高二物理选修32第五章：52描述交流电的物理量知识要点归纳
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。
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。
高中物理选修32第五部分交流电课件
说明：由于电感线圈中通过交变电流时产生自感电动势，阻碍电流变化，对交变电流有阻碍作用.电感对交变电流阻碍作用大小用感抗来表示.线圈自感系数越大，交变电流的频率越高，感抗越大.
一．电感对交变电流的阻碍作用 ［演示］电阻、电感对交、直流的影响。实验电路如下图甲、乙所示：
3.交流电的图像
电动势、电流与电压的瞬时值与时间 关系图像
此处可与Φ－t图相比较．
三．几种常见的交变电波形
第二节.描述交变电流的物理量
理解什么是交变电流的峰值和有效值，知道它们之间的关系。 理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系。知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小。
知识与技能
能应用数学工具描述和分析处理物理问题。
二、教学设计思路及教学建议
添加标题
交变电流
01
添加标题
描述交变电流的物理量
02
添加标题
电感和电流对交变电流的影响
03
添加标题
变压器
04
添加标题
、电能的输送
05
教学目标（一）知识与技能 1．使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。 2．掌握交变电流的变化规律及表示方法。 3．理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。 （二）过程与方法 1．掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。 2．培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。 3．培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。 （三）情感、态度与价值观 通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性 重点：交变电流产生的物理过程的分析。 难点：交变电流的变化规律及应用。
高中物理人教版选修3-2：第五章 交变电流 5.2 描述交流电的物理量
nBS q It R r
练习4：边长为a的单匝正方形线圈在磁感应 强度为B的匀强磁场中，以OO’为轴匀速转动， 角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻 为R，求： (1)线圈从图示位置转过T／4的过程中产生的 热量Q。 2 4 B a
u/v
200 2 －200
t/s
课堂练习
图中两交变电流通过相同的电阻R。求： （1）分别写出它们的有效值、周期和频率。 （2）计算它们在R上产生的功率之比。
5 (1) I1 2A 2
T1 0.4s
I2 5A
（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2
f1 2.5Hz 10 f 2 Hz 3
3（1）50Hz
（2） 10 2
1 （4） 400
（3）
4 (1)
i 20sin100 t
(2)
s
V
2
V
(3)1.5V (6) 0.0625C
(4) 2.22V
(5) 6J
2解答 由正弦交流电的最大值与有效值U关系： Um=120 2 V 设t=0时交流电的瞬时电压U=0则交流电的瞬时表达式为 u=120 2 sin100 t V如图3所示，画出一个周期内交流电 2 的U-t图象，其中阴影部分对应的时间 t1表示霓虹灯不能 2 发光的时间，根据对称性，一个周期内灯不能发光时间为 4t1，当U=U0=60 2 V时，由上式得t1=1/600s，再由对称 1 性求得一个周期内能发光的时间：t=T-4t1= 75 s 再由比例 关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为：t= 很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间 只有1/300s（如图t2时刻到t3时刻）由于人的眼睛具有视 觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约1/16s为远大于 1/300s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而 2 有所感觉。
高二物理交流电知识点
高二物理交流电知识点高二物理课本中，交流电部分的知识点不是很多，一般以选择或填空题的形式进行考查。
下面店铺给大家带来高二物理交流电知识点，希望对你有帮助。
高二物理交流电知识点一、交流电的产生及变化规律：1、产生：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。
矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于匀强磁场的线圈的对称轴作匀速转动时，如图5—1所示，产生正弦(或余弦)交流电动势。
当外电路闭合时形成正弦(或余弦)交流电流。
2、变化规律：(1)中性面：与磁力线垂直的平面叫中性面。
线圈平面位于中性面位置时，如图5—2(A)所示，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量变化率为零。
因此，感应电动势为零。
当线圈平面匀速转到垂直于中性面的位置时(即线圈平面与磁力线平行时)如图5—2(C)所示，穿过线圈的磁通量虽然为零，但线圈平面内磁通量变化率最大。
因此，感应电动势值最大。
3、交流电的图象：想一想：横坐标用t如何画。
4、发电机：发电机的基本组成：线圈(电枢)、磁极种类旋转磁极式发电机能产生高电压和较大电流。
输出功率可达几十万千瓦，所以大多数发电机都是旋转磁极式的。
二、表征交流电的物理量：1、瞬时值、最大值和有效值：交流电在任一时刻的值叫瞬时值。
瞬时值中最大的值叫最大值又称峰值。
交流电的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流电和恒定直流分别通过同样阻值的电阻，如果二者热效应相等(即在相同时间内产生相等的热量)则此等效的直流电压，电流值叫做该交流电的电压，电流有效值。
正弦(或余弦)交流电电动势的有效值和最大值的关系为：注意：通常交流电表测出的值就是交流电的有效值。
用电器上标明的额定值等都是指有效值。
用电器上说明的耐压值是指最大值。
2、周期、频率和角频率交流电完成一次周期性变化所需的时间叫周期。
以T表示，单位是秒。
交流电在1秒内完成周期性变化的次数叫频率。
以f表示，单位是赫兹。
周期和频率互为倒数，即我国市电频率为50赫兹，周期为0.02秒。
高二物理人教版选修32描述交变电流的物理量
高二物理人教版选修32描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量重/难点重点：交流电的有效值、最大值、频率、周期的理解。
难点：1、交变电流有效值概念既是重点又是难点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义。
2、交变电流瞬时值确定使学生感到困难，通过例题分析使学生学会借助数学工具处理解决物理问题的能力。
重/难点分析重点分析：周期或频率表示交变电流变化的快慢。
有效值表示交变电流的热效应。
正弦交变电流有效值与最大值存在着一定的关系，正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是：12m UE ，12m I I 。
难点分析：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。
通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值。
用电器上所标电压、电流值也是指有效值。
在计算交流电通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值。
突破策略1．交变电流的周期和频率。
让交流电和直流电通过同样的电阻，如果它们在相同时间内产生热量相等，把直流电的值叫做交流电的有效值。
通常用大写字母U 、I 、E 表示有效值。
正弦交流电的有效值与最大值的关系0.7720m m II I ，0.7720m m UI U 。
强调：（1）各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值。
（2）交流电表（电压表或电流表）所测值为有效值。
（3）计算交变电流的功、功率、热量等用有效值。
例1．表示交变电流随时间变化图象如图所示，则交变电流有效值为 A ．52 B.5 A C.3.52 AD.3.5 A解析：设交变电流的有效值为I ，据有效值的定义，得 解得I=5 A 综上所述应选择B 。
例2. 交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4 m ，bc=ad=0.2 m ，共50匝，线圈电阻r =1 Ω，线圈在B =0.2 T 的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO ′以100r/s 转速匀速转动，外接电阻9Ω，如图所示.求：（1）电压表读数；（2）电阻R上电功率.解析：（1）线圈在磁场中产生：E=NBSω=50×0.2×0.4×0.2×100×2πV=160 Vm160A=82 Am2(R)210rU=IR2（2）P=UI2×2W=1152 W例3. 一电压U0=10 V的直流电通过电阻R在时间t内产生的热量与一交变电流通过R/2时在同一时间内产生的热量相同，则该交流电的有效值为多少？解：根据t时间内直流电压U0在电阻R上产生的热量与同一时间内交流电压的有效值U在电阻R/2上产生的热量相同，则3.在图示电路中，已知交流电源电压u=200sin10πt V，电阻R=10 Ω，则电流表和电压表读数分别为A.14.1 A,200 VB.14.1 A,141 VC.2 A,200 VD.2 A,141 V分析：在交流电路中电流表和电压表测量的是交流电的有效值，所以电压表示数为u 2V=141 V ，电流值i =UR 210 A=14.1 A.答案：B4. 如何计算几种典型交变电流的有效值？答：交流电的有效值是根据电流的热效应规定的。
人教高中物理选修3-2第五章-交变电流-交流电知识点总会(28张)-PPT优秀课件
由于输入功率等于输出功率,所以I1也将减小，C正确
因为R1的电压减小，故R2、R3两端的电压将增大，
I3变大，B正确．
A1
R1 A2
V1
V2 R2 R3 R4
A3 S
人教高中物理选修3-2 第五章-交变电流-交流电知识点总 会 课件(共28张PPT)
人教高中物理选修3-2 第五章-交变电流-交流电知识点总 会 课件(共28张PPT)
四川卷
3、如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，
副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关 S是闭合的。V1和V2为理想电压表，读数分别为U1 和U2；A1、A2 和A3为理想电流表，读数分别为I1、 I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的 是 （ BC ）
A．U2变小、I3变小 B．U2不变、I3变大 C．I1变小、I2变小 D．I1变大、I2变大
2.周期和频率
a. 周期 交变电流完一次周期性变化所需的时间, 叫做交变电流的周期，通常用T表示，单位是s．
b. 频率 交变电流在1s内完成周期性变化的次数，叫 做交变电流的频率，通常用f表示,单位是赫兹(Hz)．
c. 周期和频率的 关系是
T 1 f
f1
ω=2π/T= 2πf
T
d. 转速 单位时间线圈转过的转数.单位为 r/s 或 r/min
解： 画出T/2的图像如图示，
在T/2中，放电管发光的时间为
t
(3TT)
5 T
8 6 24
放电管实际发光的时间占总时间的5/12,
在一小时内放电管实际发光的时间为
t 51小时25分钟
12
u/V
1000
500 3
500 2
物理高二交流电知识点
物理高二交流电知识点交流电是电学的重要内容之一，它是指电流方向和大小周期性地变化的电流。
在日常生活和工业生产中，交流电广泛应用于电器、电机等各个领域。
掌握交流电的知识对于理解电学原理和解决实际问题具有重要意义。
本文将从交流电的概念、交流电的产生和特点、交流电的参数等几个方面来探讨物理高二交流电知识点。
1. 交流电的概念交流电是指电流方向和大小周期性地改变的电流。
与交流电相对应的是直流电，直流电的电流方向和大小保持不变。
交流电的周期性变化是由于电源的电压或电流的周期性变化引起的。
交流电的周期是指电流方向和大小完成一个完整变化所需要的时间，周期的倒数称为频率，单位是赫兹（Hz）。
2. 交流电的产生和特点交流电的产生主要是通过交流发电机实现的。
交流发电机通过电磁感应的原理将机械能转化为电能，输出的电压和电流是交流的。
交流电具有以下几个主要特点：（1）电流方向和大小周期性变化；（2）电压和电流的大小随时间变化呈正弦曲线；（3）交流电的频率可以调整。
3. 交流电的参数交流电的基本参数有电压、电流和频率，它们对于交流电的特性和应用具有重要影响。
（1）电压（V）：交流电的电压是指在单位时间内电荷通过一个导体截面的能量转移量，单位是伏特（V）。
（2）电流（I）：交流电的电流是指单位时间通过导体截面的电荷量，单位是安培（A）。
（3）频率（f）：交流电的频率是指电流方向和大小变化的周期，单位是赫兹（Hz）。
4. 交流电的应用交流电在现代社会的各个领域都有广泛的应用，例如：（1）电器：家庭中使用的电灯、电视、空调等电器设备都是基于交流电工作的。
（2）电机：交流电驱动的电机被广泛应用于工业生产、交通运输等各个领域。
（3）输电：交流电的电压可以通过变压器调整，以便进行远距离的输电，为人们生产和生活提供电能支持。
总结：交流电作为电学的重要内容，具有周期性变化的特点，通过交流发电机产生，包括电压、电流和频率三个基本参数。
交流电广泛应用于电器、电机以及输电领域等各个方面。
人教版 高二物理 选修3 2 第五章52描述交变电流的物理量共28张
u/v
200
42
t/s
2
4
－200
?3 2
思考与讨论： 如图所示通过一个 R=1Ω的电阻的
电流i随时间变化的曲线。它不是恒定电流。
1. 怎样计算通过 1 S内电阻R中产生的热量 ?
复习 1、什么是交流电？
2、正弦式交流电的规律？
d 从中性面开始计时：
a
电动势瞬时值表达式： e=Emsin ωt
c 电流瞬时值表达式： i=Imsinωt
b
电压瞬时值表达式： u=Umsin ωt
从平行面开始计时：
a
d
电动势瞬时值表达式：e=Emcosωt
电流瞬时值表达式：i=Imcosωt
b
c
在应用上的区别。
A.求电容器的耐压值时要用交流的峰值.
B.求交流的功、功率和电热时必须用交 流的有效值. C.求通过某导体横截面的电量一定要用交 流的平均值.
类型一 描述交变电流物理量的理解及应用
?例例1 将阻值为5 Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动 势随时间变化的规律如图所示．下列说法正确的是( C )
-5
3.一个电阻接在10V的直流电源上，它的 发热功率是P，当接到电压为 u=10sinωtV的交流电源上，它的发热功 率( B )
A．0.25P B．0.5P
C．P
D．2P
4.如图所示，线圈的面积是 0.05㎡，共有100匝；线圈 电阻为1Ω，外接电阻 R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强 度为B＝1／πT，当线圈以 300r/min的转速匀速旋转 时，求：电路中电压表和电流表示数 各是多少
最新人教版高中物理选修3-2课件5 .2 描述交流电的物理量1
③平均值：
E N t
求通过某导体截面嘚电量一定要用平均值。
④周期和频率 交流电也用周期和频率来表示变化嘚快慢
T和f嘚物理意义：表征交流电变化嘚快慢，T越小，f越大，交流电变化越快。
【例2】如图表示一交流嘚电流随时间变化嘚图像，此交变电流嘚有效值是多大？
42
3 2
解析：交流嘚有效值等于热效应与此交流等效嘚直流电嘚值，为分析方便，可选交流电嘚一个周期进行 研究。设此交变电流嘚有效值为I，根据交流有效值嘚定义，有：
I 2RT
1 2
I12 RT
1 2
I 22 RT
所以：
I
1 2
( I12
(1)通过电阻R嘚电量q；
解析： 所用时间
在此过程中，穿过线圈磁通量变化
t T 产生嘚平均电动势为 4 2
E n 2 nBS t
I E 2nBS R r (R r)
q It nBS Rr
平均电流为 通过R嘚电量
BS
（2）电阻R上产生嘚焦耳热Q 在此过程中电阻R上嘚焦耳热为一个周期内产生焦耳热嘚1／4，
一、知识回顾 (一)、交变电流：
大小和方向都随时间作周期性变化嘚电流叫做交变电流，简称交流。
其中按正弦规律变化嘚交流叫正弦交流。 （二）、正弦交流嘚产生及变化规律
1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向嘚轴匀速转动时，线圈中产生嘚交流是随时间按正弦规 律变化嘚。即正弦交流。
2、中性面：匀速旋转嘚线圈，位于跟磁感线垂直嘚平面叫做中性面。这一位置穿过线圈嘚磁通量最大，但 切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈嘚磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。
高二人教版物理选修32配套讲义第五章章交变电流52知识要点归纳
一、交变电流的周期和频率 1．周期T交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
单位s 。
2．频率f交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数。
单位Hz 。
3．周期（T ）、频率（f ）及角速度（ω）之间的关系1T f =或1f T =、 22f Tπωπ== 4．物理意义：表征交变电流变化的快慢，周期越大，交流变化越慢；频率越高，交流变化越快。
要点诠释：（1）我国工农业生产和生活所用的交变电流，周期是0.02 s ，频率是50 Hz ，角速度是100rad/s π，电流方向每秒改变100次。
（2）打点计时器接的交变电流，50 Hz f =，0.02 s T =，所以每0.02秒打一次点。
二、交变电流的有效值1．根据电流的热效应来规定。
让交变电流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相等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变电流的有效值。
2．有效值和最大值的关系在正弦式电流中，最大值和有效值关系如下：0.707m E E ==．0.707m U U ==． 0.707m I I ==． 这一关系式只适合于正弦式交变电流。
要点诠释：（1）定义有效值时要注意“三同”，即电阻相同、时间相同、产生热量相同。
（2）在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交变电池的有效值。
如电功率的计算式：P UI =中，U I 、均为有效值。
（3）在交流电路中，电压表、电流表、功率表等电子仪表的示数均为交变电流的有效值。
在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流及电功率指的都是有效值。
（4）我国民用交变电流：照明电压220 V 和动力电压380 V 都是有效值。
三、交变电流的有效值和平均值的区别交变电流的有效值是根据电流热效应定义的，即把跟交变电流的热效应相等的直流的值作为交变电流的有效值，对一个确定的交变电流而言，有效值是恒定的。
交变电流的平均值是交变电流中物理量（e i u 、、）对时间的平均值，如平均电动势ФE n t∆=∆，其值的大小与所取时间间隔有关。
交流电的基本物理量
交流电的基本物理量
交流电的基本物理量包括以下几个方面：
1. 电压（Voltage）：也被称为电势差，是衡量电能转化和传输能力的物理量。
在交流电中，电压是随时间变化的正弦波形式。
2. 电流（Current）：代表电荷在电路中的流动，是一种由带电粒子运动而产生的现象。
在交流电中，电流也是随时间变化的正弦波形式。
3. 频率（Frequency）：表示单位时间内交流电信号变化的次数。
常用单位是赫兹（Hz），即每秒变化的周期数。
4. 周期（Period）：是指一个完整的周期所需要的时间，它与频率成反比关系。
周期可以通过频率的倒数来计算。
5. 相位（Phase）：描述交流电信号波形在时间上相对于参考信号的位置。
相位通常用角度来表示，单位为度或弧度。
这些基本物理量在交流电中起着重要的作用，了解它们
可以帮助我们理解电路的行为和性质，并进行相关的电路分析和设计。
高二物理选修32第五章：交变电流
高二物理选修32第五章：交变电流制造人：陈合森日期: 【要点导学】交变电流的发生.变化规律和基本物理量：1．交变电流：______和____都随时间做周期性变化的电流为交变电流.2、交变电流的发生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时发生正弦交变电流.假定线圈绕平行于磁感线的轴转动，那么不发生感应电动势.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，将经过两个特殊位置，其特点区分是：(1)中性面：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.线圈平面处于跟中性面重合的位置时；(a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电流等于零；(b)磁感线垂直于该时辰的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零.(c)交变电流的方向在中性面的两侧是相反的.(2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变.3、交变电流的变化规律：当以线圈经过中性面对为计时终点时，交变电流的函数表达式：e=E m sinωt，其中E m=2NBL v=NBωS；i=I m sinωt，其中I m=E m/R。
当以线圈经过中性面对为计时终点时，交变电流的函数表达式：e=E m sinωt，其中E m=2NBL v=NBωS；i=I m sinωt，其中I m=E m/R。
例1、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间：〔〕A.线圈平面与磁感线平行；B.经过线圈的磁通量最大；C.线圈中的感应电动势最大；D.线圈中感应电动势的方向突变。
例2、一矩形线圈，面积为s，匝数为N，在场强为B的匀强磁场中绕着轴oo’做匀速转动角速度为ω，磁场方向与转轴垂直，当线圈转到中性面位置末尾计时，求：〔1〕线圈中感应电动势的最大值？写出线圈中感应电动势随时间变化的表达式？〔2〕假定线圈中的电阻为R，那么线圈中的电流的最大值为多少？写出线圈中的电流瞬时表达式。
解析：变式训练：一台发电机发生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度是100πrad/s。
人教新课标高中物理选修3-2 5.2描述交变电流的物理量课件(48张ppt)
• 对有效值的理解和计算
•
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？
T 思 路 点 拨 ： 找出交流电的周期 → 计算0～ 产生的热量 2
由有效值定义 T → 计算 ～T产生的热量 → 2 计算有效值
T 解析：令该交变电流通过一电阻 R，它在前半周期 内通过 2 该电阻产生的热量
• 思路点拨：
解析：(1)感应电动势的最大值为 Em≈NBωS≈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 3 0.5×0.1×0.1× 2 ΔФ BSsin 60° －＝N E ＝N ＝100× V≈2.6 Δt 1 1 2π T × 6 6 2π V.
解析：(1)图示位置为中性面，从此时开始计时，交流电动 势的瞬时值为 e＝Emsin ωt. π 将 ωt＝ ，e＝10 V 代入上式，求得 Em＝20 V. 6 (2)此电流为正弦交变电流，所以交流电动势的有效值 E＝ Em 20 ＝ V＝10 2 V. 2 2
π (3)在线圈转过 的过程中，穿过线圈平面的磁通量变化量 2 Em 20 ΔΦ＝B·ΔS.据 Em＝BSω 得 ΔΦ＝ ω ＝ Wb＝0.2 Wb，故 q 100 ΔΦ 0.2 ＝R＝ C＝0.2 C. 1
重要关系 Em E＝ 2 Um U＝ 2 Im I＝ 2 －＝nΔФ E Δt － －＝ E I R＋r
适用情况 (1)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)电气设备标注的额 定电压、额定电流 (4)保险丝的熔断电流 计算通过电路截面的 电荷量
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描述交流电的物理量知识链接：正弦式交流电的描述方法：公式法： 图像法：瞬时值： 最大值（峰值）： e =E msin ωt Em=NBS ωi=Imsin ωt Im=Em/(R+r)u=Umsin ωt Um=ImR知识要点归纳：一．描述交流电的物理量 1、周期T ：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
单位：秒（s ） 2、频率 f ：交变电流一秒内完成周期性变化的次数。
单位：赫兹（Hz ）3．关系：T f 1= n f Tπππω222===4．物理意义：描述交流电变化的快慢的物理量。
二．交流电有效值1．有效值：让交流电与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果它们在交流一个周期内产生的热量相同，这个恒定电流值叫做这一交流电的有效值。
特点：根据电流的热效应．．．．．．，三同(相同电阻．．．．、相同时间．．．．、产生相同热量．．．．)时，直流电流(电压)叫做交流电流(电压)的有效值．2．正（余）弦式交变电流的有效值公式为：2m E E =2m I I =2m U U =※ 说明：非正（余）弦式交变电流的有效值必须根据电流的热效应来计算 3．说明：1）电气设备“铭牌”上所标的值、保险丝的熔断电流值都是有效值． 2）在交流电路中，电压表、电流表的示数均为有效值．3）没有特别说明的情况下，所给出的交流电的电压、电流值都是有效值． 4）在计算交流电产生的电功（热），电（热）功率时均用有效值。
5）电子元件上的标称值不是有效值，而是最大值，如电容器、二极管的击穿电压等。
4．描述交流电的“四值”三．相位：e＝E m sin（ωt+φ）其中“ωt＋Φ”叫做交变电流的相位；Φ是t＝0时的相位，叫做交变电流的初相位．同步练习：1．下面关于交变电流的说法中正确的是（）A．交流电器设备上所标的电压和电流值是交流的最大值B．用交流电流表和电压表测定的读数值是交流的瞬时值C．给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值D．跟交流有相同的热效应的直流的数值是交流的有效值2．一个照明电灯标有“220 V60 W”字样，现在把它接入最大值为311 V的正弦式交流电路中，则()A．灯的实际功率大小为60 W B．灯丝将烧断C．只能暗淡发光D．能正常发光3．有一交变电流如图所示，则由此图象可知()A．它的周期是0.8 sB．它的峰值是4 AC．它的有效值是2 2 AD．它的频率是0.8 Hz4．在相同的时间内，某正弦式交变电流通过一阻值为100 Ω的电阻产生的热量，与一电流为3 A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则()A．此交变电流的有效值为3 A，最大值为3 2 AB．此交变电流的有效值为3 2 A，最大值为6 AC．电阻两端的交流电压的有效值为300 V，最大值为300 2 VD．电阻两端的交流电压的有效值为300 2 V，最大值为600 V5．一个接在恒定直流电源上的电热器所消耗的电功率为P1，若把它接在电压峰值与直流电压相等的正弦式交流电源上，该电热器所消耗的电功率为P2，则P1∶P2为() A．2∶1B．1∶2 C．1∶1 D．1∶ 26．在下图所示电路中，A是熔断电流I0＝2 A的保险丝，R是可变电阻，S是交流电源．交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e＝2202sin314t V．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于()A．110 2 ΩB．110 ΩC．220 ΩD．220 2 Ω7．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T.从中性面开始计时，当t＝112T时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V，则此交变电流的有效值为()A．2 2 V B．2 V C. 2 V D.22V 8．某交变电流表串联一电阻构成交变电压表，总电阻R=2 kΩ，然后将改装的电表接到u=311sin100πt V的交流电源上，则（）A．通过电流表电流的瞬时值为0.11sin100πt AB．作为改装的电压表，其两端电压的瞬时值为311sin100πt VC．电流表的示数为0.11 AD．作为改装的电压表，其示数应为311 V9．一正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知()A．该交变电流的电压瞬时值的表达式为u＝100 sin(25t)VB．该交变电流的频率为25 HzC．该交变电流的电压的有效值为100 2 VD．若将该交变电流压加在阻值为R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W10．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图①所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，若外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图②所示，则()A．电压表的示数为220 VB．电路中的电流方向每秒钟改变50次C．灯泡实际消耗的功率为484 WD．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J11．两个相同的电阻，分别通以如图所示的正弦式交变电流和方波式交变电流，两种交变电流的最大值相等，周期相等．则在一个周期内，正弦式交变电流在电阻上产生的焦耳热Q1与方波式交变电流在电阻上产生的焦耳热Q2之比等于()A．3∶1 B．1∶2C．2∶1 D．4∶312．正弦交变电源与电阻R 、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R ＝10 Ω，交流电压表的示数是10 V ．图乙是交变电源输出电压u 随时间t 变化的图象．则( )A ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R ＝ 2cos 100πt AB ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R ＝ 2cos 50πt AC ．R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R ＝52cos 100πt VD ．R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R ＝52cos 50πt V13．电阻R 1、R 2与交流电源按照图-1方式连接，R 1＝10 Ω，R 2＝20 Ω.合上开关S 后，通过电阻R 2的正弦式交变电流i 随时间t 变化的情况如图-2所示．则( )A ．通过R 1的电流有效值是1.2 AB ．R 1两端的电压有效值是6 VC ．通过R 2的电流最大值是1.2 2 AD ．R 2两端的电压最大值是6 2 V14．将正弦交流电经过整流器处理后，得到的电流波形刚好去掉半周，如图所示，它的有效值是 （ ）A.2 AB.2 AC.22 AD.1 A15．如图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P 使加在电热丝上的电压的波形如右图所示。
此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为A ．110VB ．156VC ．220VD ．311V16.线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图示可知（ ） A ．在A 和C 时刻线圈处于磁通量变化率最大位置 B ．在A 和C 时刻穿过线圈的磁通量为最大 C 、在B 时刻到D 时刻线圈转过的角度为π弧度D ．若从B 时刻到D 时刻经过0.01s ，则在1s 内交变电流的方向改变100次17．如图8所示，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，以恒定的角速度ω绕ab 边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为S ，线圈导线的总电阻为R .t ＝0时刻线圈平面与纸面重合，且cd 边正在向纸面外转动．则( )A ．线圈中电流t 时刻瞬时值表达式为i ＝BSωR cos ωtB ．线圈中电流的有效值为I ＝BSωRC ．线圈中电流的有效值为I ＝2B Sω2RD ．线圈消耗的电功率为P ＝(BSω)22R18．将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l ，它在磁感应强度为B 、方向如图9所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n ，导线在a 、b 两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P 的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为（ ）A.(2πl 2nB )2PB.2(πl 2nB )2PC.(l 2nB )22PD.(l 2nB )2P19.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t 图像如图，则在时刻（ ） A 、t 1，t 3线圈通过中性面 B 、t 2，t 4线圈中磁通量最大 C 、t 1，t 3线圈中磁通量变化率最大D 、t 2，t 4线圈平面与中性面垂直20．如图所示，矩形线圈abcd ，面积为S ，匝数为N ，线圈电阻为R ，在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P 1和P 2以相同的角速度ω匀速转动，(P 1以ab 边为轴，P 2以ad 边中点为轴)当线圈平面从与磁场方向平行开始计时，线圈转过90°的过程中，绕P 1及P 2轴转动产生的交流电的电流大小，电量及焦耳热分别为I 1，q 1，Q 1及I 2，q 2，Q 2，则下面判断正确的是( )A.线圈绕P 1和P 2转动时电流的方向相同，都是a →b →c →d B ．q 1>q 2＝NBS/2RC ．I 1＝I 2＝(NB ωS )/2RD ．Q 1<Q 2＝πω(NBS )2/2R图1图2u V12345u /V 31121．如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是( )A．线圈先后两次转速之比为3∶2B．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零C．两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比Q a∶Q b＝3∶2D．两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比Q a∶Q b＝9∶422．电容器的两个极板间的电压如果太高，绝缘层就会击穿，损坏电容器，电容器的耐压值一般都标在外壳上。
有些电容器是用在交流电路中的。
一个标有耐压250 V的电容器，________(填“能”或“不能”)用在220 V的交流电路中。
23．小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r=5.0Ω，外电路电阻R=95Ω，则串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数为_______。
24．如图所示，此交变电流的有效值为___________.25.如图为一交流电流随时间变化的图象，交流电的有效值为．24题图26U=_______。
27．2202sin314t V，若将辉光电压为220 V的氖管接上此交流电压，则1 s内氖管的发光时间为多少？(提示：电压u≥220 V时，氖管才发光) 28．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：(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60°角时的瞬时感应电动势；(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；(4)交流电压表的示数；(5)线圈转动一周外力所做的功；(6)线圈转过60°角的过程中，通过R的电荷量是多少？。