高考物理变电流问题知识点

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浙江新高考专用高中物理第五章交变电流3电感和电容对交变电流的影响讲义新人教版选修3_

3 电感和电容对交变电流的影响1.在交流电路中，若绕制电感器的导线的电阻忽略不计，电感器对交流有(填“有”或“没有”)阻碍作用.大，交流电的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用越大.3.电感线圈在电路中的作用：通直流，阻交流；通低频，阻高频.二、电容器对交变电流的阻碍作用1.电容器接到交流电源两端时，交替地进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器.大，交流电的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用越小.3.电容器在电路中的作用：通交流，隔直流；通高频，阻低频.1.判断下列说法的正误.(1)线圈的匝数越多，对同一个交变电流的阻碍作用就越大.( √)(2)线圈对交变电流的阻碍作用随着交变电流的频率的变大而减小.( ×)(3)电流“通过”电容器，并不是电荷穿过电容器两极板间的绝缘层到达另一极板，而是电容器不断地充放电的表现.( √)(4)电容器的电容越大，对同一交变电流的阻碍作用就越大.( ×)f的交变电流电路中，如图1所示，当开关S依次分别接通R、C、Lf，保持其他条件不变，则通过R的电流有效值________，通过C的电流有效值________，通过L的电流有效值________.(选填“变大”“变小”或“不变”)图1答案不变变大变小一、电感器对交变电流的阻碍作用如图所示，把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到有效值等于直流电源电压的交流电源上.(1)两种情况下灯泡的亮度有什么不同？说明了什么？(2)乙图中换用自感系数更大的线圈或调换频率更高的交流电源，灯泡的亮度有何变化？说明了什么？答案(1)甲图中灯泡比乙图中灯泡更亮，说明电感器对交变电流有阻碍作用.(2)不论是换用自感系数更大的线圈还是调换频率更高的交流电源，灯泡均变得更暗，说明线圈的自感系数越大，交流电的频率越高，线圈对交流电的阻碍作用越大.交变电流通过电感器时，由于电流时刻在变化，在线圈中就会产生自感电动势，而自感电动势总是阻碍原电流的变化，故电感器对交变电流产生阻碍作用.例1(多选)如图2所示实验电路中，若直流电压和交变电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下面叙述正确的是( )图2a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮c、d，把电感线圈中的铁芯抽出时灯变亮c、d，电源电压不变，而使频率减小时，灯变暗答案AC解析线圈对直流无阻碍作用，对交变电流有阻碍作用，当交流电频率减小时，阻碍作用变小，灯变亮；有铁芯时阻碍作用大，故铁芯抽出时灯变亮.二、电容器对交变电流的阻碍作用如图甲、乙所示，把灯泡和电容器串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上.(1)观察灯泡的发光情况，并分析原因.(2)若把图乙中的电容器去掉，变成图丙所示电路，会发生什么现象？说明了什么？(3)在图乙中，改变电容器的电容和电源频率，灯泡亮度会有什么变化？说明了什么？答案(1)题图甲中的灯泡不亮，题图乙中的灯泡亮.题图甲中的电源是直流电源，电容器在电路中相当于断路，电路中没有电流，灯泡不亮.题图乙中的电源是交流电源，把交流电源接到电容器两个极板上后，电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，好像是交流“通过”了电容器，灯泡就亮了，但实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质.(2)灯泡变得比乙中亮，说明电容器对交变电流有阻碍作用.(3)电容越大，灯泡越亮；频率越高，灯泡越亮.说明了电容器的电容和交变电流的频率都对电容器对交变电流的阻碍作用有影响.1.电容器对交变电流的阻碍作用：电源电压推动自由电荷定向移动，而电容器两极板上积累的电荷抗拒自由电荷的定向移动，从而使电容器对交变电流有阻碍作用.2.电容器在电路中常见的作用有两种：隔直电容器：通交流，隔直流.高频旁路电容器：通高频，阻低频.例2如图3所示，电路由交流电源供电，最大电压保持不变，如果交变电流的频率升高，则下列说法中正确的是( )图3答案 C解析当交变电流的频率升高时，电容器对交变电流的阻碍作用减小，灯泡的亮度变亮，灯泡两端的电压变大，故选项C正确，选项B、D错误；由Q＝CU可知，选项A错误.例3(多选)(2018·台州市高二检测)图4甲、乙两图是电子技术中的常用电路，a、bR上得到的电流特征是( )图4R得到的是交流成分R得到的是直流成分R得到的是低频成分R得到的是高频成分答案AC解析当交变电流加在电容器上时，电容器有“通交流、隔直流，通高频、阻低频”的特性，题图甲中电容器隔直流，R得到的是交流成分，A正确，B错误；题图乙中交流高频成分能通过电容器，电容器阻碍交流低频成分，R得到的是低频成分，C正确，D错误.三、电阻、电感、电容的对比例4(多选)如图5所示的电路中，A、B、C三灯亮度相同，电源为220V、50Hz的交流电源，以下叙述中正确的是( )图5A.改接220V、100Hz的交流电源时，A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变B.改接220V、100Hz的交流电源时，A灯变暗，B灯变亮，C灯变亮C.改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变D.改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯变暗答案AC解析增加交流电源的频率时，线圈的阻碍作用增大，电容的阻碍作用减小，电阻的阻碍作用不变，故A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变，故A正确，B错误；改接直流电源时，电容器相当于断路，A灯熄灭，线圈无感抗，B灯更亮，电阻R阻碍作用不变，C灯亮度不变，故C正确，D错误.1.电阻对交流、直流有相同的阻碍作用，交流频率变化时，阻碍作用不变.2.电感器通直流、阻交流，通低频、阻高频.3.电容器通交流、隔直流，通高频、阻低频.4.在分析电流变化时，把电感、电容的阻碍作用类比于导体的电阻，再用欧姆定律分析. 1.(电感器对交变电流的影响)(多选)(2017·温州中学高二上学期期中)在如图6所示的电路中，L为电感线圈，灯泡的电阻值为R，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝2202sin100πt(V).若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下列说法正确的是( )图6答案BC解析由u＝2202sin100πt (V)，可得电源原来的频率f＝ω2π＝100π2πHz＝50Hz，当电源频率由原来的50Hz增为100Hz时，线圈对交流电的阻碍作用变大，在电压不变的情况下，电路中的电流减小，选项A错误；灯泡的电阻值R是一定的，电流减小时，实际消耗的电功率(P＝I2R)减小，灯泡变暗，选项C正确，D错误；电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压U L，设灯泡两端电压为U R，则电源电压的有效值为U＝U L＋U R，因U R＝IR，电流I减小，故U R减小，因电源电压的有效值保持不变，故U L＝U－U R增大，电压表示数增大，选项B 正确.2.(电感器对交变电流的影响)(2017·衢州市高二检测)电感对交变电流影响的说法中，正确的是( )L有关D.线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越小答案 B解析电感对交流电有影响，其阻碍作用的大小和线圈的自感系数L、交流电的频率f有关，L越大，f越高，阻碍作用越大，故选项B正确，A、C、D均错误.3.(电容器对交变电流的影响)如图7所示的电路，F为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表A的示数增大，可行的办法是 ( )图7答案 A解析当发电机转速增大时，交变电流的频率增大，电容器对交变电流的阻碍作用减小，电流表A的示数增大，A项正确，B项错误；在平行板电容器间换用相对介电常数较小的电介质时，电容器的电容减小，电容器两极板间距离增大时电容也减小，当电容减小时，对交变电流的阻碍作用增大，电流表A的示数减小，C、D项错误.4.(电阻、电感、电容的对比)(多选)如图8所示的电路中，a、b两端连接的交流电源中既含高频交流，又含低频交流，L是一个高频扼流圈，C是一个100pF的电容器，R是负载电阻，下列说法正确的是( )图8A.L的作用是“通低频，阻高频”B.C的作用是“通低频，隔高频”C.C的作用是“通高频，阻低频”R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比答案ACD解析因为L是一个高频扼流圈，“通低频，阻高频”，A选项正确；C是一个电容较小的电容器，所以对低频交流的阻碍作用较大，故选项C正确，B错误；根据分析可知通过电阻R 的电流中，低频交流所占百分比远远大于高频交流所占的百分比，选项D正确.考点一电感器对交变电流的阻碍作用1.(2017·绍兴市高二检测)一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图1所示.一铁棒插进线圈后，该灯将( )图1答案 B2.如图2所示的电路中，正弦交流电源的电压有效值为220V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是( )图2答案 C3.如图3所示，交流电源的电压有效值与直流电源的电压相等，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，稳定后灯泡的实际功率为P1，而将双刀双掷开关接在交流电源上时，稳定后灯泡的实际功率为P2，则( )图3A.P1＝P2B.P1＞P2C.P1＜P2答案 B解析接在直流电源上，稳定后线圈对直流没有阻碍作用，电能全部转化为灯泡的内能和光能，而当接至交流电源上时，线圈对电流有阻碍作用，因此电能除转化成灯泡的内能和光能外，还有一部分电能转化为磁场能，故P1＞P2.4.(多选)如图4所示，图甲、乙中电源为交流电源，图丙中电源为直流电源，各电路中线圈自感系数相同且直流电阻不计，各电压表示数相同，下列说法正确的是( )图41比灯L2亮3比灯L1亮2与灯L3一样亮1与灯L3一样亮答案BC解析题图甲中电压表示数U＝U1＋U L1，线圈对交流有阻碍作用，相当于串联了一个电阻，根据电阻的分压作用可知U1≠0，灯泡两端电压U L1<U；题图乙中线圈与灯泡并联，相当于灯泡与一个电阻并联，并联电路中各支路的电压相同，灯泡两端电压U L2＝U；题图丙中，线圈对直流电没有阻碍作用，线圈相当于一根没有电阻的导线，灯泡两端电压U L3＝U，故U L1<U L2＝U L3，即L2与L3一样亮且都比L1亮，B、C正确，A、D错误.考点二电容器对交变电流的阻碍作用C1＝5μF和C2＝3μF的电容器，分别加在峰值一定的交流电源上，在下列各种情况下，哪一种情况通过电容器的电流最大( )C1上所加交变电流的频率为50HzC2上所加交变电流的频率为50HzC1上所加交变电流的频率为100HzC2上所加交变电流的频率为100Hz答案 C解析电容越大，电流频率越高，阻碍作用越小，电流越容易“通过”电容器.C1>C2,100Hz>50Hz，所以C正确.6.在如图5所示电路中，u是有效值为220V的交流电源，C是电容器，R是电阻.关于理想交流电压表的示数，下列说法正确的是( )图5答案 C解析交变电流“通过”电容器，电阻R中有电流，电压表的示数不为零；电容器与电阻串联，电容器对交流电有阻碍作用，根据串联分压原理可知电阻两端电压应小于电源电压，而电压表测量的是电阻两端的电压，故选项C正确.7.(多选)如图6所示，甲、乙两图中用交流电源，丙、丁两图中用直流电源，各电路图中灯泡、电容器、电压表示数都相同，则下列说法正确的是( )图61比灯L2亮3也能发光，但亮度最暗2和L4亮度相同4比灯L1亮答案CD1串联，电容器对电流有阻碍作用；题图乙中电容器与灯L2并联，电压表的示数为灯L2两端的电压；题图丙中电容器与灯L3串联且是直流电源，电容器“隔直流，通交流”，所以没有电流流过灯L3，灯L3不亮；题图丁中电容器与灯L4并联，电压表的示数为灯L4两端的电压.综合以上分析，C、D两项正确.考点三电阻、电感、电容的对比a、b间接电压最大值为U m、频率1和L2接到如图7所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同.更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度低于灯L2的亮度，新电源两极的电压最大值和频率可能是( )图7U m，而频率大于fU m，而频率小于fU m，而频率仍为fU m，而频率仍为f答案 B解析当将a、b接在电压最大值为U m、频率为f的正弦交流电源两极之间时，两只灯泡都发光，且亮度相同.而更换一个新电源后，灯L1的亮度低于灯L2的亮度，说明线圈的阻碍作用比电容器的小，则新电源的频率小，B项正确，A、C、D项错误.9.(2017·台州市高二检测)如图8所示的电路，有直流和交流成分的电流通过，为了尽量减少R2上的交流成分，应( )图8答案 D10.(多选)如图9所示，当交流电源的电压(有效值)U＝220V、频率f＝100Hz时，三只灯泡L1、L2、L3的亮度相同(L无直流电阻)，若将交流电源的频率变为50Hz，则( )图91灯比原来亮2灯比原来亮3灯和原来一样亮3灯比原来亮答案BC解析电容器对交流电的阻碍作用与交变电流的频率有关，电容器对低频交变电流的阻碍作用大，所以选项A错误；电感器对交变电流的阻碍作用随频率的降低而减小，所以选项B正确；电阻R对交变电流的阻碍作用与电源的频率无关，所以选项C正确，D错误.11.“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，如图10所示为音箱的电路图，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( )图10B.C2的作用是阻碍高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答案 D解析高频和低频交流电通入该电路，由于线圈通低频，阻高频，电容器通高频，阻低频，所以低频交流电通过甲扬声器，高频交流电通过乙扬声器，故甲扬声器是低音扬声器，A错误；C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器，B错误；L1的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器，C错误；L2的作用是让低频交流电通过，减弱乙扬声器的低频电流，D正确.12.如图11所示电路中，L是一个不计直流电阻的电感线圈，直流电源1的电压值与交流电源2的电压有效值相等，S是单刀双掷开关，C是电容器，A、B是完全相同的小灯泡，则下列叙述正确的有( )图11A.开关S与1接通时，灯B逐渐变亮B.开关S与2接通时，灯B的亮度比开关与1接通稳定后灯B的亮度高C.开关S与2接通后，灯B发光，而灯A不发光D.若将电源2换成一个既含有高频信号又含有低频信号的信号源，则当开关与2接通时，通过灯B的主要是高频信号答案 A解析开关S与1接通时，线圈阻碍电流的增大，所以灯B逐渐变亮，A项正确；开关S与2接通后，由于线圈L对交流电的阻碍始终存在，所以灯B的亮度比开关与1接通稳定后灯B 的亮度暗，B项错误；开关S与2接通后，交流电也可以“通过”电容器，所以灯A也发光，C项错误；线圈对交流电有通低频阻高频的作用，所以若将电源2换成一个既含有高频信号又含有低频信号的信号源，则当开关与2接通时，通过灯B的主要是低频信号，D项错误.。

高考物理二轮复习讲义：交变电流

高考物理交变电流辅导讲义一、课堂导入我们的日常生活离不开电，城市的灯火辉煌、工厂里的机器轰鸣，一切都离不开电。

长江三峡水力发电站已投入生产，各地火力发电厂比比皆是，它们的共同之处就是生产和输送的大多都是交变电流(如图是实验室手摇发电机产生的交变电流)。

什么是交变电流？与直流电流有什么不同？它又是如何产生的呢？发电站中的发电机能把天然存在的能量资源(如风能、水能、核能等)转化成电能(如图)，通过高压输电线路，将电能输送到乡村、工厂、千家万户。

来自发电厂的电有什么特性？我们怎样才能更好地利用它？这一章我们就来学习与此相关的内容。

新疆达坂城风力发电站三、本节知识点讲解1.交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。

注：大小不变方向改变的电流也是交变电流。

2．直流电：方向不随时间变化的电流。

交变电流的产生1．产生：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是交变电流，实验装置如图所示。

2．过程分析：如图所示。

(图A)(图B)(1)如图A所示：线圈由甲位置转到乙位置过程中，电流方向为a→b→c→d。

线圈由乙位置转到丙位置过程中，电流方向为a→b→c→d。

线圈由丙位置转到丁位置过程中，电流方向为b→a→d→c。

线圈由丁位置转到戊位置过程中，电流方向为b→a→d→c。

(2)如图B所示：在乙位置和丁位置时，线圈垂直切割磁感线，产生的电动势和电流最大；在甲位置和丙位置时，线圈不切割磁感线，产生的电动势和电流均为零。

3．两个特殊位置物理量的特点特别提醒：1线圈每经过中性面一次，线圈中感应电流就要改变方向。

2线圈转一周，感应电流方向改变两次。

典型例题：1、如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是()A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置ab边的感应电流方向为a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零解析：线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次。

高三物理高考第一轮复习课件：交变电流的产生和描述

提示:由Φ—t图象可以看出,在磁通量为零的时刻,磁
通量的变化率最大,产生的感应电动势也最大,原因是此时线圈的两边框垂直切割磁感线,产生的感应电动势为最大值.
热点二对交变电流有效值的理解 1.交变电流的“四值”的比较
物理量瞬时值
物理含义
重要关系
交变电流某一时刻的值
e=Emsin ωt i=Imsin ωt
=0.02 s
线圈匀速转动一周,外力做功大小等于电功的大小,即
W=I2(R+r)T=( E )2(R+r)T Rr
代入数据得W=98.6 J
(4)从t=0起转过90°的过程中,Δt内流过R的电荷量 q= NΦtNBS N1 B l2 l
(Rr)t Rr Rr 代入数据得q=0.1 C.
答案 (1)adcba (2)e=314cos 100πt V
第十章交变电流传感器
第1课时交变电流的产生和描述变压器考点自清
一、交变电流的产生和变化规律 1.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（AC）.
2.正弦式交变电流（如图1所示）
图1
（1）定义:按正弦规律变化的交变电流.
（2）产生:将闭合矩形线圈置于匀强磁场中,并绕垂
变化,且最大感应电动势Em=nBabω,所以感应电动势的瞬时值表达式为e=nBabωsin ωt.
(3) En Φ t nπB2 / (a) b2nπBab
(4)i=
e
nBasbinπ
3
3nBab
Rr Rr
2(Rr)
答案 (1)自下而上 (2)e=nBabωsin ωt
(3) 2nBab

高考物理必考知识难点总结

高考物理必考知识难点总结（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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高考物理专题复习：交变电流的描述

高考物理专题复习：交变电流的描述一、单选题1．一边长为L 的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动，线框中产生的感应电动势e 随时间t 的变化情况如图所示。

已知匀强磁场的磁感应强度为B ，则结合图中所给信息可判定（）A ．t 1时刻穿过线框的磁通量最大B ．t 2时刻穿过线框的磁通量为零C ．t 3时刻穿过线框的磁通量变化率为零D ．线框转动的角速度为m2E BL 2．如图，在甲、乙两图分别接交流电源，下列关于图中灯泡亮度变化的说法正确的是（）A ．在甲图中增大交流电频率，灯泡变亮B ．在甲图的线圈L 中插入铁芯，灯泡变亮C ．在乙图中增大交流电频率，灯泡变亮D ．在乙图的电容器中插入电介质，灯泡变暗 3．如图，1D 、2D 是两只理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），电阻123R R R R ===，当A 、B 两端接正弦交流电m sin u U t ω=时，则A 、B 之间电流的有效值为（）A B C ．m23U RD ．m2U R4．如图所示，闭合开关后，5R =Ω的电阻两端的交流电压为V u t π=，电压表和电流表均为理想交流电表，则（）A ．该交流电周期为0.02sB ．电压表的读数为100VC ．电流表的读数为10AD ．电阻的电功率为1kW5．如图所示电路，电阻1R 与电阻2R 阻值相同，都为R ，和1R 并联的D 为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A 、B 间加一正弦交流电20sin100π(V)t μ=，则加在2R 上的电压有效值为（）A ．B ．20VC ．D ．6．电阻R 1、R 2与交流电源按照图甲所示的电路连接，R 1=10 Ω，R 2=20 Ω。

闭合开关S 后，通过电阻R 2的正弦式交变电流i 随时间t 变化的图像如图乙所示。

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D ．R 2两端的电压最大值是7．一个灯泡，上面写着“220V 40W”，当它正常工作时，通过灯丝电流的峰值是（）A ．211B ．211C ．112D ．1128．如图甲乙分别是两种交流电的i 2-t 、i -t 关系图像，则甲、乙两种交流电的有效值之比为（）A B C ．1 D ．2二、多选题9．如图甲所示，正方形闭合导线圈abcd 平面垂直放在图示匀强磁场中，导线圈匝数为20匝、边长为0.1m 、总电阻为1 磁感应强度B 随时间t 的变化，关系如图乙所示，则以下说法正确的是（）A ．导线圈中产生的是正弦交变电流B ．在 5.5s t =时导线圈产生的感应电流为0.8AC ．在0~2s 内通过导线横截面的电荷量为1CD ．在0~6s 内，导线圈内产生的焦耳热为1.92J10．如图（a ）所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n 1：n 2=1：5，定值电阻R 1的阻值为10Ω，滑动变阻器R 2的最大阻值为50Ω，定值电阻R 3的阻值为10Ω，图中电表均为理想电表。

高考物理专题4第9讲恒定电流和交变电流中常考的4个问题(选择题)教案

第9讲恒定电流和交变电流中常考的4个问题(选择题)主要题型：选择题难度档次：低档难度或中档难度．欧姆定律，串、并联电路的特点，组合交变电流、变压器、远距离输电等考点，一般不与其他模块知识发生综合．只考查知识的直接应用，以简单的分析、计算为主．,高考热点1．以电路图设题考查欧姆定律、串并联电路的特点及应用、电功率和直流电路的动态分析．基本上是逢题必有图．2．正弦交流电③瞬时值i ＝I m sin ωt ，④有效值I ＝I m 2、I m 为最大值，⑤周期T ＝1f 、ω＝2πT ，⑥一般交流电的特点、图象．3．理想变压器①P 入＝P 出，②频率相等，③U 1U 2＝n 1n 2，④I 1I 2＝n 2n 1. ⑤U 1―→U 2―→I 2―→I 1(动态变化规律)． 4．远距离输电一、欧姆定律 1．部分电路欧姆定律I ＝________2．闭合电路的欧姆定律I ＝________(1)路端电压与电流的关系：U ＝________．(2)路端电压与负载的关系：U ＝IR ＝RR ＋rE ＝11＋r RE ，路端电压随外电阻的增大而________，随外电阻的________而减小．3．电功、电功率(1)电功W ＝qU ＝________=====纯电阻I 2Rt ＝________电功率P ＝W t ＝UI =====纯电阻I 2R ＝U2R(2)在非纯电阻电路中，W >Q ，其关系为：UIt ＝I 2Rt ＋W 其他．二、交变电流 1．交流电的“四值”最大值⇒E m ＝NBS ω⇒计算电容器的耐压值瞬时值⇒e ＝E m sin ωt ⇒计算闪光电器的闪光时间等正弦交流电的有效值⇒E ＝E m 2⇒电表的读数及计算电热、电功及保险丝的熔断电流平均值⇒E ＝N ΔΦΔt⇒计算通过导体的电荷量 2．理想变压器的基本关系式 (1)功率关系：________ (2)电压关系：________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，________． 3．远距离输电(1)输电过程，如图9－1所示：图9－1(2)常用关系式 ①功率关系P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 线＋P 3.②电压损失U 损＝I 2R 线＝U 2－U 3③输电电流I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线.④输电导线上损耗的电功率P 损＝I 线U 损＝I 2线R 线＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P 2U 22R 线．,状元微博名师点睛1．直流电路的动态变化分析在高考试题中是以选择题形式考查的．往往以下列变化方式探究整个电路的电流、电压变化情况：(1)某一支路的滑动变阻器的阻值变化； (2)某一支路电键闭合或断开； (3)热敏电阻或光敏电阻的阻值变化． 2．基本思路“部分―→整体―→部分”即R 局⎩⎪⎨⎪⎧增大减小―→R 总⎩⎪⎨⎪⎧增大减小―→ I 总⎩⎪⎨⎪⎧减小增大―→U 端⎩⎪⎨⎪⎧增大减小⇒⎩⎪⎨⎪⎧I 分U 分 3．原、副线圈中各量的因果关系(1)电压关系：U 1决定U 2 (2)电流关系：I 2决定I 1 (3)功率关系：P 2决定P 1上述决定关系是由变压器的原理及能量守恒确定的．课堂笔记常考问题26 直流电路中的“动态变化”分析图9－2【例1】(2012·上海单科，17)直流电路如图9－2所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的( )．A．总功率一定减小B．效率一定增大C．内部损耗功率一定减小D．输出功率一定先增大后减小解析滑片P向右移动时外电路电阻R外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P总＝EI可得P总减小，故选项A正确．根据η＝R外R外＋r＝11＋rR外可知选项B正确．由P损＝I2r可知，选项C正确．由P输－R外图象，如下图，因不知道R外的初始值与r的关系，所以无法判断P输的变化情况，选项D错误．答案ABC图9－3如图9－3所示，开关S接通后，将滑动变阻器的滑片P向a端移动时，各电表的示数变化情况是( )．A．V1减小，V2减小，A1增大，A2增大B．V1增大，V2增大，A1减小，A2减小C．V1减小，V2增大，A1减小，A2增大D．V1增大，V2减小，A1增大，A2减小,得分技巧1．电路中不论是串联部分还是并联部分，只有一个电阻的阻值变大(变小)时，整个电路的总电阻也变大(变小)；2．根据总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律可判断总电流、路端电压的变化；3．由总电流和路端电压的变化判断固定电阻部分的电压变化；4．由固定电阻部分的电压变化，最后确定变化电阻的电压、电流的变化．课堂笔记常考问题27.TIF ，JZ ]交变电流的描述及“四值”的应用【例2】 (2012·广东理综，19)某小型发电机产生的交变电动势为e ＝50 sin 100πt (V)．对此电动势，下列表述正确的有( )．A ．最大值是50 2 VB ．频率是100 HzC ．有效值是25 2 VD ．周期是0.02 s解析交变电动势e ＝E m sin ωt 或e ＝E m cos ωt ，其中E m 为电动势的最大值，ω为角速度，有效值E ＝E m2，周期T ＝2πω，频率f ＝1T .由e ＝50sin (100πt )V 知，E m ＝50 V ，E ＝50 2V ＝25 2 V ，T ＝2πω＝2π100π s ＝0.02 s ，f ＝1T ＝10.02 Hz ＝50 Hz ，所以选项C 、D 正确．答案 CD如图9－4甲所示，一矩形线框在匀强磁场中绕轴OO ′匀速转动，产生的交变电流输出电压的变化规律如图9－4乙所示，对此下列说法正确的是( )．图9－4A ．该交变电流的方向每秒改变200次B ．该交变电流的变化规律可表示为u ＝5 sin(200 πt )VC ．在0.01 s 的时刻，穿过线框的磁通量为0D ．若某一氖泡的两端电压达到5 2 V 时便可发光，把图示的交变电流接在该氖泡的两端，氖泡便可一直发光,借题发挥解决交变电流的问题要注意以下几个方面(1)解决交变电流的产生问题，要把线圈在匀强磁场中的位置与图象上的时刻对应好，理解几个特殊位置的ΔΦΔt、E 及电流方向的特点．(2)区分交变电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值． (3)由交变电流的图象―→会求有关的物理量会写瞬时值表达式(4)交变电流的表达式求有关的物理量． ●特别提醒交变电流瞬时值表达式书写的基本思路(1)确定正余弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式E m＝NBSω求出相应峰值．(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式．如：①线圈从中性面开始计时，则i－t关系为正弦函数，函数表达式为i＝I m sin ωt.②线圈从垂直中性面开始计时，则i－t关系为余弦函数，函数表达式为i＝I m cos ωt.常考问题28 有关变压器问题的分析图9－5【例3】(2012·福建理综，14)如图9－5所示，理想变压器原线圈输入电压u＝U m sin ωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是( )．A．I1和I2表示电流的瞬时值B．U1和U2表示电压的最大值C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小据泰国《世界日报》报道，由于受洪水影响，2011年10月27日至31日泰国全国放“水灾特别假”．泰国政府在受灾区建起临时供电系统，它由发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图9－6所示，电动机内阻、输电线的电阻和变压器内阻均可忽略不计．滑动触头P置于a处时，用电器恰好正常工作．下列情况正确的是( )．图9－6A．当发电机输出的电压发生波动，使V1示数小于正常值时，应使滑动触头P向下滑动B．当发电机、用电器正常工作时，触头位置不变，如果突然增加用电器，则A1的读数变大，A2的读数变大C．当用电器增加时，为保证正常工作，滑动触头P应向上滑动D．当发电机、用电器正常工作时，触头位置不变，如果突然增加用电器，则V1、V2的读数都不变,思维模板1．理想变压器动态分析的两种情况及注意事项(1)一类是负载电阻不变，原、副线圈的电压U 1、U 2，电流I 1、I 2随匝数比的变化而变化的情况； (2)另一类是匝数比不变，上述各量随负载电阻的变化而变化的情况．不论哪种情况，处理此类问题都要注意两点：①根据题意分清变量和不变量；②要弄清“谁决定谁”的制约关系——对电压而言，有输入才有输出，故输入决定输出；对电流、电功(率)而言，有输出才有输入，故输出决定输入．2．动态分析问题的思路程序课堂笔记常考问题29 远距离输电【例4】 (2012·天津理综，4)通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P ，原线圈的电压U 保持不变，输电线路的总电阻为R .当副线圈与原线圈的匝数比为k 时，线路损耗的电功率为P 1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk ，线路损耗的电功率为P 2，则P 1和P 2P 1分别为( )．A.PR kU ，1nB.⎝ ⎛⎭⎪⎫P kU 2R ，1nC.PR kU ，1n 2D.⎝ ⎛⎭⎪⎫P kU 2R ，1n 2解析根据变压器的变压规律，得U 1U ＝k ，U 2U＝nk ，所以U 1＝kU ，U 2＝nkU .根据P ＝UI ，知匝数比为k 和nk 的变压器副线圈的电流分别为I 1＝P U 1＝P kU ，I 2＝P U 2＝P nkU.根据P ＝I 2R ，输电线路损耗的电功率分别为P 1＝I 21R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P kU 2R ，P 2＝I 22R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P nkU 2R ，所以P 2P 1＝1n 2.选项D 正确，选项A 、B 、C 错误．答案 D本题考查了变压器、远距离输电、电功率等知识，主要考查考生的理解能力、推理能力．本题难度中等．“风雨同‘舟’，坚强不‘曲’”，舟曲特大泥石流发生后，全国人民伸出了援助之手．某公司向灾区捐赠一批柴油发电机．该柴油发电机说明书的部分内容如表所示．现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电(如图9－7所示)，发电机到安置区的距离是400 m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线．该型导线单位长度的电阻为2.5×10－4Ω.安置区家用电器的总功率为44 kW，当这些家用电器都正常工作时．下列说法正确的是( ).图9－7A．输电线路中的电流为20 AB．输电线路损失的电功率为8 000 WC．发电机实际输出电压是300 VD．如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是260 2 V,思维模板1．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，故解决此类问题的关键是要画出输电线路图．2．计算线路功率损耗时应用P损＝I2线R线，其中I线可以由公式P输出＝I线U输出求出，而公式P损＝U线I线和P损＝U2线R线则不常用，原因是在一般情况下，输电线分担的电压不易求出，且易将输电线分担的电压和输电电压混淆而出错．课堂笔记技法1 程序思维法 ]【技法阐释】程序思维法是按照事物发展的一般规律流程进行正向思维的一种方法．处理直流电路动态变化问题的基本思路是电路结构的变化→R 的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路⎩⎪⎨⎪⎧并联分流I 串联分压U →变化支路．图9－8【高考佐证】 (2011·上海单科，12)如图9－8所示电路中，闭合电键S ，当滑动变阻器的滑动触头P 从最高端向下滑动时( )．A ．电压表V 读数先变大后变小，电流表A 读数变大B ．电压表V 读数先变小后变大，电流表A 读数变小C ．电压表V 读数先变大后变小，电流表A 读数先变小后变大D ．电压表V 读数先变小后变大，电流表A 读数先变大后变小解析设P 以上电阻为R x ，则变阻器在电路中的阻值R ′＝()R 0－R x R xR 0.当R x ＝R 02时，R ′最大．P 从最高端向下滑动时，回路总电阻先增大，后减小．当P 滑向中点时：P 滑过中点后，R ′↓→I ↑→U ↓，由并联分流I A ＝R xR ′I ，新的I A 增大，故A 正确．答案 A技法2 筛选排除法【技法阐释】当选择题提供的几个选项之间是相互矛盾的，可根据题设条件、备选选项的形式灵活运用物理知识，分析、推理逐步排除不合理选项，最终留下符合题干要求的选项．此法是解答选择题的基本技巧和方法，是使用频率最高的方法．【高考佐证】 (2010·安徽卷)如图9－9 所示，M 、N 是平行板电容器的两个极板，R 0为定值电阻，R 1、R 2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m 、带正电的小球悬于电容器内部，闭合电键S ，小球静止时受到悬线的拉力为F .调节R 1、R 2，关于F 的大小判断正确的是( )．A ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变大B ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变小C ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变大D ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变小解析 R 1不变，缓慢增大R 2时，R 0两端电压减小，平行板电容器的极板电压U 减小，小球受到的电场力F 电＝q Ud减小，悬线拉力F ＝（mg ）2＋F 2电减小，故B 正确，排除A.R 2不变，缓慢增大R 1时，R 0两端电压不变，F 电不变，悬线拉力F 不变，排除C 、D.答案为B.答案 B技法3 利用结论法：即“串反并同”法【技法阐释】所谓“串反”，即某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压都减小(增大)；所谓“并同”，即某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压都增大(减小)．【模拟佐证】 G 为灵敏电流计(电路图如图9－10所示)，当电键S 闭合时，在电容器的平行板间恰好有一带电微粒处于静止状态．则下列说法正确的是( )．图9－10A ．将R 2的滑片向下移动的过程中，微粒向上加速运动，G 中有从上向下的电流B ．将R 2的滑片向下移动的过程中，微粒向下加速运动，G 中有从下向上的电流C ．将R 2的滑片向下移动的过程中，微粒仍静止不动，G 中有从下向上的电流D ．将S 断开后，微粒仍保持静止状态，G 中无电流通过技法4 极限思维法【技法阐释】极限思维法是把某个物理量推向极端，即极大或极小的极限位置，并以此作出科学的推理分析，从而给出判断或导出一般结论．当题目要求定性地判断某一具体的物理量的变化情况或变化趋势时，可假设其他变量为极端的情况，从而就能较快地弄清该物理量的变化趋势，达到研究的目的．【模拟佐证】在图9－11所示的电路中，电源的电动势恒定，要想使灯泡L变暗，可以( )．A．增大R1的阻值B．减小R1的阻值C．增大R2的阻值D．减小R2的阻值图9－121．如图9－12所示的电路，a、b、c为三个相同的灯泡，其电阻大于电源内阻，当变阻器R的滑动触头P向上移动时，下列判断中正确的是( )．A．b灯中电流变化值小于c灯中电流变化值B．a、b两灯变亮，c灯变暗C．电源输出功率增大D．电源的供电效率增大2．(2012·郑州市预测)如图9－13所示为某小型水电站的电能输送示意图，A为升压变压器，其输入功率为P1，输出功率为P2，输出电压为U2；B为降压变压器，其输入功率为P3，输入电压为U3.A、B均为理想变压器，输电电流为I，输电线的总电阻为r，则下列关系正确的是( )．图9－13A．U2＝U3B．U2＝U3＋IrC．P1>P2D．P2＝P33．如图9－14甲所示为一家用台灯内部电路简图，其中R为保护电阻，L为灯泡，自耦变压器左端所加正弦交流电电压随时间变化的关系图象如图9－14乙所示．下列叙述正确的是( )．图9－14A．滑片P向上滑动过程中，灯泡亮度逐渐增大B．滑片P向上滑动过程中，由于原、副线圈中的电流与它们的匝数成反比，所以变压器中电流减小C．变压器左端所加交流电的有效值为220 VD．滑片处于线圈中点位置时，灯泡获得的交流电压的周期为0.01 s图9－154．(2012·课标，17)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图9－15所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为( )．A．380 V和5.3 A B．380 V和9.1 AC．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A5．有两个用相同导线绕成的正方形单匝线圈，在同一匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，产生正弦交流电，交变电动势e随时间t的变化关系分别如图9－16中的实线和虚线所示，线圈电阻不计，则( )．图9－16A．t＝0时，两线圈均处于中性面位置B．两线圈转动的角速度一定相同C．两线圈面积相等D．两线圈分别向同一电阻R供电，在T时间内电阻R上产生的热量相同答案：【高考必备】一、1.U R 2.E R ＋r (1)E －Ir (2)增大减小 3.(1)UIt U 2Rt二、2.(1)P 入＝P 出 (2)U 1U 2＝n 1n 2 (3)I 1I 2＝n 2n 1【常考问题】预测 1 A [本题考查电路的动态分析，解决本题的关键是由总电压或总电流得到各支路的电压或电流．滑动变阻器的滑片P 向a 端移动时，连入电路的电阻减小，整个回路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律I ＝ER ＋r可知，干路电流I 增大，即A 1的示数增大；再利用并联电路的特点可知，A 2的示数也增大；又路端电压U 1＝E －Ir ，I 增大，U 1减小，即V 1的示数减小；V 2两端的电压为U 2＝E －I (r ＋R 并)，I 增大，U 2减小，V 2的示数减小．]预测2 AB [由图象可知，电压的最大值为U m ＝5 V 、周期为T ＝0.01 s.交变电流在一个周期内电流的方向改变两次，所以该电流每秒改变方向200次，A 正确；ω＝2πT＝200 π rad/s ，所以其变化规律为u ＝5 sin(200πt )V ，B 正确；由图象可知，在0.01 s的时刻u ＝0，ΔΦΔt ＝0，但磁通量Φ不为0，C 错误；氖泡依照交变电流的瞬时值工作，所以只有电压在52V ～5 V 的范围时，氖泡才发光，D 错误．]【例3】 C [交流电表的示数为有效值，故A 、B 两项均错误；P 向下滑动过程中，R 变小，由于交流电源、原副线圈匝数不变，U 1、U 2均不变，所以I 2＝U 2R 0＋R变大，由I 1I 2＝n 2n 1，得I 1＝n 2n 1I 2变大，故C 项正确、D 项错误．]预测3 BD [当发电机输出的电压发生波动，使V 1示数小于正常值，用电器不变时，由U 1n 1＝U 2n 2知，应增加n 2.A 错误；当发电机、用电器正常工作时，如果突然增加用电器，由于用户的用电器并联，故总电阻减小，I 2增大，n 1I 1＝n 2I 2，I 1增大，B 正确；当用电器增加时，由题意可知，输出电压不变．故滑动触头P 位置不变，C 错误；由于不计电动机内阻、输电线的电阻和变压器内阻，当发电机、用电器正常工作时，触头位置不变，增加负载对输出、输入电压均无影响，D 正确．]预测4 BD [I 线＝I 0＝P 0U 0＝4.4×104220A ＝200 A ；线路损失功率P 线＝I 2线R 线＝8 000 W ，线路两端电压U＝I线R 线＝40 V ，所以发电机输出电压为260 V ；如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是260 2 V ．B 、D 选项正确．]高考阅卷老师支招技法3【模拟佐证】 B [当R 2的滑片向下移动时，由“串反并同”法知电容器两端电压减小，微粒受到的电场力减小，微粒向下加速运动中；极板电压变小，说明电容器放电，G 中电流方向从下向上，B 正确；A 、C 错误；将S 断开后，电容器放电，G 中有电流，电压减小，电场力减小，微粒向下运动，D 错误．]技法4【模拟佐证】 AD [因电容器具有“隔直通交”的特征，所以其分析可等效画为右图所示．当R 2的阻值减小并趋于零时，L 被短路，灯泡L 变暗；当R 1的阻值增大并趋于无穷大时，可视为断路，总电流趋于零时，灯泡L 也变暗，所以选项A 、D 正确．]【随堂演练】1．BC [由动态分析可知I a 变大，U c 变小，I b 变大，ΔI b >ΔI c ，R 外>r ，且R 外减小，所以输出功率增大，效率η＝R 外R 外＋r ＝11＋rR 外变小，只有B 、C 对．] 2．B [由远距离输电电压规律可知，U 2＝U 3＋Ir ，选项A 错误，B 正确；由变压器功率关系，可知P 1＝P 2，P 2＝P 3＋I 2r ，选项C 、D 错误；因此答案选B.]3．AC [根据n 1n 2＝U 1U 2可知选项A 正确；滑片P 向上滑动过程中，副线圈两端电压逐渐增大，则通过灯泡的电流也逐渐增大，选项B 错误；由图乙可知所加交流电的峰值为311 V ，根据U ＝U m2可知选项C 正确；变压器不能改变交流电的周期，所以选项D 错误．]4．B [根据理想变压器电压比关系U 1U 2＝n 1n 2，代入数据解得副线圈两端的电压有效值U 2＝380 V ，因理想变压器原、副线圈输入和输出的功率相等，即P 入＝P 出＝U 1I 1，解得I 1＝2×103220A≈9.1 A，选项B 正确；选项A 、C 、D 错误．]5．AD [t ＝0时刻，两个线圈的电动势为0，即两线圈均处于中性面位置，A 正确．又因为两线圈产生的电动势的最大值相同，所以E m ＝BS ω＝BS 2πT，周期不同，所以角速度不同，面积不同，可见B 、C 均错误，两线圈产生的电动势的最大值相同，所以有效值相同，所以两线圈分别向同一电阻R 供电，在T 时间内电阻R 上产生的热量相同，可见D 选项正确．]。

高考物理一轮总复习(固考基+抓细节+重落实)10-1 交变电流的产生和描述课件(含13高考、14模拟)

电流图象
有效值 1 U＝ Um 2 Um U＝ 2 U＝ t1 Um T
1 2 U1＋U2 2 2
U＝
(2012· 全国大纲高考 )一台电风扇的额定电压为交流 220 V．在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流 I 随时间 t 的变化如图 10－1－7 所示．这段时间内电风扇的用电量为( )
3．正弦式交变电流的图象(如图 10－1－2 所示)
图 10－1－2
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(线圈转动一周) 2π 所需的时间，单位是秒(s)．公式表达式为 T＝ . ω
(2)频率 f：交变电流在 1 s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz) . 1 1 (3)周期和频率的关系：T＝或 f＝ . f T
瞬时值
根据电对正弦、余 (1) 通常所说的交变电流的电流的热弦交变电压、电流，交流电表的读数，保险丝的熔断电流值，电器设备铭牌上所标的电压、电流值都是指交变电流的有效值 (2) 求解交变电流的电热问题时，必须用有效值来进行计算
效应(电流有效值流通过电阻产生的热量)进行定义 Em E＝， 2 Um U＝， 2 Im I＝ 2
2．电流变化规律和磁通量变化规律的对比
电流
i＝Imsin ωt Φ＝Φmcos ωt ＝BScos ωt 磁通量为最大值时，电流为零，线圈位于中性面位置
磁通量
说明
3．由正弦交流电的图象可得到的信息 (1)交变电流的最大值． 1 (2)周期 T(频率 f＝ )． T (3)任意时刻线圈中产生的电流的大小和方向．

新高考物理考试易错题易错点26交变电流的产生和描述

易错点26 交变电流的产生和描述易错总结一、交变电流的变化规律 1．中性面(1)中性面：与磁感线垂直的平面．(2)当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量最大，线圈中的电流为零．2．从中性面开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式：e ＝E m sin ωt ，E m 叫作电动势的峰值，E m ＝NωBS .3．正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流． 4．正弦式交变电流和电压电流表达式i ＝I m sin_ωt ，电压表达式u ＝U m sin_ωt .其中I m 、U m 分别是电流和电压的最大值，也叫峰值．二、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． 2．频率(f )：周期的倒数叫作频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数． 3．周期和频率的关系：T ＝1f 或f ＝1T .4．角速度与周期、频率的关系：ω＝2πT ＝2πf .三、峰值和有效值1．峰值：交变电流的电压、电流能达到的最大数值叫峰值．电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿．2．有效值：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，则此恒定电流的数值叫作交变电流的有效值． 3．在正弦式交变电流中，最大值与有效值之间的关系 E ＝E m 2＝0.707E m ，U ＝U m 2＝0.707U m ，I ＝I m2＝0.707I m 四、正弦式交变电流的公式和图像1．正弦式交变电流的公式和图像可以详细描述交变电流的情况．若线圈通过中性面时开始计时，交变电流的图像是正弦曲线．2．若已知电压、电流最大值分别是U m 、I m ，周期为T ，则正弦式交变电流电压、电流表达式分别为u ＝U m sin 2πΤt ，i ＝I m sin 2πTt . 解题方法一、交变电流图像的应用正弦交流电的图像是一条正弦曲线，从图像中可以得到以下信息：(1)周期(T )、频率(f )和角速度(ω)：线圈转动的频率f ＝1T ，角速度ω＝2πT ＝2πf .(2)峰值(E m 、I m )：图像上的最大值．可计算出有效值E ＝E m 2、I ＝I m2. (3)瞬时值：每个“点”表示某一时刻的瞬时值．(4)可确定线圈平面位于中性面的时刻，也可确定线圈平面平行于磁感线的时刻． (5)可判断线圈中磁通量Φ及磁通量变化率ΔΦΔt 的变化情况．二、交变电流“四值”的比较及应用易错类型1：对物理概念理解不透彻1．（2020·全国高三课时练习）下列关于家庭电路与安全用电的说法正确的是（） A ．家庭电路中控制用电器的开关应接在火线和用电器之间B．电冰箱使用三脚插头，是为了防止电流过大引起火灾C．在家庭电路中，同时工作的用电器越多，总电阻越大D．使用测电笔时，手不能接触笔尾的金属体，防止电流通过人体，造成触电事故2．（2019·浙江高三月考）矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO 匀速转动，产生交变电流．在如图所示位置时，下列关于穿过线框的磁通量与线框中产生的感应电动势的大小的说法正确的是（）A．磁通量最大，感应电动势最小B．磁通量最大，感应电动势最大C．磁通量最小，感应电动势最大D．磁通量最小，感应电动势最小3．（2020·浙江高三）如图所示为教学演示用交流发电机．以不太快的速度摇动发电机，与发电机相连的小灯泡将一闪一闪发光．现将摇动速度加倍，下列分析正确的是：A．小灯泡闪光周期将加倍，亮度增大B．小灯泡闪光频率将加倍，亮度增大C．小灯泡闪光频率将不变，亮度增大D．小灯泡闪光频率将加倍，亮度不变4．（2021·福建）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示。

高考物理总复习第十章第1讲交变电流的产生和描述

有志者事竟成
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3．周期和频率：描述交变电流变化快慢的物理量． (1)周期：完成一次周期性变化所需的时间． (2)频率：在1 s内完成周期性变化的次数． 1 2π (3)周期和频率的关系：T＝ f ，ω＝ T ＝2πf.
有志者事竟成
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特别提示
Imax 只有正弦交变电流才有I＝的关系，对于 2
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疑难辨析
疑难点一试推导出矩形线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转
动时产生感应电动势的表达式：e＝nBSωsinωt(从中性面位置开始计时)．
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备考建议
1.本章的重点之一是交流电有效值的理解和计算．对该部分知识，要抓住实质，即交流电和直流电在热效应上是等效的，通过对比，深刻理解和掌握交流电的“四值”． 2．本章的另一个重点是变压器的原理和远距离输电，要将电磁感应定律、电路原理、能的转化和守恒定律三方面的知识结合；要理解原、副线圈中的电压、电流、功率“谁决定谁”的制约关系，画出远距离输电的电路图．
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第十章交变电流传感器
有志者事竟成
1
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考纲展示
1.交变电流、交变电流的图象(Ⅰ) 2．正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值(Ⅰ) 3．理想变压器(Ⅰ) 4．远距离输电(Ⅰ) 5．实验：传感器的简单应用
有志者事竟成
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命题规律
综合分析近三年新课标地区各省高考试题，命题有以下规律： (1)对本章知识多以选择题形式考查，试题难度不大． (2)命题重点在交变电流的规律、图象及变压器的规律，以考查识记能力、对比能力为主.

2022年高考物理(新课标)总复习配套讲义：第63课时交变电流的产生与描述 Word版含解析

第63课时交变电流的产生与描述(双基落实课)[命题者说]本课时内容是交变电流的基础学问，包括交变电流的产生与变化规律、交变电流的有效值、交变电流的“四值”的应用等，其中交变电流的有效值、图像等是高考的热点，虽然很少单独考查，但在相关类型的题目中经常涉及。

一、交变电流的产生与变化规律1.正弦式交变电流的产生和图像(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)图像：用以描述交变电流随时间变化的规律，假如线圈从中性面位置开头计时，其图像为正弦曲线。

如图甲、乙所示。

2．周期和频率(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T＝2πω。

(2)频率(f)：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数。

单位是赫兹(Hz)。

(3)周期和频率的关系：T＝1 f。

3．正弦式交变电流的函数表达式(线圈从中性面开头计时) (1)电动势e＝E m sin ωt＝nBSωsin_ωt。

(2)电流i＝I m sin_ωt＝E mR＋rsin ωt。

(3)电压u＝U m sin_ωt＝E m RR＋rsin ωt。

[小题练通]1．(2021·惠州模拟)如图甲所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有一矩形单匝线圈，其面积为S，总电阻为r，线圈两端外接一电阻R和一个抱负沟通电流表。

若线圈绕对称轴OO′以角速度ω做匀速转动，图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图像，下列说法正确的是()A．在t1～t3时间内，穿过线圈平面的磁通量的变化量为BSB．在t3～t4时间内，通过电阻R的电荷量为BSRC．在t3时刻穿过线圈平面的磁通量的变化率为2BSωD．在t3时刻电流表的示数为BSω2(R＋r)解析：选D由题图可知，在t1和t3时刻穿过线圈平面的磁通量大小为BS，方向相反，则在t1～t3时间内穿过线圈平面的磁通量的变化量为2BS，A错误；在t3～t4时间内，磁通量的变化量为BS，则平均电动势E＝BSΔt，因此通过电阻R的电荷量为q＝ER＋r·Δt＝BSΔt(R＋r)Δt＝BSR＋r，故B错误；在t3时刻电动势E＝BSω，则由法拉第电磁感应定律，E＝ΔΦΔt可知，则穿过线圈的磁通量变化率为BSω，故C错误；在t3时刻电流表的示数为交变电流的有效值，则有I＝E2(R＋r)＝BSω2(R＋r)，故D正确。

盘点高考物理交变电流知识点

盘点2019-2019高考物理交变电流知识点交流电指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流，查字典物理网整理了交变电流知识点，帮助广大高三学生学习物理知识!交变电流(正弦式交变电流)1.电压瞬时值e=Emsint 电流瞬时值i=Imsin(=2f)2.电动势峰值Em=nBS=2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总3.正(余)弦式交变电流有效值：E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/24.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P入=P出中华考试网5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损=(P/U)2R;(P损:输电线上损失的功率，P:输送电能的总功率，U:输送电压，R:输电线电阻)〔见第二册P198〕;6.公式1、2、3、4中物理量及单位：:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T);S:线圈的面积(m2);U输出)电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。

注:(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:电=线，f电=f线;(2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变;(3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值;(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定，输入功率等于输出功率,当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大，即P出决定P入; (5)其它相关内容：正弦交流电图象〔见第二册P190〕/电阻、电感和电容对交变电流的作用〔见第二册P193〕。

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2024高考物理一轮复习--交变电流的产生和描述

交变电流一、交变电流的产生规律1．正弦式交变电流的产生(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。

(2)两个特殊位置的特点：①线圈平面与中性面重合时，S ①B ，Φ最大，ΔΦΔt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变。

①线圈平面与中性面垂直时，S ①B ，Φ＝0，ΔΦΔt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。

(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次。

(4)交变电动势的最大值E m ＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。

2．产生正弦交流电的四种其他方式 (1)线圈不动，匀强磁场匀速转动。

(2)导体棒在匀强磁场中做简谐运动。

(3)线圈不动，磁场按正弦规律变化。

(4)在匀强磁场中导体棒的长度与时间成正弦规律变化。

3．交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)4．书写交变电流瞬时值表达式的步骤(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式E m ＝nωBS 求出相应峰值。

(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。

①线圈从中性面位置开始计时，则i －t 图像为正弦函数图像，函数表达式为i ＝I m sin ωt 。

①线圈从垂直于中性面的位置开始计时，则i －t 图像为余弦函数图像，函数表达式为i ＝I m cos ωt 。

二、交变电流有效值的求解方法1．有效值的规定交变电流、恒定电流I 直分别通过同一电阻R ，在交流电的一个周期内产生的焦耳热分别为Q 交、Q 直，若Q 交＝Q 直，则交变电流的有效值I ＝I 直(直流有效值也可以这样算)． 2．有效值的理解(1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值；(2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效值； (3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值； (4)没有特别加以说明的，是指有效值；(5)“交流的最大值是有效值的2倍”仅适用于正(余)弦式交变电流． 3．有效值的计算(1)计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间(周期整数倍)”内“相同电阻”上产生“相同热量”，列式求解．(2)分段计算电热求和得出一个周期内产生的总热量． (3)利用两个公式Q ＝I 2Rt和Q ＝U 2Rt 可分别求得电流有效值和电压有效值．(4)若图象部分是正弦(或余弦)式交变电流，其中的14周期(必须是从零至最大值或从最大值至零)和12周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I ＝I m 2、U ＝U m2求解．4．几种典型交变电流的有效值三、交变电流“四值”的理解和计算交变电流“四值”的比较四、针对练习1、如图所示，一矩形线圈的面积为S ，匝数为N ，电阻为r ，处于磁感应强度大小为B 的水平匀强磁场中，绕垂直磁场的水平轴OO ′以角速度ω匀速运动。

高考物理考点：交变电流

2019年高考物理考点：交变电流由查字典物理网高考频道提供，2019年高考物理考点：交变电流，因此老师及家长请认真阅读，关注孩子的成长。

交变电流(正弦式交变电流)1.电压瞬时值e=Emsint 电流瞬时值i=Imsin(=2f)2.电动势峰值Em=nBS=2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总3.正(余)弦式交变电流有效值：E=Em/(2)1/2；U=Um/(2)1/2 ；I=Im/(2)1/24.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系U1/U2=n1/n2；I1/I2=n2/n2；P入=P出中华考试网5.在远距离输电中，采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损=(P/U)2R；(P损:输电线上损失的功率，P:输送电能的总功率，U:输送电压，R:输电线电阻)〔见第二册P198〕；6.公式1、2、3、4中物理量及单位：:角频率(rad/s)；t:时间(s)；n:线圈匝数；B:磁感强度(T)；S:线圈的面积(m2)；U输出)电压(V)；I:电流强度(A)；P:功率(W)。

注:(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:电=线，f电=f线；(2)发电机中，线圈在中性面位置磁通量最大，感应电动势为零，过中性面电流方向就改变；(3)有效值是根据电流热效应定义的，没有特别说明的交流数值都指有效值；(4)理想变压器的匝数比一定时，输出电压由输入电压决定，输入电流由输出电流决定，输入功率等于输出功率，当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大，即P出决定P入；(5)其它相关内容：正弦交流电图象〔见第二册P190〕/电阻、电感和电容对交变电流的作用〔见第二册P193〕。

以上是编辑老师整理的2019年高考物理考点：交变电流，希望对您有所帮助，更多2019高考复习信息查找请关注查字典物理网高考频道!。

高考物理电磁学知识点之交变电流难题汇编含答案解析(4)

高考物理电磁学知识点之交变电流难题汇编含答案解析(4)一、选择题1．如图所示，理想变压器的原线圈接在122sin100Vu tπ=（）的交流电源上，副线圈接R=的负载电阻，原、副线圈的匝数之比为31∶。

电流表、电压表均为理想电表。

有10Ω则（）A．电压表的示数为12V B．电流表的示数为0.4AC．变压器输出交流电的周期为50s D．变压器的输入功率为1.6W2．一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，在相同时间内电阻产生的热量最大的是（）A．B．C．D．3．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示规律变化，副线圈接有负载．下列判断正确的是A．输出电压的最大值为36VB．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220V，频率为50Hz4．如图是交流发电机的示意图，匀强磁场方向水平向右，磁感应强度为B ，线圈ABCD 从图示位置（中性面）开始计时，绕垂直于磁场方向的轴OO ′逆时针匀速转动。

已知转动角速度为ω，线圈ABCD 的面积为S ，匝数为N ，内阻为r ，外电路总电阻为R （包括滑环和电刷的接触电阻和电表电阻），规定线圈中产生的感应电流方向沿ABCD 为正方向，下列说法正确的是（）A ．线圈产生感应电动势的瞬时值为02sin e NB S t ωω= B ．电路中产生的电流有效值为022()NB S I R r ω=+C ．外电路的电压峰值为02m NB S RU R rω=+D ．1秒内线圈中电流方向改变2ωπ次 5．如图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成．发电机中矩形线圈所围的面积为S ，匝数为N ，电阻不计，它可绕水平轴OO′在磁感应强度为B 的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P 上下移动时可改变输出电压，R 0表示输电线的电阻．以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是A ．若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零B ．发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e = NBSω sinωtC ．当用电量增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P 应向上滑动D ．当滑动触头P 向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高6．如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表为理想电表，R 0为定值电阻，在a 、b 端输入正弦交流电，开关S 闭合后，灯泡能正常发光，则下列说法正确的是（）A ．闭合开关S ，电压表的示数变小B ．闭合开关S ，电流表的示数变小C ．闭合开关S 后，将滑动变阻器的滑片P 向下移，灯泡变亮D ．闭合开关S 后，将滑动变阻器的滑片P 向下移，电流表的示数变小7．如图所示，N 匝矩形导线框以角速度ω绕对称轴OO '匀速转动，线框面积为S ，线框电阻、电感均不计，在OO '左侧有磁感应强度为B 的匀强磁场，外电路接有电阻R ，理想电流表A ，则：（）A ．从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为sin e NB S t ωω= B ．交流电流表的示数24I NBS Rω=C ．R 两端电压的有效值2U NBS ω=D ．一个周期内R 的发热量()2NBS Q Rπω=8．矩形线框与理想电流表、理想变压器、灯泡连接电路如图甲所示．灯泡标有“36 V 40 W ”的字样且阻值可以视作不变，变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，线框产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示．则下列说法正确的是( )A ．图乙电动势的瞬时值表达式为e ＝36 sin (πt)VB ．变压器副线圈中的电流方向每秒改变50次C ．灯泡L 恰好正常发光D ．理想变压器输入功率为20 W9．如图所示，一理想变压器原线圈接在电压恒为U 的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可通过调节触头P 进行改变，副线圈、电阻箱R 和定值电阻R 1以及理想交流电流表连接在一起。

(江苏专版)高考物理一轮复习第十章第1节交变电流的产生及描述讲义(含解析)-人教版高三全册物理

交变电流的产生与描述(1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，一定会产生正弦式交变电流。

(×)(2)线圈在磁场中转动的过程中穿过线圈的磁通量最大时，产生的感应电动势也最大。

(×)(3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动经过中性面时，线圈中的感应电动势为零，电流方向发生改变。

(√)(4)交流电气设备上所标的电压和电流值是交变电流的有效值。

(√) (5)交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值。

(×) (6)交变电流的峰值总是有效值的2倍。

(×)突破点(一) 交变电流的产生和描述1．正弦式交变电流的产生(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。

(2)两个特殊位置的特点：①线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ最大，ΔΦΔt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变。

②线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，ΔΦΔt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。

(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次。

(4)交变电动势的最大值E m ＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。

2．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)函数表达式图像磁通量 Φ＝Φm cos ωt ＝BS cos ωt电动势e ＝E m sin ωt ＝nBSωsinωt电流i ＝I m sin ωt ＝E mR ＋rsin ωt电压u ＝U m sin ωt ＝RE mR ＋rsin ωt[题点全练]1.[多项选择](2018·海南高考)如图，在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，有一面积为S 的矩形单匝闭合导线abcd ，ab 边与磁场方向垂直，线框的电阻为R 。

使线框以恒定角速度ω绕过ad 、bc 中点的轴旋转。

如下说法正确的答案是( )A ．线框abcd 中感应电动势的最大值是BSωB ．线框abcd 中感应电动势的有效值是BSωC ．线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最大D ．线框平面与磁场方向垂直时，流经线框的电流最大解析：选AC 一个单匝线圈在匀强磁场中旋转，当从中性面开始计时，产生的正弦式交变电流电动势的瞬时值表达式为：e ＝E m sin ωt ，感应电动势的最大值E m ＝BSω，有效值E ＝E m2，故A 正确，B 错误；当θ＝90°时，即线框平面与磁场方向平行时，电流最大，故C 正确，D 错误。

专题11交变电流第1讲交变电流的产生和描述(教学课件)高考物理一轮复习

(1)在磁场中与 B 垂直的位置为中性面，Φ 最大，I 感＝0，线圈转一周两次经过中性面，电流方向改变两次．
(2)交变电流某一时刻的值，是时间的函数．①线圈从中性面开始转动：e＝Emsin ωt；②线圈从平行于磁场方向开始转动：e＝Emcos ωt.
(3)只有正(余)弦式交变电流的有效值和峰值之间是 E＝Em2的关系，非正弦式交变电流一般不满足
[方法归纳] 几种典型交变电流的有效值
电流名称
电流图像
正弦式交变电流
正弦半波电流
有效值
I＝
Im 2
I＝I2m
电流名称矩形脉冲电流
非对称性交变电流
电流图像
有效值 I＝ Tt0Im
I＝ 21I21＋I22
1．(2018 年全国卷Ⅲ)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产
磁感线的中心轴OO′匀速转动，产生的感应电动势e随时间t变化的曲线
如图乙所示．若外接电阻的阻值R＝9 Ω，线圈的电阻r＝1 Ω，则下列说
法正确的是
()
A．线圈转速为100π r/s B．0.01 s末穿过线圈的磁通量最大 C．通过线圈的最大电流为10 A D．电压表的示数为90 V 【答案】C
【解析】由乙图可知，线圈转动的周期 T＝0.04 s，线圈转速 n＝T1＝ 25 r/s，故 A 错误；0.01 s 末，线圈产生的感应电动势最大，此时线圈处于与中性面垂直位置，穿过线圈的磁通量最小且为零，故 B 错误；根据闭合电路的欧姆定律，可知 I＝RE＋mr＝91＋001 A＝10 A，故 C 正确；电压表测量的是有效值，故 U＝ I2R＝45 2 V，故 D 错误．
u0
2
uR20T，Q 正＝UR2有效T＝

高考物理复习要点第十五单元nbsp交变电流nbsp电磁场和电磁波

第十五单元交变电流电磁场和电磁波教学目标1．掌握交流电变化规律。

2．理解交流电的有效值。

3．掌握变压器工作原理及规律。

4．知道变压器的输入功率随输出功率增大而增大，知道变压器原线圈中的电流随副线圈电流增大而增大。

5．知道电磁场电磁波电磁波的波速。

6．培养综合应用电磁感应知识解决复杂问题的能力。

教学重点、难点分析1．交流电的产生和变化规律。

2．交流电有效值的计算。

教学过程设计一、正弦交变电流法拉第电磁感应定律的内容：电路中感应电动势大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，ΔtΔN E ϕ=。

启发引导：一个矩形闭合线框在磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动，情况将如何？线框边长a b=dc=L 1，a d=bc=L 2OO′为过a d 、bc 中点的轴。

从图示位置开始计时，经过时间t ，线圈转过角度θ=ωt ，此时a b 和dc 边产生感应电动势，θωsin 2211ab L BL v BL E ==⊥，θωsin 2211dc L BL v BL E ==⊥。

线圈产生总电动势e= E ab + E dc =BL 1L 2ωsinωt ，记作e=E m sinωt设线圈总电阻为R ，线圈中感应电流t RE i m ωsin =，记作i=I m sinωt e 和i 随t 按正弦规律变化。

1．正弦交变电流的产生闭合矩形线圈在磁场中绕垂直于场强方向的轴转动产生的电流随时间作周期性变化，称交流电。

当闭合线圈由中性面位置（右图中O 1O 2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 ωt ，其中E m =nBSω，这就是正弦交变电流。

2．交流电的变化规律（1）函数表达式：e=E m sinωt 、i=I m sinωt 、u=U m sinωt（2）图像：以e （i 、u ）为因变量，t 或ωt 为自变量作图。

3．描述交流电的周期性变化规律的物理量（1）周期（T ）：完成一次周期性变化所需要的时间。

高考物理一轮交变电流理想变压器

高考物理一轮：交变电流、理想变压器主要知识点：1．正弦交流电的产生和图象(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)峰值：交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值，也叫最大值． E m ＝nBSω (3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值．对正弦交流电，其有效值和峰值的关系为：E ＝E m 2，U ＝U m 2，I ＝I m2.1、如图，线圈在磁场中匀速转动产生交变电流，以下相关说法中正确的是（）A ．线圈在甲、丙图位置时，磁通量变化率最大B ．线圈在乙、丁图位置时，产生的电流最大C ．线圈经过甲、丙图位置时，电流的方向都要改变一次D ．线圈每转动一周，电流方向改变一次 2、一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时，产生的感应电动势为（V ），则如下说法中正确的是（） A ．此交流电的频率是100HzB ．t=0时线圈平面恰与中性面重合C ．如果发电机的功率足够大，它可使“220V100W ”的灯泡正常发光D ．用交流电压表测量的读数为 Vt e π100sin 2220=甲乙丙丁22203、如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A ．那么( )．A ．线圈消耗的电功率为4 WB ．线圈中感应电流的有效值为2 AC ．任意时刻线圈中的感应电动势为e ＝4cos 2πT tD ．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝T πsin 2πTt4、如图1所示，在匀强磁场中矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图2中曲线a 、b 所示，则( ) A.两次时刻线圈平面均与中性面重合B.曲线、对应的线圈转速之比为C.曲线表示的交变电动势频率为25D.曲线表示的交变电动势有效值为105、如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R ．线框绕与合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动，线框转过时的感应电流为I 下列说法正确的是（）6、如图所示，有一矩形线圈，面积为S ，匝数为N ，内阻为r ，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴OO ′以角速度ω匀速转动，从图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是( )．A ．通过电阻R 的电荷量Q ＝πNBS 22(R ＋r )B ．通过电阻R 的电荷量Q ＝NBS R ＋rC ．外力做功的平均功率P ＝N 2B 2S 2ω22(R ＋r )D ．从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为e ＝NBSωsin ωt7、如图所示为发电机结构示意图，其中N 、S 是永久磁铁的两个磁极，其表面呈半圆柱面状．M 是圆柱形铁芯，它与磁极柱面共轴，铁芯上绕有矩形线框，可绕与铁芯共轴的固定轴转动．磁极与铁芯间的磁场均匀辐向分布．从图示位置开始计时，当线框匀速转动时，图中能正确反映线框感应电动势e 随时间t 的变化规律的是( )．补充：求交变电流有效值的方法1．公式法：利用E ＝E m 2，U ＝U m 2，I ＝I m2计算，只适用于正余弦式交流电． 2．利用有效值的定义计算(非正弦式交流电) 在计算有效值“相同时间”至少取一个周期或周期的整数倍．1、如图所示为一交变电流随时间变化的图象，此交流电的有效值是( )．A ．5 2 AB ．5 AC ．3.5 2 AD ．3.5 A2、如图左所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电．第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图右甲所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示．若图甲、乙中的U 0、T 所表示的电压、周期值是相等的，则以下说法正确的是( )．A ．第一次灯泡两端的电压有效值是22U 0B ．第二次灯泡两端的电压有效值是32U 0C ．第一次和第二次灯泡的电功率之比是2∶9D ．第一次和第二次灯泡的电功率之比是1∶53、如图所示，N 匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕轴OO ′匀速转动，线框面积为S ，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R 、理想电流表和二极管D .二极管D 具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大．下列说法正确的是( )．A ．图示位置电流表的示数为0B ．R 两端电压的有效值U ＝ω2NBSC ．一个周期内通过R 的电荷量q ＝2BS /RD ．交流电流表的示数I ＝ω2R NBS4、一个电热器接在10V 的直流电源上，在ts 内产生的焦耳热为Q ，今将该电热器接在一交流电源上，它在2ts 内产生的焦耳热为Q ，则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是（） A ．最大值是V ，有效值是10V B ．最大值是10V ，有效值是V C ．最大值是V ，有效值是5VD．最大值是20V ，有效值是V5、如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B .电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动(O 轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为( )．A.BL 2ω2RB.2BL 2ω2RC.2BL 2ω4RD.BL 2ω4R巩固练习：21025252101、如图，M 为半圆形导线框，圆心为O M ；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为O N ；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线O M O N 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。

2022年高考物理总复习第一部分常考考点复习第十二章第1讲交变电流的产生和描述

第十二章交变电流、电磁振荡与电磁波、传感器第1讲交变电流的产生和描述【课程标准】通过实验，认识交变电流。

能用公式和图像描述正弦交变电流，并能测算交变电流的峰值和有效值【素养目标】物理观念：知道交变电流的产生过程，能正确书写交变电流的函数表达式，理解掌握交变电流图像的意义科学思维：掌握交变电流有效值的计算方法，会区别交变电流的“四值”，明确其在具体情况中的应用技巧一、交变电流、交变电流的图像1．交变电流(AC)：电流、电压大小和方向都随时间做周期性变化。

正弦式电流是最简单、最基本的交变电流，如图所示。

2．正弦交流电的产生及图像：(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。

(2)中性面(3)图像公式(从中性面位置开始计时)图像感应电动势e＝Emsinωt电压u＝U m sinωt电流i＝I m sinωt注意：电动势的峰值(最大值)E m＝NBSω，由线圈匝数N、磁感应强度B、转动角速度ω及线圈面积S(S为有效面积)决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关，但转轴必须垂直于磁场。

若线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧姆定律得I m＝EmR＋r，U m＝EmR＋rR。

命题·生活情境如图所示，几位同学在北京某学校的操场上做“摇绳发电”实验，其中两位同学分别站在地面上的东西方向，像跳绳一样手摇导线。

(1)摇绳发电，产生的电流是直流电还是交流电？提示：交流电。

(2)当导线从上向下运动时，通过灵敏电流计的电流方向是“A→B”还是“B→A”？提示：B→A。

二、描述交变电流的物理量1．周期和频率：(1)周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用T表示，单位是秒(s)。

(2)频率：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比。

用f表示，单位是赫兹(Hz)。

(3)ω、T、f的关系：ω＝2πT＝2πf，T＝1f或f＝1T。

注意：我国民用交变电流的周期T＝0.02 s，频率f＝50 Hz，ω＝100π rad/s，电流方向每秒钟改变100次。

高考物理纠错笔记交变电流含解析

交变电流一、线圈绕垂直磁场的轴旋转产生的交变电流具有以下特点（1）交变电流的大小与转轴在线圈平面内的具体位置无关,未必是线圈的对称轴;（2）交变电流的最大值与线圈的面积成正比,与线圈的具体形状无关;（3）线圈转动的快慢既影响交变电流的周期和频率,又影响交变电流的最大值。

如图所示,在水平向右的匀强磁场中,一线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线框通过电刷、圆环、导线等与定值电阻组成闭合回路．t1、t2时刻线框分别转到图甲、乙所示的位置,下列说法正确的是A．t1时刻穿过线框的磁通量最大B．t1时刻电阻中的电流最大,方向从右向左C．t2时刻穿过线框的磁通量变化最快D．t2时刻电阻中的电流最大,方向从右向左【错因分析】分不清线圈是从中性面还是峰值面开始转动的导致错误。

【正确解析】t1时刻,穿过线框的磁通量为零,线框产生的感应电动势最大,电阻中的电流最大,根据楞次定律,通过电阻的电流方向从右向左,A错误,B正确;t2时刻,穿过线框的磁通量最大,线框产生的感应电动势为零,电阻中的电流为零,C、D错误。

【正确答案】B1．图1为一台小型发电机构造示意图,内阻r=5.0 Ω,外电路电阻R=95 Ω,电路中其余电阻不计。

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。

转动过程中穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化,如图2所示,（π=3.14,2=1.4）则下列说法不正确的是图1 图2A ．该小型发电机的电动势的最大值为200 VB ．t =3.14×10－2 s 时,磁通量的变化率为2 Wb/sC ．t =3.14×10－2 s 时,串联在外电路中的交流电流表的读数为2 AD ．t =3.14×10－2 s 时,串联在外电路中的交流电流表的读数为1.4 A 2．如图所示,是磁感应强度大小为B 的匀强磁场的左边界,也是一面积为S 的n 匝矩形金属线框的对称轴,若线框以角速度绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,并从图示位置（线框与磁感线平行）开始计时,则A ．时,线框中的感应电流最小B ．时,穿过线框的磁通量变化率最大C ．线框中产生的交变电动势的最大值为D ．线框中产生的交变电动势的有效值为二、对交变电流的理解和应用易出现以下错误（1）只考虑交变电流的产生与规律而忽视了交变电流的结构; （2）不知道计算与热效应有关的物理量时应采用有效值; （3）错误地认为凡是交变电流其电压有效值都可以用m 2U 计算。