交变电流复习课件
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2025届高考物理一轮复习课件：第1讲+交变电流的产生和描述+(1)
交变电流的产生和描述
1、交变电流有效值
i/A 5
交流电的有效值是根据电流的热效应规定的
遵循“三同原则”：同一个周期，同一个电阻， 相同的热量
0
t
-3
u U
m0
t
E
Em 2
0.707Em
I
Hale Waihona Puke Im 20.707Im
U
Um 2
0.707U m
直流（DC）电源有正负极，交流（AC)电源没有正负极
例1：如图所示的交变电流由正弦式交变电流的一半和反向脉冲电流组合而 成，则这种交变电流的有效值为（ C ）
⑤ 线圈中的感应电动势多大？
e
2BL1
L2 2
sin t
BS
sin t
t=0
A(
B) θ
v⊥
中性面
B
D(C)
交变电流的产生和描述
2、正弦交变电流的产生和变化规律
最大值（峰值）
Em nBS nm
Im
Em Rr
Um ImR
Φ＝Φmcos ωt
e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt
e NBS sin t e E m sin t
例2：在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd。线圈cd边沿竖 直方向且与磁场的右边界重合。线圈平面与磁场方向垂直。从t＝0时刻起， 线圈以恒定角速度ω绕cd边沿如图5所示方向转动，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变化关系图
象为（ B ）
C
最大值： 电容器的耐压值
平均值： 求通过的电荷量 q It
有效值：（1）求电功、电功率、电热、电热功率
1、交变电流有效值
i/A 5
交流电的有效值是根据电流的热效应规定的
遵循“三同原则”：同一个周期，同一个电阻， 相同的热量
0
t
-3
u U
m0
t
E
Em 2
0.707Em
I
Hale Waihona Puke Im 20.707Im
U
Um 2
0.707U m
直流（DC）电源有正负极，交流（AC)电源没有正负极
例1：如图所示的交变电流由正弦式交变电流的一半和反向脉冲电流组合而 成，则这种交变电流的有效值为（ C ）
⑤ 线圈中的感应电动势多大？
e
2BL1
L2 2
sin t
BS
sin t
t=0
A(
B) θ
v⊥
中性面
B
D(C)
交变电流的产生和描述
2、正弦交变电流的产生和变化规律
最大值（峰值）
Em nBS nm
Im
Em Rr
Um ImR
Φ＝Φmcos ωt
e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt
e NBS sin t e E m sin t
例2：在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd。线圈cd边沿竖 直方向且与磁场的右边界重合。线圈平面与磁场方向垂直。从t＝0时刻起， 线圈以恒定角速度ω绕cd边沿如图5所示方向转动，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变化关系图
象为（ B ）
C
最大值： 电容器的耐压值
平均值： 求通过的电荷量 q It
有效值：（1）求电功、电功率、电热、电热功率
高三第二轮复习——交变电流课件
t
2π T ω
。
ω f 2π
。
f 1。
T
3、初相角与相角
中性面：线圈在匀强磁场中旋转，当 线圈平面与磁感线垂直时，各边都不 切割磁感线，线圈中没有感应电动势， 这初个相位角φ置0 ：叫是做指在中初性始时面刻。线圈平面与中性面的夹角。
相角 : 0 t
4、有效值
交流电的有效值是根据电流的热效应耒 规定的，即在同一时间内，跟某一交流 电能使同一电阻产生相等热量的直流电 的数值，叫该交流的有效值。
(2)从图示位置转过90°的过程中，线圈中发生的磁通 量变化
=
BS，历时△t
=
4×61020s
1 8
s。因此，有
N NBS 20 0.2 0.2 0.28 8V
t t
(3)由于电流不是恒定电流，通电线圈所受安培力矩 受两个因素的影响：一是安培力随电流发生变化，一 是力臂随线圈的位置发生变化。
Q直 I 2 RT 0.02I 2 RJ 因为Q交 Q直，即 0.5R 0.02I2 R
0.5
I
A 5A
0.02
答：此交流电的有效值为5A，选项B正确。 说明：学习物理，要分清什么规律是普遍适用的规律，什么规律是特 殊规律。例如，正弦交流电不同于其他交流电，它是按正弦规律变化 的。只有正弦交流电的有效值才是其最大值的1 / 2，其他交流电(如本题 的情况)就不能套用这个结论。但不论什么形式的交流电有效值的定义 却是相同的，都可以根据有效值的物理意义去计算有效值的大小。
解：由eU 0
1 2
mv02得电子入射速度
v0
2eU 0 m
2×1.6×1019 ×5000米 9.1×1051
交变电流章节复习PPT课件
关，计算电功和热量必须用有效值 ②有效值一般与所取时间的长短有关，在无特别说明时是以一个
周期的时间来确定有效值的． ③交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由电表内部元
件把交流电变成了等效的直流，所以读出的就是交流的有效值， 并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。
注意：电容器的耐压值是交流的最大值。
以下几种情况若B、N、S、ω相同，则Em相同：
2.1、如图所示，有一矩形线圈 abcd 在匀 强磁场中分别绕O1、O2轴以同样的角速度 匀速转动，那么此线圈在以O1、O2为轴分 别旋转到线圈平面与磁场垂直时，所产生 的感应电流之比为
A、1∶2 B、2∶1 C、1∶4 D、4∶1 E、1∶1
a O1 O2
(4)激光通信中的尖脉冲
四、交流发电机
1、构造 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、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
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 。
三、交变电流的图像和变化规律 1、正弦交变电流的图象
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
三、交变电流的图像和变化规律
2、交变电流的变化规律
(1)感应电动势: e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时) e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时)
（4）线圈转到什么位置，电流最小（没有电流）？ 线圈转到什么位置，电流最大？
周期的时间来确定有效值的． ③交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由电表内部元
件把交流电变成了等效的直流，所以读出的就是交流的有效值， 并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。
注意：电容器的耐压值是交流的最大值。
以下几种情况若B、N、S、ω相同，则Em相同：
2.1、如图所示，有一矩形线圈 abcd 在匀 强磁场中分别绕O1、O2轴以同样的角速度 匀速转动，那么此线圈在以O1、O2为轴分 别旋转到线圈平面与磁场垂直时，所产生 的感应电流之比为
A、1∶2 B、2∶1 C、1∶4 D、4∶1 E、1∶1
a O1 O2
(4)激光通信中的尖脉冲
四、交流发电机
1、构造 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、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
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 。
三、交变电流的图像和变化规律 1、正弦交变电流的图象
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
三、交变电流的图像和变化规律
2、交变电流的变化规律
(1)感应电动势: e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时) e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时)
（4）线圈转到什么位置，电流最小（没有电流）？ 线圈转到什么位置，电流最大？
交变电流复习课PPT课件
即
I1U1=I2U2．
由U1 ／U2= n1／n2 ∴ I1／ I2 = n2／n1
可见，变压器工作时，原线圈和副线圈中的
电流跟它们的匝数成反比．
注意:上式只对仅有一个副线圈时适用.
若有两个及以上副线圈时,必须由输入的电 功率 等于输出的电功率计算.
变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制
另一种方法是提高输电的电压U，减小电流I．减 小输电导线中的电流．
在导线电阻不变的条件下，电流如果减小到原来的百分之一， 功率损失△P=I2R 就减小到原来的万分之一．
减小输电线路上的电压损失也有两种方法．U损 =IR 一种是增大输电导线的截面积以减小电阻．
另一种是减小输电电流．在输送电功率不变的前 提下，必须提高输电电压．
第20页/共35页
2.变压器的变压比: U1／U2 =n 1／n2
U1 ／n1 = U2 ／n2= U3 ／n3 =…=k 理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比. 当n2＞n1时，U2＞U1，变压器使电压升 高， 这种变压器叫做升压变压器．
当n2＜n1时，U2＜U1，变压器使电压降低， 这种变压器叫做降压变压器．
第10页/共35页
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。当线圈由图中位置匀速转动60°。求：
⑴此时发电机的电动势为多少？电路中的电流为 多少？R两端的电压为多少？
⑵在此过程中通过R的电荷量q为多少？ ⑶ R上产生电热QR为多少？ ⑷外力做的功W为多少？
于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就
有交流电产生
线圈平面
L2 L1
交变电流》课件共31张
（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
第五章 交变电流
1.放置在水平面上彼此平行的导轨与电阻R相连， 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，与导轨平
思考:磁通量是多大?
0
E=Bsω是最大感应电动势吗？
第五章 交变电流
问题3.若单匝线框从中性面开始转动,经过 一段时间t,在这一时刻整个线框产生的电 动势又是多大?
c a
d
F H
V4
θ
第五章 交变电流
中性面
V3
c d
F H
瞬时值
b
a
中性面
V4
θ
V4⊥
θ
V4∥ θ
V3⊥
V3∥
V3
e BL1V3 sin BL1V4 sin
§5.1 交变电流
永丰中学物理组
第五章 交变电流
定子
转子
电刷
第五章 交变电流
【演示1】 观察小灯泡的发光情况
“亮”、“闪”
亮: 说明有电流通过灯泡 闪: 通过灯泡电流大小是变化
线框中产生的感应电流强度大小是变化的
第五章 交变电流
【演示2】 二极管的发光情况
交替发光
G
通过二极管的电流方向是周期性变 化的
的交流电．既然是切割磁感线的运动，根据E＝Blv即可求
得感应电动势，要注意v应代入瞬时值求得瞬时感应电动 势．导体棒速度为零时，瞬时电动势为零，就在此时改变 速度方向，也同时改变电流方向． 解析:(1)因为导体棒做简谐运动，必定在AA′和BB ′中间的OO′速度最大，此时刻便是v=v0cosωt的 计时起点． 导体棒产生的感应电动势
交变电流复习课件
交变电流复习课件
本课程旨在复习交变电流的基本概念、电学参数、测量分析、电路分析和应 用，以及加强练习和考核的能力。
交变 与直流电的区别。
交流电的产生方式
学习交流电的产生方式，包括 电磁感应和发电机的原理。
电压和电流的正弦波形
掌握交变电压和电流呈正弦波 形的原因及其重要性。
电压和电流的相位关 系
理解交变电流中电压和电流的相 位差和相位关系。
交变电流的应用
交变电流在电力系统中 的应用
介绍交变电流在电力输送和配 电系统中的重要性和应用。
交变电流在电子电路中 的应用
探索交变电流在电子设备和电 路中的应用，如变压器、电感 电路等。
交变电流在生活中的应用
了解交变电流在家庭、工业和 商业场景中的实际应用。
练习与考核
1 理解交变电流的基本概念和电学参数
加深对交变电流基本概念和电学参数的理解。
2 掌握交变电流的测量和分析方法
通过练习和实践，掌握交变电流的测量和分析技 巧。
3 熟悉交变电路的分析和计算技术
4 综合应用交变电流知识解决实际问题
通过解决实际问题，熟悉交变电路的分析和计算 技术。
通过综合应用交变电流知识，解决实际生活和工 作中的问题。
交变电流的基本电学参数
电压、电流、功率的计算公 式
学习如何计算交变电流中的电压、 电流和功率。
相位差和功率因数
了解交变电流中的相位差和功率因 数对电路性能的影响。
有功功率、无功功率和视在 功率
理解有功功率、无功功率和视在功 率以及它们之间的关系。
交变电流的测量和分析
1
交变电流的电路分析
2
学习在交变电流电路中进行电压、电流和
功率的分析。
本课程旨在复习交变电流的基本概念、电学参数、测量分析、电路分析和应 用，以及加强练习和考核的能力。
交变 与直流电的区别。
交流电的产生方式
学习交流电的产生方式，包括 电磁感应和发电机的原理。
电压和电流的正弦波形
掌握交变电压和电流呈正弦波 形的原因及其重要性。
电压和电流的相位关 系
理解交变电流中电压和电流的相 位差和相位关系。
交变电流的应用
交变电流在电力系统中 的应用
介绍交变电流在电力输送和配 电系统中的重要性和应用。
交变电流在电子电路中 的应用
探索交变电流在电子设备和电 路中的应用，如变压器、电感 电路等。
交变电流在生活中的应用
了解交变电流在家庭、工业和 商业场景中的实际应用。
练习与考核
1 理解交变电流的基本概念和电学参数
加深对交变电流基本概念和电学参数的理解。
2 掌握交变电流的测量和分析方法
通过练习和实践，掌握交变电流的测量和分析技 巧。
3 熟悉交变电路的分析和计算技术
4 综合应用交变电流知识解决实际问题
通过解决实际问题，熟悉交变电路的分析和计算 技术。
通过综合应用交变电流知识，解决实际生活和工 作中的问题。
交变电流的基本电学参数
电压、电流、功率的计算公 式
学习如何计算交变电流中的电压、 电流和功率。
相位差和功率因数
了解交变电流中的相位差和功率因 数对电路性能的影响。
有功功率、无功功率和视在 功率
理解有功功率、无功功率和视在功 率以及它们之间的关系。
交变电流的测量和分析
1
交变电流的电路分析
2
学习在交变电流电路中进行电压、电流和
功率的分析。
第五章交变电流(变压器专题复习)课件(人教版选修3-2)
解析：由UU12＝nn12，得：因 U1＝220 V，所以电压表示数 为 U2＝22 V，其大小并不随输入电压的变化而变化，故 C 正确．
答案：C
4．钳形电流表的外形和结构如图10－2－5(a)所示，图(a)
中电流表的读数为1.2 A．图(b)中用同一电缆线绕了3
匝，则
()
A．这种电流表能测直流电流，图(b)的读数为2.4 A B．这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为0.4 A C．这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为3.6 A D．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图(b)
5．某发电站的输出功率为104 kW，输出电压为4 kV，通 过理想变压器后向80 km远处供电．已知输电导线的 电阻率为ρ＝2.4×10－8 Ω·m，导线横截面积为 1.5×10－4 m2，输电线路损失的功率为输出功率的 4%.求： (1)升压变压器的输出电压． (2)输电线路上的电压损失．
解析：(1)导线电阻 r＝ρ2Sl＝2.4×10－8×21×.58×0×101－043 Ω ＝25.6 Ω，输电线路损失功率为输出功率的 4%，则 4%P ＝I2r，代入数据得：I＝125 A．由 P 入＝P 出及 P＝UI 得： 输出电压 U＝PI ＝112057 V＝8×104 V. (2)输电线路上电压损失 U′＝Ir＝125×25.6 V＝3.2×103 V.
答案：B
3．如图 10－2－4 所示，一理想变压器原、副线圈匝数之
比 n1∶n2＝10∶1，在原线圈 ab 两端加上电压为 220 2
sin100πt V 的正弦交变电流，当原线圈中 ab 两端的电
压为 100 V 的瞬间，副线圈两端理想交流电压表的读
数为
()
A．220 V C．22 V
交变电流课件
【例3】 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交变电流的波形如图7所示，可知 ()
图7 A.在t1时刻穿过线圈的磁通量达到峰值 B.在t2时刻穿过线圈的磁通量达到峰值 C.在t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值 D.在t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值
解析 由题图可知，t1 和 t3 时刻，i 最大，所以这两个时刻磁通量的变化率最大，线 圈处于垂直中性面的位置，穿过线圈的磁通量为 0。t2 和 t4 两时刻 i＝0，即ΔΔΦt ＝0， 线圈处于中性面位置，此时穿过线圈的磁通量最大。 答案 BC
1.正弦式交变电流瞬时值表达式： (1)当从中性面开始计时：e＝__E__m_s_in__ω_t__。 (2)当从与中性面垂直的位置开始计时：e＝ __E__m_c_o_s_ω__t_ 。
2.正弦式交变电流的峰值表达式： Em＝ _n_B__S_ω__ 与线圈的形状及转动轴的位置__无__关__。(填“有关”或“无关”)
与中性面垂直的位置 B∥S
Φ＝0，最小 e＝n＝nBSω，最大 感应电流最大，方向不变
【例1】 下列各图中哪些情况线圈中产生了交变电流( )
解析 由交变电流的产生条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状及转轴 的位置没有特别要求。故选项B、C、D正确。 答案 BCD
知识点三 交变电流的变化规律
知识点四 正弦交变电流的图象 正弦交变电流随时间的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6所示，分别是交变电流的____e_－_图t 象(如图甲)、 ____u_－_图t 象(如图乙)、 ____i_－_图t 象(如图丙)。
知识点二 交变电流的产生
1.正弦式交变电流的产生：将闭合矩形线圈置于_匀__强___磁场中，并绕__垂__直__磁__场____ 方向的轴__匀__速__转动。
交变电流单元复习精品课件
决定
P I1U 1 1 P1 决定
自
主
检
测
典
型
例
题
复习学案 例4
远距离输电原理图
I1
P1
I2
P2
r线
I3
P3
I4
P4
F
U 1 n1
n2 U2
U3 n3
n4 U 4
R用
升压变压器
降压变压器
I1
P1
I2
P2
r线
I3
P3
I4
P4
F
U 1 n1
n2 U2
U 3 n3
n4 U 4
R用
V垂直
e E m sin t
交变电流的图像和变化规律
1、正弦交变电流的图象
e
Em
T/4 2T/4 3T/4 3π/2 T 2π
t
ωt
o
π/2
π
交流电的图象
自
主
检
测
典
型
例
题
复习学案 例2
瞬时值 有效值
最大值
交流电 四值
平均值
如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流 的有效值。
升压变压器
降压变压器
电压关系：
U1 n1 U 3 n3 , ,U 2 U r + U 3 U 2 n2 U 4 n4
自
主
检
测
课时小结
1、磁通量最大 Ф=Фmax
中性面
2、导体边不切割 磁感线, E感=0，i感=0
两个特 殊位置 垂直中性面
1、磁通量为
最小，Ф=0
2、导体边垂直切 割磁感线有感应电 流。
高中物理课件-交变电流复习
电流名称 正弦式交变
电流
图象
有效值 I＝Im
2
正弦半波电 流
I
＝Im 2
矩形脉动电流
非对称性交变电 流
I＝
t T
Im
I＝ 12（I21＋I22）
复习回顾 变压器
一、变压器的构造
1．示意图
2．符号
二、变压器的工作原理：
1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流
2、能量转化：电能→磁场能→电能
3、理想变压器功率：
归纳： 1.磁通量按余弦： m cost
2.电动势按正弦规律变化
E nBS max
3.电流按正弦规律变化 4.电压按正弦规律变化
电流i通过R时：
成立条件： 转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时
课堂练习
3.如图表示一交流的电流随时间变化的图 像，求该电流的有效值。
42
3 2
3．几种典型电流有效值的计算．
I2变化，输出电流I2决定输 入电流I1，故I1发生变化．
(3)I2变化引起P2变化，P1＝P2，故P1发生变化．
1.如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变 压后接用电器，线路电阻不计。S原来闭合，且
R1=R2，现将S断开，那么交流电压表的示数U、
交流电流表的示数I和用电器上R1的功率P1将分 别是( )
三、交变电流的变化规律
情景：以线圈经过中性面开始计 v
时，切割边L1，另一边L2,推导 任意时刻t线圈中的感应电动势
θ
e
2N（BL1v
sin
）
又v
L2 2
θ θ
v
中性面
e NBL1L2 sin 令Em NBL1L2 NBS
优选超级经典交变电流专题复习演示ppt
典例导悟：
如图所示，为一交流发电机构造示意图，矩形线圈 abcd，已知
ad =L1，ab=L2，匝数为n，线圈绕OO′轴在磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，线圈电阻为r，外电路电 阻为R，求：(1)由图示位置转过60角时的瞬时感应电动势（ 2)转动过程中电压表的示数(3)线圈每转一周，外力所做的 功。(不计一切摩擦)(4)1/6周期内通过R的电荷量
第二十二页，共26页。
例9、 如图5－15所示，单匝面积为S的矩形线圈，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，角速度为ω，线圈自 身电阻为r，负载电阻为R．线圈由图示位置转动90°的过程中：
1）线圈产生的平均电动势？
2）通过电阻R上的电量 ？
解1 ：线圈转过900过程的时间
φ=0
，
Emax=2BLabν
最大 νEm=ax=ωBLSadω/2
t
I最大,感应电流方向b到a
五、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
ωt
和cd边切割磁感线 ）
ωt e nBS sin t
令 Em NBL2 =NB ωS
Em sin t
i
Em R
，通过导线截面的电量
N 2B2a4
(1)Q 4R
第二十六页，共26页。
(2)q NBa2 R
第十五页，共26页。
【例5】如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为 S，线圈内阻为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。在线圈由图示 位置转过90°的过程中，求：
(1)通过电阻R的电量q；
解析：在此过程中，穿过线圈磁通量变化 BS
高考物理 交变电流复习课件3
(2)根据交流电的方程画图线时，最大值是正弦图线的峰值，由纵轴上的刻度值标出，交流电的频率与正弦图线的周期相对应，ω＝ ，而周期由时间轴上的刻度值标出．T＝2π/ω＝0.4 s，e－t图线如图14－1－6所示．
[答案] (1)e＝188sin 5πt V (2)见解析图
如图14－1－7所示的电感线圈，C为电容，A、B为两只相同的灯泡，将它们如右图接在电压为U的交流电源上，两灯泡的亮度一样，若保持电源电压不变，而将电源频率增大，下列关于两灯泡发光情况的说法中正确的是 ( )
[解析] (1)因线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动所以Em＝NBSω 又S＝ab·bc 所以Em＝NB·ab·bc·ω ＝100×0.1×0.2×0.5×100πV ＝314 V (2)由于线圈平面通过中性面开始计时，所以交流电瞬时值表达式 e＝EmsinωT＝314sin100πtV
[答案] (1)314 V (2)314sin100πtV (3)200V
(1)交变电流：强度和 都随时间做 变化的电流叫交变电流． (2)正弦式交变电流的产生：一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 转动，就可产生正弦式交变电流．
1．交变电流的产生及其变化规律
周期性
匀速
方向
(3)正弦式交变电流的变化规律． ①中性面：与磁场方向垂直的平面叫中性面． 中性面的特点：线圈转到中性面位置时，穿过线圈的磁通量最 ，但磁通量的变化率为 ，感应电动势为 ，线圈每经过一次中性面，电流的方向改变 ．
3．电感和电容对交变电流的影响
A．两灯泡的亮度不变 B．A灯泡亮度不变，B灯泡变亮 C．A灯泡变暗，B灯泡变亮 D．A灯泡变亮，B灯泡变暗 [解析] 电源频率增大时，电感L对电流的阻碍作用增大，电容C对电流的阻碍作用变小，故A灯泡变暗，B灯泡变亮． [答案] C
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高二物理选修3-2 交变电流复习课件
知
识
网
络
交变电流的产生及其变化规律 峰值 交 变 电 流 描述交变电流的物理量 瞬时值 有效值、平均值
周期、频率 电感、电容的作用
交流电路
变压器 远距离输电
一、交变电流的产生 1、产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直 于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就 有交流电产生 线圈平面
（2）.变压器的变压比: U1／U2 =n 1／n2 U1 ／n1 = U2 ／n2= U3 ／n3 =…=k 理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比. 当n2＞n1时，U2＞U1，变压器使电压升 高， 这种变压器叫做升压变压器． 当n2＜n1时，U2＜U1，变压器使电压降低， 这种变压器叫做降压变压器．
R
Q I Rt
2
Q?
～
有效值概念：让交流电流和直流电流通过相同 的电阻，在相等时间内产生的热量Q相等，就 把这个直流电流的数值I（或电压U）叫做这一 交流电的有效值。
电流的热效应 等效
正弦交流电的有效值公式： ①通常所说的交流电的电 压、电流的数值都是指交 Um 流电的有效值。
U I
2 Im 2
减小输电线路上的电压损失也有两种方法．U损 =IR 一种是增大输电导线的截面积以减小电阻． 另一种是减小输电电流．在输送电功率不变的前 提下，必须提高输电电压． 通过以上分析，我们看到，无论从减小输电中的功率 损失，还是从减小电压损失方面看，都要求提高输电 电压，减小输电电流．
远程高压输电电路图：
典型练习
1、如图所示，从ab端输入的交流 含有高频和低频成分，为了使R上 尽可能少地含有高频成分，采用 图示电路，其L的作用是 __________，C的作用是 __________。
解析：因L有“通低频、阻高频”的特点，因此L的 作用是阻挡高频成分；而通过L后还有少量的高频成分， 利用C“通高频、阻低频”的特点，因此C的作用是使高频 成分流过。
我国市电的频率是 50Hz
2、交流电的峰值和瞬时值公式：
e
瞬时值
t T
E
m
e Em sin( t )
峰值
－ Em
O
e=Emsinωt i=Imsinωt u=Umsinωt
电动势峰值Em=NBLV=NBSω 电流峰值Im=Em/R 路端电压峰值Um=ImR
3、交流电的有效值概念
I
R
i I m sin(t )
典型练习 1. 图（甲）、（乙）两电路中，当 a 、 b 两端与 e 、 f 两端分别加上220V的交流电压时，测得c、d 间 与 g 、 h 间的电压均为 110V 。若分别在 c 、 d 两端 与g、h 两端加上110V的交流电压，则a、b间与 e、 220 V,若分别在 f间的电压分别为 V和 110 c、d两端 与g、h 两端加上110V的恒定电压，则a、b间与 e、 0V. 110 f间的电压分别为 V,和
3.在图所示的电路中，如果交变电流的频率增 大，1、2和3灯的亮度变化情况是（ ） A．1、2两灯均变亮，3灯变暗 B．1灯变亮，2、3两灯均变暗 C．1、2灯均变暗，3灯亮度不变 D．1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变
四
变压器原理和远距离输电
1. 变压器原理 （1）. 变压器的构造: 变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯 上的两个线圈组成的．一个线圈跟电源连接，叫原线圈 （也叫初级线圈）；另一个线圈跟负载连接，叫副线圈 （也叫次级线圈）．两个线圈都是用绝缘导线绕制成的 ，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成．
n3／n4 =U 3／U4 =190 ／11
U1=1000V U2 8Ω U3 U4 =220V
高考再现
【2013海南高考】．通过一阻值R=100Ω的电阻
的交变电流如图所示，其周期为1s.电阻两端 电压的有效值为 ( )
i/A
A.12V C.15V
B.4 10V D.8 5V
0.2 0.1 0
1 0.5
2、如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝220V、 频率f＝50Hz时，三只灯A、B、C的亮度相同（L无直 流电阻）。 （1）将交流电源的频率变为f＝100Hz， 则 （ AC ） （2）将电源改为U＝220V的直流电源， 则 （ BC ） A．A灯比原来亮 B．B灯比原来亮 C．C灯和原来一样亮 D．C灯比原来亮
E 0.707 311V 220V 2 2 T s 0.02 s T 314 1 f 50 Hz T
2、闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线 的轴匀速转动，已知线圈的匝数为n，每 匝面积为S，线圈转动的角速度为ω，求线 圈中产生的交变电动势的最大值。
Lad Eab BLabv BLab 2 Lad E1 2 Eab 2 BLab BS 2
思考题：理想变压器原、副线圈的匝数比为 1∶10，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后， 则副线圈的输出电压为 【 D 】 A．60V C．60 / 2V B．60 2V D．以上答案都不对
（3）. 变压器的变流比: 理想变压器的输入的电功率I1U1等于输出的电功率I2U2，
即
I1U1=I2U2．
∴ I1／ I2 = n2／n1
4、平均值
EN T
⑴不能用算术平均法即：E=（E1+E2）/2来计算 ⑵在计算感应电荷时必须要用平均值
⑶平均值不等于有效值
典型练习
1、闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动， 线圈中产生的交变电动势的瞬时值表达式为 e=311sin(314t)V。则此交流电的峰值为 311V ， 有效值为 220V ，周期为 0.02s ，频率 为 50Hz 。
【2013广东高考】.如图，理想变压器原、副线 圈匝数比n1：n2=2:1, V和A均为理想电表，灯泡 电阻R1=6Ω ,AB端电压u1=sin100π t（V）.下列 说法正确的是 A.电流频率为100Hz B.V的读数为24V C.A的读数为0.5A D.变压器输入功率为6W
答案：D
四、当堂检测
Em nE1 nBS
a
d c
b
度为ω，求线圈从图示 位置转过180度时间内交变电压的平均值。若线圈 总电阻为R，通过线圈的电荷量是多少？
ω
E
2 NBs
2 NBs q R
4.如图1所示，为电热毯的电路图，电热丝接在 u=311sin100πt V的电源上，电热毯被加热到一 定温度后，通过装置P 使输入电压变为图2所示 波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持 不变，此时交流电压表的读数是 ( B ) A、110V B、156V C、220V D、311V
1、交流发电机在工作时的电动势为e=Emsin(ωt)，若 将其线圈的转速提高为原来的两倍，则其电动势表 达式变为（ D ） A、e=Emsin(ωt/2 ) B、e=2Emsin(ωt/2) C、e=Emsin(2ωt) D、e=2Emsin(2ωt)
解： ' 2 且Em nBS ' Em nBS ' 2 Em
2. 远距离输电:
减少输电中的功率损失可以有两种方法: P损=I2 R 一种方法是: 减小电阻. 在电线长度L一定的情况下， 应当选用电阻率小、横截面积大的导线． 另一种方法是提高输电的电压U，减小电流I．减 小输电导线中的电流．
在导线电阻不变的条件下，电流如果减小到原来的百分之一， 功率损失△P=I2R 就减小到原来的万分之一．
0.707 U m
②交流电压表、电流表测 量的电压、电流的数值也 0.707 I m 都是交流电的有效值。 ③如果不是正弦（或余 弦）交流电，不能按照 这样计算，只能按照热 等效定义计算（常取1个 周期发热量计算）
Um U 0.707U m 2
说明1、 交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流 电流表和交流电压表的读数是有效值。保险丝的熔断值 为有效值，电容器的击穿电压为峰值。对于交流电若没 有特殊说明的均指有效值。 说明2、 在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效 值。 求电量用平均值。 说明3、 交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由 电表内部元件把交流电变成了等效的直流，所以读 出的就是交流的有效值，并且电表的指针不会忽左 忽右地摆动。
d
2、如图是一个理想变压器的电路图，若A、B两点接 交流电压U时，五个相同的灯泡均正常发光，则原、 副线圈的匝数比为： A.
B.
5 1
1 5
A
U
I
4I
C.
D.
4 1
1 4
B
n1 n2
解：设灯泡正常发光的电流为I，
则原、副线圈的电流分别为I和4I，如图示。
所以原、副线圈的匝数比为 4 1
3、交变电流的图象
变化规律：(t＝0时，线圈在中性面位置)如下表．
二、描述正弦交流电的几个物理量（周期，频率， 峰值，有效值，平均值）
1、交流电的周期和频率：
i
O T t
T
2
作一次周期性变化 所需的时间。
单位：秒 在1秒内完成周期 性变化的次数。 单位：赫兹
1 f T
我国市电的周期是 0.02s
1. 在远距离输电中，当输送的电功率相同时， 则关于输电导线上损失的功率下列说法正确的 是（ A B C ） (A)减小输电导线的电阻可以减小损失的功率， 但此种方法很有限 (B)提高输送电压从而减小输送电流，可大大减 小损失 的功率 (C)损失的功率与输送电压的二次方成反比 (D)损失的功率与输电线上的电压降成反比
L2 L1 L2
与磁感线 垂直位置 开始计时
e=Emsinωt Em=NBSω i=Imsinωt
u=Umsinωt
2、中性面： 与磁场方向垂直的平面 特点： ①线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通 量最大，但磁通量的变化率为零，感应 电动势为零；
知
识
网
络
交变电流的产生及其变化规律 峰值 交 变 电 流 描述交变电流的物理量 瞬时值 有效值、平均值
周期、频率 电感、电容的作用
交流电路
变压器 远距离输电
一、交变电流的产生 1、产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直 于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就 有交流电产生 线圈平面
（2）.变压器的变压比: U1／U2 =n 1／n2 U1 ／n1 = U2 ／n2= U3 ／n3 =…=k 理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比. 当n2＞n1时，U2＞U1，变压器使电压升 高， 这种变压器叫做升压变压器． 当n2＜n1时，U2＜U1，变压器使电压降低， 这种变压器叫做降压变压器．
R
Q I Rt
2
Q?
～
有效值概念：让交流电流和直流电流通过相同 的电阻，在相等时间内产生的热量Q相等，就 把这个直流电流的数值I（或电压U）叫做这一 交流电的有效值。
电流的热效应 等效
正弦交流电的有效值公式： ①通常所说的交流电的电 压、电流的数值都是指交 Um 流电的有效值。
U I
2 Im 2
减小输电线路上的电压损失也有两种方法．U损 =IR 一种是增大输电导线的截面积以减小电阻． 另一种是减小输电电流．在输送电功率不变的前 提下，必须提高输电电压． 通过以上分析，我们看到，无论从减小输电中的功率 损失，还是从减小电压损失方面看，都要求提高输电 电压，减小输电电流．
远程高压输电电路图：
典型练习
1、如图所示，从ab端输入的交流 含有高频和低频成分，为了使R上 尽可能少地含有高频成分，采用 图示电路，其L的作用是 __________，C的作用是 __________。
解析：因L有“通低频、阻高频”的特点，因此L的 作用是阻挡高频成分；而通过L后还有少量的高频成分， 利用C“通高频、阻低频”的特点，因此C的作用是使高频 成分流过。
我国市电的频率是 50Hz
2、交流电的峰值和瞬时值公式：
e
瞬时值
t T
E
m
e Em sin( t )
峰值
－ Em
O
e=Emsinωt i=Imsinωt u=Umsinωt
电动势峰值Em=NBLV=NBSω 电流峰值Im=Em/R 路端电压峰值Um=ImR
3、交流电的有效值概念
I
R
i I m sin(t )
典型练习 1. 图（甲）、（乙）两电路中，当 a 、 b 两端与 e 、 f 两端分别加上220V的交流电压时，测得c、d 间 与 g 、 h 间的电压均为 110V 。若分别在 c 、 d 两端 与g、h 两端加上110V的交流电压，则a、b间与 e、 220 V,若分别在 f间的电压分别为 V和 110 c、d两端 与g、h 两端加上110V的恒定电压，则a、b间与 e、 0V. 110 f间的电压分别为 V,和
3.在图所示的电路中，如果交变电流的频率增 大，1、2和3灯的亮度变化情况是（ ） A．1、2两灯均变亮，3灯变暗 B．1灯变亮，2、3两灯均变暗 C．1、2灯均变暗，3灯亮度不变 D．1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变
四
变压器原理和远距离输电
1. 变压器原理 （1）. 变压器的构造: 变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯 上的两个线圈组成的．一个线圈跟电源连接，叫原线圈 （也叫初级线圈）；另一个线圈跟负载连接，叫副线圈 （也叫次级线圈）．两个线圈都是用绝缘导线绕制成的 ，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成．
n3／n4 =U 3／U4 =190 ／11
U1=1000V U2 8Ω U3 U4 =220V
高考再现
【2013海南高考】．通过一阻值R=100Ω的电阻
的交变电流如图所示，其周期为1s.电阻两端 电压的有效值为 ( )
i/A
A.12V C.15V
B.4 10V D.8 5V
0.2 0.1 0
1 0.5
2、如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝220V、 频率f＝50Hz时，三只灯A、B、C的亮度相同（L无直 流电阻）。 （1）将交流电源的频率变为f＝100Hz， 则 （ AC ） （2）将电源改为U＝220V的直流电源， 则 （ BC ） A．A灯比原来亮 B．B灯比原来亮 C．C灯和原来一样亮 D．C灯比原来亮
E 0.707 311V 220V 2 2 T s 0.02 s T 314 1 f 50 Hz T
2、闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线 的轴匀速转动，已知线圈的匝数为n，每 匝面积为S，线圈转动的角速度为ω，求线 圈中产生的交变电动势的最大值。
Lad Eab BLabv BLab 2 Lad E1 2 Eab 2 BLab BS 2
思考题：理想变压器原、副线圈的匝数比为 1∶10，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后， 则副线圈的输出电压为 【 D 】 A．60V C．60 / 2V B．60 2V D．以上答案都不对
（3）. 变压器的变流比: 理想变压器的输入的电功率I1U1等于输出的电功率I2U2，
即
I1U1=I2U2．
∴ I1／ I2 = n2／n1
4、平均值
EN T
⑴不能用算术平均法即：E=（E1+E2）/2来计算 ⑵在计算感应电荷时必须要用平均值
⑶平均值不等于有效值
典型练习
1、闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动， 线圈中产生的交变电动势的瞬时值表达式为 e=311sin(314t)V。则此交流电的峰值为 311V ， 有效值为 220V ，周期为 0.02s ，频率 为 50Hz 。
【2013广东高考】.如图，理想变压器原、副线 圈匝数比n1：n2=2:1, V和A均为理想电表，灯泡 电阻R1=6Ω ,AB端电压u1=sin100π t（V）.下列 说法正确的是 A.电流频率为100Hz B.V的读数为24V C.A的读数为0.5A D.变压器输入功率为6W
答案：D
四、当堂检测
Em nE1 nBS
a
d c
b
度为ω，求线圈从图示 位置转过180度时间内交变电压的平均值。若线圈 总电阻为R，通过线圈的电荷量是多少？
ω
E
2 NBs
2 NBs q R
4.如图1所示，为电热毯的电路图，电热丝接在 u=311sin100πt V的电源上，电热毯被加热到一 定温度后，通过装置P 使输入电压变为图2所示 波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持 不变，此时交流电压表的读数是 ( B ) A、110V B、156V C、220V D、311V
1、交流发电机在工作时的电动势为e=Emsin(ωt)，若 将其线圈的转速提高为原来的两倍，则其电动势表 达式变为（ D ） A、e=Emsin(ωt/2 ) B、e=2Emsin(ωt/2) C、e=Emsin(2ωt) D、e=2Emsin(2ωt)
解： ' 2 且Em nBS ' Em nBS ' 2 Em
2. 远距离输电:
减少输电中的功率损失可以有两种方法: P损=I2 R 一种方法是: 减小电阻. 在电线长度L一定的情况下， 应当选用电阻率小、横截面积大的导线． 另一种方法是提高输电的电压U，减小电流I．减 小输电导线中的电流．
在导线电阻不变的条件下，电流如果减小到原来的百分之一， 功率损失△P=I2R 就减小到原来的万分之一．
0.707 U m
②交流电压表、电流表测 量的电压、电流的数值也 0.707 I m 都是交流电的有效值。 ③如果不是正弦（或余 弦）交流电，不能按照 这样计算，只能按照热 等效定义计算（常取1个 周期发热量计算）
Um U 0.707U m 2
说明1、 交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流 电流表和交流电压表的读数是有效值。保险丝的熔断值 为有效值，电容器的击穿电压为峰值。对于交流电若没 有特殊说明的均指有效值。 说明2、 在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效 值。 求电量用平均值。 说明3、 交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由 电表内部元件把交流电变成了等效的直流，所以读 出的就是交流的有效值，并且电表的指针不会忽左 忽右地摆动。
d
2、如图是一个理想变压器的电路图，若A、B两点接 交流电压U时，五个相同的灯泡均正常发光，则原、 副线圈的匝数比为： A.
B.
5 1
1 5
A
U
I
4I
C.
D.
4 1
1 4
B
n1 n2
解：设灯泡正常发光的电流为I，
则原、副线圈的电流分别为I和4I，如图示。
所以原、副线圈的匝数比为 4 1
3、交变电流的图象
变化规律：(t＝0时，线圈在中性面位置)如下表．
二、描述正弦交流电的几个物理量（周期，频率， 峰值，有效值，平均值）
1、交流电的周期和频率：
i
O T t
T
2
作一次周期性变化 所需的时间。
单位：秒 在1秒内完成周期 性变化的次数。 单位：赫兹
1 f T
我国市电的周期是 0.02s
1. 在远距离输电中，当输送的电功率相同时， 则关于输电导线上损失的功率下列说法正确的 是（ A B C ） (A)减小输电导线的电阻可以减小损失的功率， 但此种方法很有限 (B)提高输送电压从而减小输送电流，可大大减 小损失 的功率 (C)损失的功率与输送电压的二次方成反比 (D)损失的功率与输电线上的电压降成反比
L2 L1 L2
与磁感线 垂直位置 开始计时
e=Emsinωt Em=NBSω i=Imsinωt
u=Umsinωt
2、中性面： 与磁场方向垂直的平面 特点： ①线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通 量最大，但磁通量的变化率为零，感应 电动势为零；