Δt＝ΔRΦ＝π2BRr2.
Em2
答案:AC
A.电流表的示数为10 A
B.线圈转动的角速度为50 π rad/s
C.0.01 s时线圈平面与磁场方向平行
D.0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左
-6-
变式题 3 [2015·郑州模拟] 某研究小组成员设 计了一个如图 25-10 所示的电路，与定值电阻 R 并联 的电表是一个理想交流电压表，D 是理想二极管(它的 导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大)．在 A、 B 间加一交流电压，瞬时值的表达式为 u＝20 2sin 100πt(V)，则交流电压表示数为( )
②线圈转动一周, 2 次经过中性面,线圈每经过中性面一次,
电流的方向就改变一次。
2.交变电流的“四值”
-3-
(1)瞬时值:交变电流 某一时刻 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 最大值 。
(3)有效值:让交变电流与恒定电流分别通过相同的电阻,如果它
们在交变电流的一个周期内产生的热量 相等,则这个恒定电流I、 恒定电压U就是这个交变电流的有效值。
图 25-10 A．10 V B．20 V C．15 V D．14.1 V
D
(2016·宜春高二检测)如图2-1所示，一个半径为r的半圆形 线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直 于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B.M和N 是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的 电阻不计．求：
图2-3甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1， 电阻R＝20 Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双 掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关 系如图乙所示．现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光．下列 说法正确的是( )
【答案】 D
甲
乙
A．输入电压u的表达式u＝20√2sin(50πt)V B．只断开S2后，L1、L2均正常发光 C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大 D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W