交变电流电磁场解读
13第十三章交变电流电磁场和电磁波解读
第十三章交变电流电磁场和电磁波第一节正弦交流电的产生和变化规律一、交流电交流电的产生1．交变电流的定义：＿＿＿＿＿＿都随时间做＿＿＿＿＿＿变化的电流叫交变电流。
如图所示。
2．正弦交变电流：随时间按＿＿＿＿＿＿变化的交变电流叫做正弦交变电流。
正弦交变电流的图象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3．交变电流的产生(1)将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的轴匀速转动时，线圈中产生正弦交变电流。
(2)中性面：与磁场方向＿＿＿＿＿的平面叫中性面。
中性面的特点：①线圈转到中性面位置时，穿过线圈的磁通量＿＿＿＿＿＿＿，但磁通量的变化率为＿＿＿＿＿，感应电动势为＿＿＿＿＿＿。
②线圈转动一周，经过中性面＿＿＿次，线圈每经过中性面一次，电流的方向改变＿＿＿＿次。
二、交流电的变化规律1．交变电流的变化规律方法一：t NBS tt NBS t S NB t N e ωωωφsin cos ⋅=∆∆=∆∆=∆∆= 其最大值为：NBS ω，记为E m ，即：E m ＝NBS ω所以：e=E m sin ωt可见，线圈在匀强磁场中匀速转动时的电动势最大值E m 与线圈的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿成正比。
与线圈的形状＿＿＿关。
交流电的变化规律与线圈的形状以及转轴处于线圈平面内的哪个位置＿＿＿关。
（填“有”或“无”）。
分析线圈在磁场中转动时，通过线圈的磁通量的变化情况，有：t t BS S B m ωωθcos cos cos Φ==⋅=Φ 磁通量按余弦变化，磁通量的变化率即t ∆∆Φ按正弦变化。
也就是数学上求导一次。
感应电动势(或电流)与磁通量的图象关系如图2所示。
(1)当线圈在中性面00=θ，即垂直于磁感线时：(a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电动势、感应电流等于零。
(b)通过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率t ∆∆Φ/为零。
(2)当线圈跟中性面垂直090=θ，即平行于磁感线时：(a)感应电动势、感应电流最大；(b)磁通量为零，但磁通量的变化率t ∆∆Φ/最大。
交变电流知识点
交变电流知识点在电学领域，交变电流是一个重要的概念。
交变电流是指电流随时间周期性变化的电流。
这种电流的产生，通常是由交流发电机产生的。
下面，我们将对交变电流的一些关键知识点进行深入探讨。
交流发电机是产生交变电流的主要设备。
它由定子和转子组成，转子在磁场中旋转，导致定子中的线圈切割磁感线，从而产生电流。
因为转子的速度是变化的，所以产生的电流也是变化的。
这种变化的方式，通常被描述为正弦函数的形式。
频率：交变电流的频率是指电流每秒变化的次数。
在电力系统中，频率是保持稳定的重要因素。
如果频率波动过大，可能会对电器设备产生损害。
相位：相位是描述交变电流在时间上相对于某一基准点的位置。
在三相交流电中，每一相的相位都相对于前一相滞后1/3个周期。
有效值：有效值是衡量交变电流做功能力的值。
对于正弦波，有效值是最大值的根号2倍。
交变电流被广泛应用于电力系统中。
通过变压器和电容器等设备，我们可以调整交变电流的电压和频率，以满足不同设备的需求。
同时，在电子设备中，如电视机和电脑等，也需要用到交变电流来驱动屏幕和芯片等元件。
交变电流和直流电流的主要区别在于电流的变化方式。
直流电流的大小和方向都不随时间变化，而交变电流的大小和方向则随时间周期性变化。
这种变化特性使得交变电流可以在变压器等设备中实现电压的变换，这是直流电流无法做到的。
交变电流是电学中的一个重要概念，它在电力系统和电子设备中有着广泛的应用。
理解交变电流的基本概念和特性，对于理解电力系统的运行原理以及电子设备的构造和工作原理都具有重要的意义。
希望读者通过本文对交变电流有更深入的了解。
交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电交变电流的产生：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动产生交变电流产生条件：线圈作切割磁感线运动，但电路闭合。
产生条件：产生正弦式交流电的装置是正弦式交流发电机，是由电磁感应现象产生。
变化规律：中性面位置(线圈平面与中性面垂直)，线圈导线的运动方向与磁场方向平行，线圈中没有电流。
高考物理电磁交变电流知识点总结
高考物理电磁交变电流知识点总结高考物理中，电磁交变电流是一个重要的知识点。
下面将对电磁交变电流的相关知识点进行总结。
1. 交变电流和直流电流的区别：交变电流和直流电流是相对而言的。
直流电流是指电流方向不变的电流，电流大小保持不变；而交变电流是指电流的方向和大小都随时间不断变化的电流。
2. 电磁感应定律：电磁感应定律是描述磁场变化对电路中感应电动势产生的作用的定律。
根据电磁感应定律，当磁场发生变化时，会在电路中产生感应电动势，从而产生感应电流。
3. 交流电路中的电感、电容和电阻：在交流电路中，电感、电容和电阻的相互作用对电路中的电流和电压起着重要影响。
- 电感对交流电流的作用：电感（线圈）对高频交流电有较大的阻碍作用，在电路中产生感抗（XL）。
- 电容对交流电流的作用：电容对低频交流电有较大的阻碍作用，在电路中产生容抗（XC）。
- 电阻对交流电流的作用：电阻对交流电流的阻碍作用不变，产生的阻抗（R）是常数。
4. 交流电压的表示方式：交流电压的大小可用有效值（也称为RMS值）表示，即将交流电压的平方值取平均后开根号。
有效值与直流电压相等时，二者具有相同的功率传输能力。
5. 交流电路中的频率：交流电路中，频率（f）是指单位时间内交流电流或电压的变化次数。
频率的单位是赫兹（Hz）。
交流电路中的频率对电路中元件的选择和性能有重要影响。
6. 交流电路中的有功功率和无功功率：- 有功功率：在交流电路中，电阻所消耗的功率称为有功功率，用来产生有用的功效。
- 无功功率：在交流电路中，电感和电容所消耗的功率称为无功功率，没有直接做功用。
7. 交流电路中的复数表示法和相量图表示法：- 复数表示法：利用复数表示交流电压和电流的大小和相位关系。
例如，电压U和电流I可以用复数U=U'+jU''和I=I'+jI''表示，其中U'、I'表示电压和电流的幅值，U''和I''表示电压和电流的相位差。
交变电流电磁场和电磁波
交变电流电磁场和电磁波、正弦交变电流1. 正弦交变电流的产生当闭合线圈由中性面位置（图中 0102位置）开始在匀强磁场中 匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函 数：e=E m sin ®t ，其中E m =nBS ®。
这就是正弦交变电流。
2. 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。
⑴只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的 42 /2倍。
⑵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。
（电容器的耐压值是交流的最大值。
）3•正弦交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别。
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。
它们的关系为：E=E m / . 2，e=E m Sin ® t 。
平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：E n —。
特别要注意，有效值和平均值是不同的两个物理量，千万不t可混淆。
生活中用的市电电压为220V ，其最大值为220 2 V=311V （有时写为310V ），频率 为50H z ,所以其电压即时值的表达式为 u=311sin314tV 。
例1.交流发电机的转子由 B // S 的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V ，那么当线圈转过30°时交流电压的瞬时值为 ______ V 。
例2.通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。
求该交流电的有效值 例3.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3,线圈内电阻为r ，外电路 电阻为R 。
高中物理实验16
加的电压为
信号 电压(如正弦波)，这两个电压的作用类似
《 走 向 高 考 》 高 考 总 复 习 · 物 理
“单摆振动图象的描绘”的演示实验的两个运动(扫描电 压相当于平板的拖动，信号电压相当于沙漏的摆动)，能 够使电子在荧光屏上呈现出信号电压随时间的变化规律．
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第13章 交变电流
考 点 完 全 解 读 方 法 规 律 技 巧 课 后 强 化 作 业
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第13章 交变电流
考 点 完 全 解 读 方 法 规 律 技 巧 课 后 强 化 作 业
电磁场和电磁波
2．电子枪发射电子束，电子束通过加速电场加速 后，在 偏转电极 的作用下发生偏转． 3．极板XX′所加电压为(锯齿波) 扫描 电压，极板YY′所
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第13章 交变电流
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电磁场和电磁波
4．观察按正弦规律变化的电压的图线 (1)将扫描范围旋钮置于10挡～100挡，衰减调节旋钮 置于“”挡． (2)调节扫描微调旋钮，使屏上出现完整且稳定的正
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合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内．
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第13章 交变电流
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电磁场和电磁波
(2)如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，应
将 __________ 钮 置 于 __________ 位 置 ， 然 后 调 节 __________钮．
交变电流电磁场与电磁波
交变电流考试要求：1．交变电流（1）大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电． （2）方向不随时间变化的电流称为直流电． 2．正弦式电流（1）按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流，简称正弦式电流． （2）产生①装置：如图甲所示，当磁场中的线圈连续转动时，流过电流表的电流方向就会发生周期性变化，产生交变电流．②过程分析：如图乙所示为线圈abcd 在磁场中绕轴OO’转动的截面图，ab 和cd 两个边要切割磁感线，产生电动势，线圈上就有了电流（或者说穿过线圈的磁通量发生变化而产生了感应电流）．具体分析可从图中看出：图①时，导体不切割磁感线，线圈中无电流；图②时，导体垂直切割磁感线，线圈中有电流，且电流从a 端流入；图③同图①；图④中电流从a 端流出；图⑤同图①，这说明电流方向发生了变化．线圈每转一周，电流方向改变两次，电流的方向改变的时候就是线圈中无电流的时刻（或者说磁通量最大的时刻）．由于在线圈转一周的过程中，线圈的磁通量有两次达到最大，故电流的方向在线圈转动一周的过程中改变两次，我们把线圈平面垂直于磁感线的位置叫做中性面．（中性面的特点：①线圈转到中性面位置时，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；②线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过一次中性面，电流的方向就改变一次．）（3）中性面：线圈平面垂直于磁感线时，线圈中的感应电流为零，这一位置叫中性面．线圈平面经过中性面时，电流方向就发生改变．线圈绕轴转一周两次经过中性面，因此感应电流方向改变两次．（4）变化规律：从中性面开始计时，电动势、电压和电流的瞬时值表达式为 sin m e E t ω=，sin m u U t ω=，sin m i I t ω=（5）图像：从中性面开始计时，图像为正弦曲线；从垂直于中性面的位置开始计时，图像为余弦曲线．3．描述交变电流的物理量 （1）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：秒。
电磁感应与交变电流
Ff=μ FN
FN=mg
F0 解得μ = 2mg
(2)根据功能关系可知导体棒MN克服安培力做功将 机械能转化为电能,在电路中电能转化为电热,电路 1 F0 中的总电热Q总=x 2 设导体棒的电阻值为r,根据电路串联关系可知
r Q总 Q R Q总
解得r=R(1-
(3)两位同学画的图线都不正确. 设导体棒运动的速度大小为v,产生的感应电动势为E, 感应电流为I F安=BIl I= E=Blv
电磁感应中能量转化问题
例3 (2009·徐州市第三次调研)如图6-1-8所示,
正方形线框abcd放在光滑绝缘的
水平面上,其边长L=0.5m、质量m =0.5kg、电阻R=0.5Ω ,M、N分别 为线框ad、bc边的中点.图示两个 图6-1-8 虚线区域内分别有竖直向下和向上的匀强磁场,磁感
应强度均为B=1T,PQ为其分界线,线框从图示位置以
1 2 mvm +Q1+Q2 mgLsinθ = 2 解得vm=4m/s
(2分) (1分)
(3)棒到底端时回路中产生的感应电流
Bdvm Im= =2A Rr
(1分)
根据牛顿第二定律有mgsinθ -BImd=ma
解得a=3m/s2 答案 (1)0.6V (2)4m/s (3)3m/s2
(1分)
(1分)
3.线圈穿越方向相反的两磁场时,要注意有两条
边都切割磁感线产生感应电动势.
预测演练1 如图6-1-3所示,在MM′、NN′区域中 存在垂直纸面向里,宽为2L的匀 强磁场.一导线框abcdefg位于纸 面内,总电阻为R,其中ab、bc、
de、ga四边长度均为L,fg、cd 图6-1-3 1 边长度为 L ,ab边与磁场边界MM′重合.从t=0时 2 刻开始,线框以速度v匀速穿过磁场区域,以逆时针方
12交变电流、电磁场、电磁波概述
交变电流 电磁场 电磁波1、交变电流的产生(1)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，简称交流。
(2)中性面一、知识网络二、画龙点睛概念①中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置，或瞬时感应电动势为零的位置。
②中性面的特点a ．线圈处于中性面位置时，穿过线圈的磁通量Φ最大，但Φt∆∆＝0； b ．线圈经过中性面，线圈中感应电流的方向要改变。
线圈转一周，感应电流方向改变两次。
线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。
(3)交变电流的产生下图是交流发电机矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程的示意图，图中只画出了一匝线圈。
线圈在不断转动，电路中电流的方向也就不断改变，交变电流就是这样产生的。
2、交变电流的图象和变化规律 (1)交变电流的图象①波形图：反映电压(或电流)随时间变化规律的图象，叫做波形图。
②交变电流图象的特点：家庭电路中交变电流的波形图象为正弦曲线。
(2)交变电流的变化规律如果线圈从中性面开始计时，逆时针方向匀速转动，角速度ω，经时间t ，线圈转到图示位置，ab 边与cd 边的速度方向与磁场方向夹角为ωt ，如图所示。
e ＝E m sin ωt i ＝I m sin ωt u ＝U m sin ωt交变电流的最大值表达式 E m ＝NBS ω甲 乙 丙 丁 戊I m＝NBS R rω+U m＝I m R＝NBSR rω+R(3)交变电流的类型①正弦式电流：随时间按正弦规律变化的电流，叫做正弦式电流。
正弦式电流是一种又最基本的交变电流，家庭电路中的交变电流就是正弦式交变电流。
②其它形式的交变电流实际中应用的交变电流，不只限于正弦交变电流，它们随时间的变化规律是各种各样的。
几种交变电流的波形。
3、交流发电机(1)交流发电机的组成①电枢和磁极：交流发电机构造比模型复杂得多，但基本组成都是有产生感应电动势的线圈（通常叫电枢）和产生磁场的磁极。
AAA交变电流 电磁场和电磁波
交变电流 电磁场和电磁波【知识网络】 产生：线圈在运长磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动一．交变电流的产生和规律【考点透视】一、考纲指要1． 交流发电机及其产生正弦电流的原理。
（Ⅱ） 2． 正弦交流电的图像和三角函数表达。
（Ⅱ） 3． 最大值与有效值，周期与频率。
（Ⅱ）交流电变化规律瞬时值表达式：e=Esin ωt 峰值 E m =nBS ω 有效值：E= E =E m /2 原理：电磁感应远距离输电：为了减少输电导线上的功率损失和电压损失，当输送功率一定时，通过提高输电电压减少输电电流，以达到减少功率损失的目的电压与匝数的关系：2121n n U U = 电流与匝数的关系：只有一个副线圈：12212211,n n I I I U I U ==有多个副线圈：U 1I 1=U 2I 2+U 3I 3＋。
电磁振荡交流电磁振荡电磁波麦克斯韦电磁理论波速：v=λ f特点：无线电波的发射和接受 理想变压器应用：电视、雷达4． 电容、电感、电阻对交变电流的影响。
（I ） 二、命题落点1．理解交流电的产生。
如例1。
2．交流电的图像，最大值、有效值综合应用。
如例2。
3．交流电平均值、有效值的区别。
如例3【典例精析】例1：交流发电机的转子由B ∥S 的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V ，那么当线圈转过30°时交流电压的瞬时值为＿＿V 。
解析：电压表的示数为交流电压的有效值，由此可知最大值为U m =2U =20V 。
而转过30°时刻的瞬时值为u =U m cos30°=17.3V 。
例2：通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。
求该交流电的有效值I 。
解析：该交流周期为T =0.3s ，前t 1=0.2s 为恒定电流I 1=3A ，后t 2=0.1s 为恒定电流I 2= -6A ，因此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据有效值的定义，设有效值为I ，根据定义有：I 2RT =I 12Rt 1+ I 22Rt 2 带入数据计算得：I =32A例3：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 。
高中物理：交变电流详解
高中物理：交变电流详解交变电流发电机产生的电动势是随时间做周期性变化的，因而用电器中的电流，电压也做周期性变化，这样的电流就做交流电流，简称交流（AC）。
方向不随时间变化的电流称为直流。
（DC）1交变电流的产生1、实验装置：如图所示，当磁场中的线圈转动时，流过电流表的电流方向就会发生改变，产生交变电流。
定义：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流。
过程分析如图所示为线圈abcd在磁场中绕轴OO＇转动时的截面图，ab和cd两个边要切割磁感线，产生电动势，线圈上就有了电流（或者说穿过线圈的磁通量发生变化而产生了感应电流）。
具体分析可从下图中看出，图①时，导体不切割磁感线，线圈中无电流；图②时，导体垂直切割磁感线，线圈中有电流，且电流从a端流入；图③同图①；图④中电流从a端流出，这说明电流方向发生了改变。
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）。
由于线圈转一周的过程中，线圈的磁通量有两次达到最大，故电流的方向在线圈转一周的过程中改变两次，我们把线圈平面垂直于磁感线时的位置叫做中性面。
线圈转至中性面时，虽然磁通量最大，但磁通量的变化率却最小等于零（导体不切割磁感线）。
线圈垂直中性面时，虽然磁通量等于零，但是磁通量的变化率却最大。
中性面（1）中性面：指与磁感线垂直的平面。
（2）特点①当线圈处于中性面时，磁通量最大，磁通量变化率为零，ε=0，各边均不切割磁感线。
②当线圈转至中性面时，电流方向发生改变。
③线圈转动一周，电流方向改变两次。
2、交变电流的变化规律交变电流的数学表示式正弦交流电的电动势、电流和电压可由下图表示。
正弦交流电的变化规律线框在匀强磁场中匀速转动1．当从中性面位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：即e=εmsinωt，i＝Imsinωtωt是从该位置经t时间线框转过的角度；ωt也是线速度V与磁感应强度B的夹角；是线框面与中性面的夹角。
第十三单元交变电流电磁场和电磁波
圈内阻为5.0 Ω ，现外接一只电阻为95.0 Ω 的灯泡，如图
62-7乙所示，则（ ）
图62-7
A.电压表
的示数为220 V
B.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 W D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J 【解析】电压表示数为灯泡两端电压的有效值,由图象知 电动势的最大值Em=220 U=
【答案】D
2.（2008年广东物理卷）小型交流发电机中,矩形金属线
圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函 数关系,如图62-8所示.此线圈与一个R=10 Ω的电阻构成闭合 电路,不计电路的其他电阻,下列说法正确的是（ ）
图62-8
A.交变电流的周期为0.125 s B.交变电流的频率为8 Hz
B.线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势 C.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是 a→b→c→d D.线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc 边受到的安培力 【解析】设ab、dc边长为L1，ad、bc边长为L2,线圈绕P1 转动时，在图示位臵有：
e1=B·L1·ω·L2=BSω
图62-6
(1)电流表和电压表的示数.
(2)从图示位置开始经过 量. 【解析】(1)图示位臵时，线圈的感应电动势最大，为： 2 πn Em= NBSω=NBS =62.8 V 60 Em 有效值E= =44.4 V 由分压原理可知，电压表的示数为22.2 V
2
1 60
s时感应电动势的瞬时值.
(3)从图示位置开始转过30°角的过程中通过灯泡的电荷
1 60
方法概述
1.考虑电容、半导体、氖管等是否会被击穿，通电时， 需比较交流电的最大值是否大于它们的耐压值. 2.考虑保险丝会被熔断,计算交流发电机转化的电能、电 流的热效应时，须取交流电的有效值进行比较或计算.
第13章 交变电流 电磁场 电磁波2013高考导航
常以选择题形式出现．
2.交变电流的四值计算以及变压器的原
理和应用是高考考查的热点，题型以选
择题为主．
3.考查电磁波的传播规律、波速公式．
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
4.考查用示波器观察亮斑、正弦信号 等的简单操作． 5.本章知识与生产、生活联系紧密， 理论联系实际的题目出现的可能性较 大，如涉及民生的远距离输电问题.
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
第十三章 交变电流 电磁场 电磁波
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
2013高考导航
考纲展示 1.交流发电机及其产生正弦交流电的 原理．正弦式电流的图象和三角函数 表达式．最大值与有效值，周期与频
Hale Waihona Puke 率Ⅱ第十三章交变电流 电磁场 电磁波
2.电阻、电感和电容对交变电流的作
用Ⅰ
3.变压器的原理．电压比和电流比(只
要求讨论单相理想变压器)Ⅱ
4.电能的输送Ⅰ
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
5.电磁场、电磁波．电磁波的周期、 频率、波长和波速Ⅰ 6.无线电波的发射和接收Ⅰ 7.电视．雷达Ⅰ 8.实验十七：练习使用示波器
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
命题热点 1.考查交流电的产生、图象和表达式，
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
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高中物理交变电流知识详解
高中物理交变电流知识详解一、 交流电的产生及变化规律基础知识一．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变电流叫正弦式电流，正弦式电流产生于在匀强电场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里，线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。
二．正弦交流电的变化规律线框在匀强磁场中匀速转动．1．当从图12—2即中性面．．．位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：即 e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωtωt 是从该位置经t 时间线框转过的角度；ωt 也是线速度V 与磁感应强度B 的夹角；。
是线框面与中性面的夹角2．当从图位置开始计时：则：e=εm cos ωt ， i ＝I m cos ωtωt 是线框在时间t 转过的角度；是线框与磁感应强度B 的夹角；此时V 、B 间夹角为（π/2一ωt ）．3．对于单匝矩形线圈来说E m =2Blv =BS ω； 对于n匝面积为S 的线圈来说E m =nBS ω。
对于总电阻为R的闭合电路来说I m =m E R三．几个物理量1．中性面：如图所示的位置为中性面，对它进行以下说明：（1）此位置过线框的磁通量最多．（2）此位置磁通量的变化率为零．所以 e=εm sin ωt=0， i ＝I m sin ωt=0（3）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．交流电的最大值：εm ＝B ωS 当为N 匝时εm ＝NB ωS（1）ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，nad/s（注意rad 是radian 的缩写，round/s 为每秒转数，单词round 是圆，回合）．（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 在同一直线上．（3）最大值对应图中的t 1、t 2时刻，每周中出现两次．3．瞬时值e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωt 代入时间即可求出．不过写瞬时值时，不要忘记写单位，如εm =2202V ，ω=100π，则e=2202sin100πtV ，不可忘记写伏，电流同样如此．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）有效值跟最大值的关系εm =2U 有效，I m =2I 有效（2）伏特表与安培表读数为有效值．（3）用电器铭牌上标明的电压、电流值是指有效值．5．周期与频率：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 ）．规律方法一、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．（6）61周期内通过R 的电量为多少？ 解析：（1）感应电动势的最大值，εm ＝NB ωS ＝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=N ΔΦ/Δt=2．6V（4）电压表示数为外电路电压的有效值： U=r R +ε·R ＝2143⋅×54=1．78 V （5）转动一周所做的功等于电流产生的热量 W ＝Q ＝（2m ε）2（R十r ）·T ＝0．99J（6）61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】磁铁在电器中有广泛的应用，如发电机，如图所示。
交变电流 电磁场
专题七 交变电流 电磁场考情动态分析交变电流、电磁场部分内容相对稳定，只是对感抗和容抗不作要求.题型以选择题为主，难度中等偏下重点考查交流电的产生原理、图象、表达式及交流电的“四值”、变压器原理、远距离输电的线路损耗问题，特别是与有效值相关的电功、功率、电热问是高考间距性热点..至于电磁场的有关知识，因其不属于高中物理的重点内容，考查的机会不是太多，但也不能因此而放弃对其基本内容的理解和认识. 考点核心整合1.交变电流的表征量及其意义方向和强弱都随时间呈周期性变化的电流叫做交变电流，其中方向和强弱随时间按正弦规律变化的交变电流称为正弦交变电流.交变电流的瞬时值是交变电流某一时刻的值，它可以准确地描述交变电流变化的规律. 交变电流的最大值即最大的瞬时值，它是用来描述交变电流变化幅度的.N 匝面积为S 的线圈在匀强磁场B 中绕垂直于磁场方向的轴以角速度ω匀速转动时，线圈中产生的交变电动势的最大值E m =NBS ω.交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，即把和交变电流热效应相同的直流电的值叫做交变电流的有效值.对正弦交变电流，其有效值=2最大值，对不同变化规律的交变电流，其有效值和最大值的关系只能根据有效值的定义，结合交变电流的变化规律进行推导，而不能简单套用上述关系.交变电流的有效值，是在实际中使用最广泛的，交流电表测定的值、各种用电器铭牌上的标称值等都是交变电流的有效值，且在以有效值表示交变电流的情况下，直流电路中的一些规律在交变电路中是通用的. 2.远距离输电和变压器由于输电导线电阻R 线的存在，输电过程中不可避免地存在电能损耗P 损=I 2R 线.减小输电线路中的电流I ，是减少输电过程中电能损耗最有效的方法.由P=UI 知，提高输电电压可减小输电电流，所以远距离输电要用高压.由于各种用电器的额定电压都远低于远距离输电需要的高电压，且不同用电器的额定电压也有所不同，所以从发电到输电再到用电的整个过程中，要不断地改变电路电压.变压器就是用来改变电压的装置.变压器是利用互感原理完成变压工作的.对理想变压器，其原、副线圈两端的电压U 1和U 2，原、副线圈中的电流I 1和I 2，原、副线圈分别输入、输出的功率P 1和P 2，及原、副线圈的匝数n 1和n 2之间，存在如下关系： 21121212,n n I I n n U U ==,P 1=P 2.其中，电压、功率关系对任何变压器都是适用的，但电流关系则只适用于原、副线圈各有一个的理想变压器. 3.电磁场麦克斯韦电磁理论告诉我们，变化的磁场可产生电场，振荡的磁场则产生同频率振荡的电场.反之亦然.可见，振荡的电场和振荡的磁场是不可分割的，其所组成的统一体即是电磁场.电磁场是不能被局限在有限的空间内的，它会在空间传播，这就形成了电磁波.电磁波是一种特殊的物质，它的传播不需要介质，且以横波形式传播，在真空中的传播速度为c=3.0×108 m/s.考题名师诠释【例1】 (2006江苏高考，8)如图3-7-1所示电路中的变压器为理想变压器，S 为单刀双掷开关，P 是滑动变阻器R 的滑动触头，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 1、I 2分别为原线圈和副线圈中的电流，下列说法正确的是（ ）图3-7-1A.保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则R 上消耗的功率减小B.保持P 的位置及U 1不变，S 由a 切换到b ，则I 2减小C.保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则I 1增大D.保持U 1不变，S 接在b 端，将P 向上滑动，则I 1减小 解析：S 由b 切换到a 时，副线圈匝数n 2增多，则输出电压U 2=121n n U 增大，R 1上消耗的功率P=RU22增大，由变压器功率关系可知，其输入功率也增大，故输入电流I 1=1U P 增大，所以A 错C 对；S 由a 切换到b 时，副线圈匝数减少，则输出电压U 2减小，I 2=RU 2减小，B对；P 向上滑动时，R 减小，I 2增大，由电流与匝数的关系可知，I 1增大，D 错. 答案：BC点评：解决此类问题的关键是分清变量与不变量，弄清变量间“谁”决定“谁”的关系，即输出电压由输入电压和匝数比决定，输入功率由输出功率决定，输入电流又由输出电流和匝数比决定，输出电流由输出电压和负载电阻决定.【例2】 (2006广东高考，14)某发电站的输出功率为104kW ，输出电压为4 kV ，通过理想变压器升压后向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1.5×10-4m 2，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=ρSl 2=2.4×10-8×43105.110802-⨯⨯⨯Ω=25.6 Ω输电线路损失功率为输出功率的4%，则 4%P=I 2r 代入数据得I=125 A 由理想变压器P 入=P 出及P=UI 得 输出电压U=125107=I P V=8×104V（2）输电线路上电压损失U ′=Ir=125×25.6 V=3.2×103 V 答案：（1）80 000 V （2）3 200 V点评：（1）输电问题是和生活密切相关的，本例体现了高考重视理论联系实际问题的命题导向.（2）构建清晰的输电原理图即“发电站→升压器→输电线→降压器→用电器”，弄清各单元相关量的关系，选择合适的规律成为解决此类问题的关键.【例3】 (经典回放)曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，图3-7-2甲为其结构示意图.图中N 、S 是一对固定的磁极，abcd 是固定在转轴上的矩形线框.转轴过bc 的中点,与ab 边平行， 它的一端有一半径r 0=1.0 cm 的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图3-7-2乙所示.当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动.设线框由N=800匝导线圈组成，每匝线圈的面积S=20 cm 2，磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度B=0.010 T ，自行车车轮的半径R 1=35 cm ，小齿轮的半径R 2=4.0 cm ，大齿轮的半径R 3=10.0 cm （见图3-7-2乙）.现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大时才能使发电机输出电压的有效值U=3.2 V?（假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动）图3-7-2解析：线圈在匀强磁场中匀速转动时产生正弦交变电流，线圈中感应电动势的有效值E 和输出电压的有效值U 相等，而线圈中感应电动势的最大值E m =2E=NBS ω0.由题设数据可求ω0，再利用各种传动中线速度、角速度及半径的比例关系，即可求出大齿轮的角速度ω3.设线圈（或摩擦小轮）、小齿轮（或自行车车轮）、大齿轮的角速度分别为ω0、ω2和ω3，则有E m =NBS ω0 ① E m =2U②120r R =ωω③3223R R =ωω④解①②③④式得：ω3=3.23 rad/s.答案：3.23 rad/s点评：善于把实际问题转化为物理模型，是近几年高考重点考查的一种能力，也是用物理规律处理实际问题所必须具备的，平时应注意加强此种能力的训练和培养.另外，熟记并能灵活运用各种传动中角速度、线速度、半径间的关系是解决此题的又一关键.。
交变磁场的原理
交变磁场的原理交变磁场是指磁场的大小和方向随时间而变化的现象。
在物理学中，我们经常会遇到交变磁场，比如变压器、感应电动机等设备都是利用交变磁场的原理工作的。
那么，交变磁场的产生原理是什么呢？让我们来一探究竟。
首先，我们知道磁场是由电流产生的。
当电流通过导线时，会在导线周围产生磁场。
而当电流的大小或方向发生变化时，磁场也会随之发生变化。
这就是交变磁场产生的基本原理。
在交变电流通过导线时，磁场的大小和方向都会随着电流的变化而变化。
这是因为交变电流会导致导线周围的电荷不断变化，从而产生变化的电流，进而产生变化的磁场。
除了导线周围的磁场变化外，交变电流还会在空间中产生交变磁场。
这是因为根据安培环路定律，通过任意闭合曲线的磁通量的变化率等于这条曲线所围成的表面上的电流密度的总和。
因此，当电流发生变化时，会导致空间中的磁场也发生变化。
另外，根据法拉第电磁感应定律，磁场的变化会诱导出感应电动势。
因此，当交变磁场通过导体回路时，会产生感应电流。
这也是变压器和感应电动机等设备能够正常工作的原理。
除了上述原理外，交变磁场还有许多应用。
比如在通信领域，交变磁场可以用来传输信息；在医学领域，交变磁场可以用来成像；在能源领域，交变磁场可以用来发电等等。
总的来说，交变磁场的产生原理是由交变电流产生的变化的磁场所致。
这种变化的磁场不仅在导线周围产生，还会在空间中产生，同时还会诱导出感应电动势。
这种原理不仅在物理学中有重要应用，还在工程技术和其他领域有着广泛的应用前景。
希望通过本文的介绍，读者能对交变磁场的原理有所了解，并能够将其应用到实际生活和工作中。
《交变电磁场》课件
在电场的作用下，物质的分子或原子会发生极化现象，即正 负电荷中心分离，形成电偶极子。
磁场对物质的作用
磁场对物质的磁化作用
在磁场的作用下，物质的分子或原子会发生磁化现象，即产生磁偶极矩，形成磁畴结构 。
磁场对物质的洛伦兹力作用
在磁场和运动电荷的共同作用下，电荷会受到洛伦兹力的作用，导致电荷的运动轨迹发 生偏转。
THANKS
新型材料在交变电磁场领域的应用将进 一步拓展，为电磁场理论和技术的发展 提供新的思路和方向。
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详细描述
随着科技的不断发展，新型材料如碳纳米 管、石墨烯等在交变电磁场领域的应用逐 渐受到关注。这些新型材料具有优异的电 学、热学和力学性能，为交变电磁场的发 展提供了新的可能性。
高频、高强度交变电磁场的研究
《交变电磁场》PPT课件
contents
目录
• 交变电磁场概述 • 电磁场基本理论 • 交变电磁场的产生与变化 • 交变电磁场对物质的作用 • 交变电磁场的应用实例 • 交变电磁场的发展趋势与展望
01
交变电磁场概述
定义与特性
总结词
交变电磁场的定义和特性
详细描述
交变电磁场是指电磁场的强度、方向和相位随时间变化的电磁场。它具有周期 性、振荡性和方向性的特点，是电磁波传播的媒介。
交变电磁场对物质的综合作用
交变电磁场对物质的电动力学效应
在交变电磁场的作用下，物质中的电荷和电流会受到电动力学的效应，如电磁感应、电磁波的传播等 。
交变电磁场对物质的热效应
在交变电磁场的作用下，物质会产生热效应，即电磁能转化为热能，引起物质温度的升高。
05
交变电磁场的应用实例
交流电机的原理与应用
交变磁场的原理
交变磁场的原理交变磁场是指磁场的大小和方向随时间变化的情况。
在自然界和工程技术中，交变磁场是一种非常普遍的现象，例如交变电流在导线中产生的磁场、变压器中的磁场变化等。
了解交变磁场的原理对于我们理解电磁学的基本原理以及在电力系统、通讯系统等领域的应用具有重要意义。
在交变磁场中，磁感应强度B和磁场中的磁通量Φ都随时间变化，其变化规律可以用下面的公式描述：Φ = B·S·cos(ωt)。
其中，Φ表示磁通量，B表示磁感应强度，S表示磁场的面积，ω表示角频率，t表示时间。
从上面的公式可以看出，磁通量随时间的变化是以角频率ω进行正弦或余弦振荡的。
交变磁场的产生主要有两种方式，一种是通过交变电流在导线中产生的磁场，另一种是通过交变磁场感应产生的电动势。
在交变电流通过导线时，由于电流的大小和方向随时间变化，产生的磁场也会随之变化。
根据安培环路定理和法拉第电磁感应定律，我们可以得到导线周围的磁场随时间的变化规律。
而在变压器中，交变磁场的产生则是通过交变电流在初级线圈中产生的磁场感应到次级线圈中，从而产生电动势，实现能量的传递和转换。
交变磁场的原理不仅在理论研究中有着重要的地位，而且在工程技术中也有着广泛的应用。
在电力系统中，我们常常需要对交变磁场进行分析和计算，以确保电力设备的正常运行和电能的有效传输。
在通讯系统中，交变磁场也是信息传输的重要媒介，例如在变压器中通过交变磁场实现信号的传输和隔离。
总之，了解交变磁场的原理对于我们深入理解电磁学的基本原理以及在工程技术中的应用至关重要。
通过对交变磁场的研究，我们可以更好地设计和优化电力系统、通讯系统等工程设备，为社会经济的发展和人类生活的改善做出贡献。
希望本文能够帮助读者对交变磁场的原理有一个更加清晰的认识，激发大家对电磁学和工程技术的兴趣和热情。
2011第十一章交变电流电磁场电磁波解读
第十一章 交变电流 电磁场和电磁波一、正弦交变电流1．正弦交变电流的产生如甲图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，或如乙图所示，垂直穿过固定线圈的匀强磁场的磁感应强度随时间按正弦规律变化，以上两种情况下，穿过线圈的磁通量φ的瞬时值变化规律都是φ=BS sin ωt ，线圈内感应电动势的瞬时值变化规律都是e=φ´=BS ωcos ωt ，两种不同情景下产生感应电动势的效果是完全一样的（若是n 匝线圈则e=nBS ωcos ωt ）。
这就是正弦（余弦）交变电流。
以上两种情况的共同特点是：φ(t )和u (t )必然互为余函数。
磁通量ф瞬时值最大Φm =BS 时，感应电动势的瞬时值e =0；磁通量ф瞬时值最小Φ=0时，感应电动势的瞬时值最大e m = nBS ω。
2．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。
⑴只有正（余）弦交变电流的有效值才一定是最大值的22倍。
⑵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。
（电容器的耐压值是交流的最大值。
）3．正弦交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值，特别要注意它们之间的区别。
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。
它们的关系为：m E E 22=，e =E m sin ωt 。
平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：tn E ∆∆Φ=。
特别要注意，有效值和平均值是不同的两个物理量，千万不可混淆。
我国日常生活用的市电电压为220V ，其最大值为U m =2202V=311V ，频率为50H Z ，所以其电压瞬时值的表达式为u =311sin314t V 。
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第1课时 正弦交流电的产生及描述班级______姓名____________【知识梳理】1． 正弦交流电的产生：线圈在匀强磁场中的匀速转动。
正弦交流电有两种：一种是电枢旋转式发电机，另一种是磁极旋转式。
2． 正弦交流电的数学表达：电动势 t E e m ωsin =，其中E m =nBSω、ω为发电机转子的转动角速度，也称之为交流电的角频率，交流电的周期ωπ2=T 。
对于交流电的输出电压、电流随时间的变化函数可通过全电路欧姆定律与外电路欧姆定律推导，但同期一定是相同的。
3． 交流发电机在匀速转动过程中，在线圈平面垂直于磁场时(该平面称之为中性平面)，此时的电动势为零，即此时的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，在线圈平面与磁场平行时，虽然磁通量为零，但感应电动势最大，磁通量的变化率最大。
4． 交流电的有效值：如果交流电在某一电阻上产生的热效应与直流电的热效应相同，我们将直流 电的电流或电压值称之为该交流电的有效值。
对正弦交流电的有效值与最大值间的关系为：2m I I =、2m E E =、2m U U =。
5． 在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压、额定电流、交流电流表和交流电压表指示的电流、电压、保险丝的熔断电流都是有效值。
若没有特别说明(包括在题目中)，提到的电流、电压、电动势时，都是指有效值。
电容器的耐压值是交变电流的最大值。
6． 明确：交变电流中的“四值”（以电压为例）在研究电容器的耐压值时只能应用最大值；在研究某一时刻线圈受到的电磁力时，只能用瞬时值；在研究交流电的热效应，只能用有效值；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。
【典型例题】例1 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匀速转动产生的电动势e-t 图像如图所示，则下列说法中正确的是（ ）A ．t 1时刻通过线圈的磁通量为零B ．t 2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大C ．t 3时刻通过线圈的磁通量变化率绝对值最大D ．每当电流变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大例2 如图所示，一个匝数为10的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 ；若把万用电表的选择开关拨到交流电压档，测得a 、b 两点间的电压为20V ，则可知：从中性面开始计时，当t =T /8时，穿过线圈的磁通量的变化率约为（ ）A ．1.41Wb/sB ．2Wb/sC ．14.1Wb/sD ．20Wb/s例3 有一个电子器件，当它两端的电压高于100V时导电，等于或小于100V时则不导电。
若把这个电子器件接到100V、50Hz的正弦交流电源上时，这个电子器件将（）A．不导电B．每秒钟内导电50次C．每秒钟导内电100次D．每次导电的时间为0.005s例4 计算下列两种交变电流的有效值。
例5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）线圈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°时的瞬时感应电动势；（3）如果从中性平面开始记时，写出发电机输出电压的瞬时表达式；（4）设发电机由柴油机带动，其它能量损失不计，则线圈转一周，柴油机要做多少功？（5）从图示位置开始,线圈转过60°的过程中通过电阻R的电量是多少？例6 曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，图甲为其结构示意图．图中N、S是一对固定的磁极，abcd是固定在转轴上的矩形线框．转轴过bc的中点、与ab边平行，它的一端有一半径r0=1.0 cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图乙所示．当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动．设线框由N=800匝导线圈组成，每匝线圈的面积S=20 cm2，磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度B=0.01 T，自行车车轮的半径R1=35 cm，小齿轮的半径R2=4.0 cm，大齿轮的半径R=10.0 cm（见图乙）．现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U=3.2 V?（假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动）【巩固练习】1．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示．则下列说法正确的是（ ）A ．t =0时刻，线圈平面与中性面垂直B ．t =0.01s 时刻，Φ的变化率最大C ．t =0.02 s 时刻，交流电动势达到最大D ．该线圈相应产生的交流电动势的图象如图乙所示．2．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 、方向如图所示的匀强磁场中匀速转动，转速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，其余部分电阻不计，灯泡的电阻应为（ ）A ．P nB l 22)2(π B ．PnB l 22)(2π C ．P nB l 2)(22 D ．PnB l 22)( 3．面积为S 的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图甲、乙所示的磁场中，甲图中是磁感应强度为B 0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T 绕OO ’轴做匀速转动；乙图中的磁场的变化规律为B =B 0cos t T π2，从图示时刻（t =0时刻）起计时，则（ ）A ．两线圈中的磁通量变化规律均为ϕ=B 0Scos t T π2B ．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C ．两线圈中产生的交流电流的有效值不同D ．从此刻起，T /4时间内流过线圈截面的电量相同4．（2005年北京卷）正弦交流电源与电阻R 、交流电压表按图1所示的方式连接，R =10Ω，交流表的示数是10V 。
图2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 = 2 cos100πt (A)B ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R = 2 cos50πt (A)C ．R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =5 2 cos100πt (V)D ．R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =5 2 cos50πt(V) BB5．（2005年北京春季理综）一个边长为6cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36Ω。
磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为多少？6．如图所示，ab是半径L、电阻不计的1/4圆周的金属槽环，固定于竖直平面内，圆心为O．Oa是质量不计的轻金属杆，其电阻为r，它的一端挂在O点（无摩擦），另一端连一金属小球，小球的质量为m，与金属槽环接触良好无摩擦，Ob是一根竖直的与金属槽环相连接的金属丝，其电阻为R．上述整个装置置于水平方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B．现将金属小球从a点由静止开始释放，它滑到b点时的速度为v，所经过的时间为t，问：这一过程中，感应电动势的有效值是多大？7. (06年南通市二模)如图甲所示电路中，D为晶体二极管(正向电阻为0，反向电阻为无穷大)，R1=R2=4Ω，R3＝6Ω，当在AB间加上如图乙所示的交变电压时，求：(1)在0－1×10-2s时间内通过R1的电流．(2)1s内电阻R3所消耗的电能。
8．如图所示，将单匝正方形线圈ABCD的一半放入匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=1T，让它以边界OO/为轴以角速度ω=100rad/s匀速转动，在AB、CD边的中点用电枢将电流输送给小灯泡，线圈边长L=0.2m，总电阻r=4Ω，灯泡电阻R=2Ω，不计P、Q接触电阻及导线电阻，求：（1）理想电压表的读数（2）从图示位置开始，在线圈转动90°的过程中产生的平均感应电动势为多少？（3）从图示位置开始，在线圈转动圈90°的过程中灯泡上产生的热量是多少？（4）从图示位置开始，在线圈转动圈180°的过程中，通过灯泡的电量是多少？第2课时 变压器 电能的输送班级______姓名____________【知识梳理】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）；铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成．2．变压器的变压比：U 1：U 2 =n 1：n 2当n 2＞n 1时，U 2＞U 1，变压器使电压升高，这种变压器叫做升压变压器．当n 2＜n 1时，U 2＜U 1，变压器使电压降低，这种变压器叫做降压变压器．3．变压器的变流比： n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+……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变压器的低压线圈匝数少而通过的电流大，应用较粗的导线绕制4．几种常用的变压器：①互感变压器，绕在同一闭合铁芯上的两组独立的原副线圈；②自偶变压器，副线圈(或原线圈)是原线圈(或副线圈)的一部分；③调压变压器，是一种可以改变副线圈匝数的变压器；④电压互感器与电流互感器，用来测定高电压与大电流的降压变压器与升压变压器。
5．理想变压器中原线圈和副线圈中电压、电流、功率的决定关系是：输入电压决定了输出电压。
输出电流决定了输入电流；输出功率决定了输入功率。
6．输电过程中，为了减小线路损失，可以采取的办法是：减小输出电流、减小输电导线电阻【典型例题】例1．如图所示，为一理想变压器，S 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交变电压，I 1为原线圈中的电流，则下列说法正确的是（ ）A ． 保持U 1及P 的位置不变，S 由a 合到b 时，I 1将增大B ． 保持U 1及P 的位置不变，S 由a 合到b 时，R 消耗的功率将减小C ． 保持U 1不变，S 合在a 处，使P 上滑，I 1将增大D ． 保持P 的位置不变，S 合在a 处，若U 1增大，I 1将增大例2．如图所示，理想变压器的副线圈上接有三个灯泡，原线圈与一个灯泡串联接在交流电源上．若四个灯泡完全相同，且都正常发光，则电源两端的电压U 1与灯泡两端的电压U 2之比为（ ）A ．1∶1B ．2∶1C ．3∶1D ．4∶1例3．下图是一个理想变压器的示意图，铁芯上绕有一个原线圈和两个副线圈，匝数分别为 n 1、n 2、n 3．连接在两个副线圈上的两个负载电阻分别是 R 2、R 3，加在原线圈上的电压为U ，则下列说法正确的是（ ）A ．负载电阻R 2两端的电压为U n n 12 B ．通过负载电阻R 3的电流为313R n U n C ．通过原线圈的电流为 313212R n U n R n U n + D ．整个电路消耗的总功率为 321223221222R n U n R n U n +例4．如图甲所示，在变压器的输入端串接上一只整流二极管D，在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u1=U m1sinωt，设t=0时刻为a“＋”、b“－”，则副线圈输出的电压的波形(设c端电势高于d端电势时的电压为正)是下图中的（）例5．在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P损，用户得到的电功率为P用，则下列关系是正确的是（）A．P损=US2/ρL B．P损=P2ρL/U2S C．P用=P-US2/ρL D．P用=P（1-PρL/U2S）例6．如图甲所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈M和P，线圈P与电流表构成闭合回路。