专题22 交流电(学生版)
专题22探究加速度与力、质量的关系(解析版)—2023届高三物理一轮复习重难点突破
专题22探究加速度与力、质量的关系1．实验原理(1)保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系．(2)保持合外力不变，探究加速度与质量的关系．(3)利用a ＝Δx T 2求加速度(4)作出a －F 图像和a －1m图像，确定a 与F 、m 的关系．2．实验器材小车、槽码、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线、纸带、天平、刻度尺、坐标纸．3．实验步骤(1)用天平测量槽码的质量m ′和小车的质量m .(2)按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上．(3)在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑．(4)操作：①槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，断开电源，取下纸带，编号码．②保持小车的质量m 不变，改变槽码的质量m ′，重复步骤①.③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，计算加速度a .④描点作图，作a －F 的图像．⑤保持槽码的质量m ′不变，改变小车质量m ，重复步骤①和③，作a －1m图像．4．数据处理(1)利用逐差法或v －t 图像法求a .(2)以a 为纵坐标，F 为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，说明a 与F 成正比．(3)以a 为纵坐标，1m为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，就能判定a 与m 成反比．5.注意事项(1)实验前首先补偿阻力：适当垫高木板不带定滑轮的一端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力。
在补偿阻力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动（纸带上打出的点迹均匀分布）．(2)实验过程中不用重复补偿阻力．(3)实验必须保证的条件：m≫m′.(4)改变拉力或小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．6.误差分析(1)实验原理不完善：本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力。
高中物理选修3-2交流电
类型四：对正弦式交变电流的产生原理的理解，以及其四 值运算、闭合电路欧姆定律的应用
• 例4.小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁 场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图所 示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻， 则发电机输出电压( D )
• A.峰值是e0
• B.峰值是2e0
2
• C.有效值是 2 Ne0
• D.有效值是 2Ne0
• 2.矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，经过中性面时，以下说 法正确的是( ABC)
• A.线圈平面与磁感线方向垂直
• B.线圈中感应电流的方向将发生改变
• C.通过线圈平面的磁通量最大
• D.通过线圈的感应电流最大
• （4）有效值、平均值、最大值（峰值）和瞬时值 • ①使用交变电流的设备铭牌上标明的额定电压、额定电流是指有效值，交流电表测量的也是有效 • 值．提到交变电流的相关量，凡没有特别说明的，都是指有效值． • ②在研究电容器是否被击穿时，要用最大值（峰值），因电容器标明的电压是它在工作时能够承 • 受的最大值． • ③在研究交变电流的功率和产生的热量时，用有效值． • ④在求解某一时刻的受力情况时，用瞬时值． • ⑤在求交变电流流过导体的过程中通过导体截面积的电荷量时，
• 用平均值 q It
类型一：交变电流的产生及其变化规律
• 例1：一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4πrad／s匀速转动，产生的交变电 动势的图象如图所示．则（ D ）
• A．交变电流的频率是4πHz • B．当t＝0时，线圈平面与磁感线平行 • C．当t＝0.5s时，e有最大值 • D．交变电流的周期是0.5s
教科版高二学期物理教学课件：选修32 第2章交流电单元复习 PPT(共17张PPT)
A. ε0sin
t 2
C. ε0sin2ωt
(D )
t
B. 2ε0sin 2
D. 2ε0sin2ωt
2、图中是某一非 4 2 i(A) 正弦交流电电流
随时间变化的图 0
0.02
像，此交流电的 有效值是
3 2
0.04
t(s)
3、一个电热器接在10V直流电源上，发热消耗功率为P，若把
它改接在交流电源上，要使它发热消耗的功率为 P/2 ，则
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/8/312021/8/312021/8/312021/8/318/31/2021 14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年8月31日星期二2021/8/312021/8/312021/8/31 15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年8月2021/8/312021/8/312021/8/318/31/2021 16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/8/312021/8/31August 31, 2021 17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/8/312021/8/312021/8/312021/8/31
中性面: 线圈转动过程中,每经过中性面一次,其电流方向 发生一次变化；线圈转动一周内有两次经过中性面，故 电流方向在一个周期内改变两次。
(2)交流电的产生:
设ab=cd=L ad=bc=2R 线圈面积S=2RL
线圈转动到与中性面成θ=ωt时，ab和cd两边切割磁感线产生 电动势 e=2×BLVsin θ=2×BLωRsinωt=BSωsinωt
【公开课】交变流电+课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
Em sin t Um sin t , 其中 Um
R
R r
Em
当线圈绕着与匀强磁场方向垂直的轴线匀速转动，就会产生正弦式交变电
流。
★★★若从
开始计时，则：
峰值（最大值）
t 时刻瞬时值
Em = NBSω
e = Em sinωt
注意：
e
i=
= I m sinωt
R+ r
u = iR = U m sinωt
(1)该线圈产生的电动势的峰值、电流的峰值分别是多少？
(2)写出感应电动势随时间变化的表达式。
(3)线圈从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大？
[解析] 先根据 Em＝NBSω 计算电动势的最大值，再根据计时起点确定瞬时值表达式是
e＝Emsin ωt 还是 e＝Emcos ωt。
(1)电动势的峰值
流过的电流i随时间变化的规律是怎样的？
• 流过负载的电流：
e
Em
Em
i
sin t Im sin t，其中Im
Rr Rr
Rr
电流方向和大小随时间做周期性变化，其
符合正弦函数变化规律，这样的交变电流
叫做正弦式交变电流。
交变电流，简称
交流（AC)
• 负载两端电压：
u iR
R
R r
e
R
线圈转动一周，电流方向改变2次
最大
t
B∥S
Φ=0
V⊥B
E、I最大
三、交变电流的变化规律
设磁感应强度是B，AB、CD长为l，AD、BC宽为d，线圈匀速转动的角速
度是ω，设t＝0时线圈所在平面与磁场反向刚好垂直，则t=t时刻线圈产生
2022年中考物理微专题复习 专题22 中考电路及电路图问题(学生版)
专题22 电路及电路图问题1.电路的构成：电源、开关、用电器、导线。
2.电路的三种状态：(1)通路:接通的电路叫通路,此时电路中有电流通过,电路是闭合的。
(2)开路(断路):断开的电路叫断路,此时电路不闭合,电路中无电流。
(3)短路:不经过用电器而直接用导线把电源正、负极连在一起,电路中会有很大的电流,可能把电源烧坏,或使导线的绝缘皮燃烧引起火灾,这是绝对不允许的。
用电器两端直接用导线连接起来的情况也属于短路(此时电流将直接通过导线而不会通过用电器,用电器不会工作)。
3.电路图：常用电路元件的符号：符号意义符号意义＋交叉不相连的导线电铃交叉相连接的导线○M电动机(负极)(正极)电池○A电流表电池组○V电压表开关电阻○×小灯泡滑动变阻器4.串联电路：把电路元件逐个顺次连接起了就组成了串联电路。
特点：①电流只有一条路径。
②各用电器之间互相影响,一个用电器因开路停止工作,其它用电器也不能工作。
③只需一个开关就能控制整个电路。
5.并联电路：把电路元件并列地连接起来就组成了并联电路。
电流在分支前和合并后所经过的路径叫做干路。
分流后到合并前所经过的路径叫做支路。
特点：①电流两条或两条以上的路径,有干路、支路之分。
②各用电器之间互不影响,当某一支路为开路时,其它支路仍可为通路。
③干路开关能控制整个电路,各支路开关控制所在各支路的用电器。
电路名称串联电路并联电路电路图元件连接首尾连接用电器两端并列连接电流路径一条电流路径(无分支)有两条或两条以上电流路径(无分支)用电器工作情况同时工作相互影响可单独工作,互不影响开关控制作用开关控制整个电路,其控制作用于位置无关。
干路开关控制整个电路,支路开关控制其所在支路。
6.正确使用电流表的规则：①电流表必须和被测的用电器串联。
如果电流表与用电器并联,不但测不出流经此用电器的电流,如果电路中没有别的用电器还会因为电流表直接连到电源的两极上使电流过大而烧坏电流表。
②“+”“－”接线柱的接法要正确,必须使电流从“＋”接线柱流进电流表,从“－”接线柱流出来。
3.2交变电流的描述(学生版) 2024-2025学年高二物理同步学与练( 人教版选择性必修第二册)
3.2交变电流的描述课程标准物理素养1.知道交变电流的周期、频率的概念，掌握T 、f 、ω之间的关系.2.理解交变电流的峰值、有效值的概念，会根据电流的热效应计算电流的有效值.3.理解正弦式交变电流的公式和图像．物理观念：认识交变电流的峰值和有效值，并能区分何时用有效值、何时用峰值。
知道正弦值交变电流的周期和频率及其转换关系。
科学思维：经历得出研究交变电流通过电阻时产生热量的问题情境，理解有效值概念的提出过程。
科学探究：知道正弦式交变电流的有效值和峰值的关系。
科学态度与责任：深化用函数表达式和图像来详细描述正弦式交变电流的变化规律。
掌握用函数表达式和图像来全面记录和反映电流(或电压)每个时刻的情况，数形结合，经历运用数学函数和图像表示物理规律的体验。
（一）课前研读课本，梳理基础知识：010203知识梳理一、周期和频率1．周期(T )：交变电流完成 所需的时间．2．频率(f )：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作频率，数值等于交变电流在单位时间内完成 ．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＝ 二、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 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 的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的 相等，则此恒定电流的电流与电压叫作交变电流的有效值．3．正弦式交变电流的峰值与有效值之间的关系E E m ＝ E m ，U U m ＝ U m ，I I m ＝ I m 三、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 .3．正弦式交变电压的图像如图所示【题型一】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叫作它的周期，通常用T 表示，单位是秒。
3.1交变电流(学生版) 2024-2025学年高二物理同步学与练( 人教版2019选择性必修第二册
3.1交变电流课程标准物理素养1.通过实验观察交变电流的方向.2.会分析交变电流的产生过程，会推导交变电流电动势的表达式.3.知道什么是正弦式交变电流，知道正弦式交变电流的瞬时值表达式.4.了解交流发电机的构造及工作原理．物理观念：认识中性面、区分交流电荷直流电、区分峰值、瞬时值。
科学思维：经历建立正弦式交变电流模型、用右手定则和法拉第电磁感应定律推理得出正弦式交变电流方向和大小的规律的过程，体会建立模型与推理分析的思维方法。
科学探究：运用电磁感应的相关知识理论探究交流发电机产生交变电流的过程。
科学态度与责任：通过正弦交流电的产生过程和我们大型发电厂的建设过程，体会物理知识与科学技术的关系。
0102（一）课前研读课本，梳理基础知识：一、交变电流1．交变电流：大小和方向随时间做 变化的电流叫作交变电流，简称 ．2．直流： 不随时间变化的电流称为直流．二、交变电流的产生交流发电机的线圈在磁场中转动时，转轴与磁场方向 ．三、交变电流的变化规律1．中性面03知识梳理(1)中性面：与磁感线 的平面．(2)当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量 ，线圈中的电流 ．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 ，E m ＝NωBS .3．正弦式交变电流：按 规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称 ．4．正弦式交变电流和电压电流表达式i ＝ ，电压表达式u ＝ 其中I m 、U m 分别是电流和电压的 ，也叫 ．四、交流发电机1．主要构造： 和 ．2．分类(1)旋转电枢式发电机： 转动， 不动．(2)旋转磁极式发电机： 转动， 不动．【题型一】交变电流与直流1．交变电流大小和方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流，简称交流．2．常见的交变电流的波形图实际应用中，交变电流有着不同的变化规律，常见的有以下几种，如图所示．3．直流方向不随时间变化的电流叫作直流，大小和方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流．【典型例题1】下列e -t 图象中不属于交流电的有( )A ．B ．C ．D ．【典型例题2】（多选）下列所示图像中属于交流电的有（ ）04A．B．C．D．【对点训练1】（多选）下列各图象中属于交流电的有: A．B．C．D．【对点训练2】（多选）下列图像中属于交流电的有（ ）A．B．C．D．【题型二】交变电流的产生两个特殊位置1．中性面位置(S⊥B，如图中的甲、丙)线圈平面与磁场垂直的位置，此时Φ最大，ΔΦΔt为0，e为0，i为0.线圈经过中性面时，电流方向发生改变，线圈转一圈电流方向改变两次．2．垂直中性面位置(S∥B，如图中的乙、丁)此时Φ为0，ΔΦΔt最大，e最大，i最大．【典型例题3】如图所示，线圈abcd在水平匀强磁场中匀速转动而产生交变电流。
北京北京高中物理选修3-2第5讲：交流电(学生版)——东直门
交流电__________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________1.理解描述交变电流的物理量的含义、电感和电容对交变电流的影响和了解三相交变电流2.学会分析交流的产生及变化规律、交流电的图象、感抗与容抗。
一、交变电流产生）、（c (1)、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。
即正弦交流。
(2)、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。
这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。
(3)、规律：从中性面开始计时，则e= 。
用εm 表示峰值 则e= 在纯电阻电路中,电流I=RR e mε=sin ωt=I m sin ωt ，电压u=U m sin ωt 。
三、表征交变电流大小物理量(1)瞬时值：对应某一时刻的交流的值,用小写字母x 表示，e i u (2)峰值：即最大的瞬时值。
大写字母表示，Um Ｉm εm εm= nsB ω Ｉm=εm/ R注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为εm=NBS ω，即仅由匝数N ，线圈面积S ，磁感强度B 和角速度ω四个量决定。
与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。
(3)有效值：a 、意义：描述交流电 的物理量b 、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。
c 、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= I= U= 。
e 、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。
专题07交流电的产生与描述——学生版
专题7交流电的产生与描述（学生版）一、目标要求目标要求重、难点交流电的产生重点交流电的描述重点、难点电阻、电感、电容对交流电的阻碍二、知识点解析1．直流电和交流电的区别(1)定义：方向不随时间变化的电流称为直流电，如图1(a)；大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流，如图1(b)：图1大小和方向随时间发生周期性变化的电流称为交变电流，简称交流电，如图1(c)和图1(d)，其中电流随时间按正弦函数规律变化的交变电流称为正弦交变电流，简称正弦交流电，如图1(d)．2．正弦交流电的产生原理产生机理如图2所示，线圈abcd置于匀强磁场中，绕中轴匀速转动，ab边和cd边切割磁感线产生感应电流，并通过电刷将电流输出至外电路．①产生机理：若线圈abcd 在磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω绕中轴OO '做匀速圆周运动，如图3(a)所示，其中ab = L 1，bc = L 2，经过时间t 后线圈转过的角度为θ = ωt ．以ab 为研究对象，转至图3(b)位置时速度为v ，则ab 产生的感应电动势为：e ab = BL 1v ⊥= BL 1v sin θ． ab 线速度v 与线圈角速度关系为：22L v R ωω==．除ab 边外，cd 边同时以大小相等方向相反的速度也切割磁感线，线圈abcd 的总感应电动势为：e =2e ab ． 由上可得：2111222sin 2sin sin 2ab L e e BL v BL t BL L t ωθωωω===⋅⋅=．设矩形线圈面积为S ，则S = L 1L 2，考虑到线圈实际匝数为N ，则：e = NBSωsin ωt ．其中E m = NBSω为线圈产生感应电动势的最大值．②表达式：e = E m sin ωt若将线圈两端与外电路相接，组成闭合回路，电路中将产生按正弦函数规律变化的交变电流，其电流大小i 随时间t 变化的关系为：i = I m sin ωt ；外电路的电压u 随时间t 变化的关系为：u = U m sin ωt ．图2图3③图象：正弦交流电电流随时间变化的图象如图4所示．④中性面：a ．定义：当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量最大，则将线圈所处的平面称为中性面，如图5．b ．特点：线圈处于中性面位置时，穿过磁通量最大，但磁通量的变化率最小，0t Φ∆=∆，回路中的感应电动势 e =0，感应电流i =0，回路中电流在此时变换方向；当线圈处于与中性面垂直的位置时，穿过的磁通量为0，但磁通量变化率最大，回路中感应电动势最大，感应电流最大．3．描述交流电的物理量(1)周期和频率：①定义：交变电流作一次周期性变化所需的时间称为周期，用符号T 表示，单位是秒(s)；在1 s 时间内完成周期性变化的次数称为频率，用符号f 表示，单位是赫兹(Hz)．两者的大小关系为：1T f =或1f T=． ②理解：线圈在磁场中匀速转动产生正弦交流电，转动一周所花的时间正好为一个周期，若线圈转动的角速度为ω，则有2Tωπ=，则在正弦交流电中，电动势、电流和电压的表达式还可以写成： 图4图5m m 2sin sin e E t E t T ωπ==，m 2sin i I t T π=，m 2sin u U t Tπ= (2)瞬时值：电动势e = E m sin ωt 、电流i = I m sin ωt 和外电路的电压u = U m sin ωt 中，e 、i 和u 分别称为感应电动势、感应电流和外电路电压的瞬时值，不同时刻下，e 、i 和u 也不相同．(3)峰值：E m 、I m 和U m 分别称为电动势、电流和电压的峰值，表示在一个周期内电动势、电流和电压能达到的最大值；电容器和发光二极管在接入交流电路中时，不能让峰值超过其击穿电压．(4)有效值：①定义：如果交流电与某一直流电通过同一电阻，在相同时间内(一般为交流电周期整数倍)产生的热量相等，则这个直流电的电流和电压就分别称为相应交流电的电流和电压的有效值．②正弦交流电的有效值：大量实验和理论基础表明，正弦交流电电流和电压的有效值与峰值存在以下关系：mm 222I I I ==；m m 222U U U ==． ③意义：a ．交流电的有效值是通过电流的热效应给出，体现能量守恒思想．b ．平时所描述的交流电的电压和电流指的是其有效值，如我国家庭电路电压220V ，工农业生产所使用的动力电路电压380V 指的都是有效值，对应的峰值分别是311V 和538V ；使用交流电压表和交流电流表测出的数据也是正弦交流电的有效值．(5)平均值：①定义：指某段时间内平均感应电动势和平均电流的大小，在交变电流的图象中，平均值即图线与横轴所围面积与时间的比值．图6②计算式：E n t Φ∆=∆，正弦式交流电的平均值122E E E +≠． ③注意：平均值与有效值物理意义不同，因此平均值不等于有效值．4．电感、电容对交流电的作用(1)电感对交流电的作用：①探究：图7中两灯泡规格相同，图7(b)中交流电电压的有效值与图7(a)的直流电电压相同．闭合开关后，图7(a)中的灯泡要比图7(b)中的灯泡更亮，说明线圈对交流电有阻碍作用．线圈对交流电的阻碍作用可以总结为：通直流，阻交流；通低频，阻高频．(2)电容对交流电的作用：①探究Ⅰ：图8中两灯泡规格相同，图8(b)中交流电电压的有效值与图8(a)的直流电电压相同．闭合开关后，图8(a)中灯泡不亮而图8(b)中灯泡亮，说明电容器可以导通交流电而不能导通直流电． 电容对交流电的阻碍作用可以总结为：隔直流，通交流；阻低频，通高频．三、考查方向题型1：交流电的产生典例一：（2020•房山区二模）如图所示，（a ）→（b ）→（c ）→（d ）过程是交流发电机发电的示意图，下列说法正确的是()A ．当线圈转到图（a ）位置时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量变化率最大B ．从图（b ）开始计时，线圈中电流i 随时间t 变化的关系是sin m i I t ω=C ．当线圈转到图（c ）位置时，感应电流最小，且感应电流方向将要改变图7 图8D．当线圈转到图（d）位置时，感应电动势最小，ab边感应电流方向为b a→题型2：交流电的描述典例二：（2014•天津•多选）如图1所示，在匀强磁场中，一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象如图2中曲线a，b所示，则()A．两次0t=时刻线圈平面均与中性面重合B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2:3C．曲线a表示的交变电动势频率为25HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为10V题型3：有效值的计算典例三：（2016•朝阳区二模）A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的交变电流，B通以图乙所示的交变电流，则两电热器的电功率之比:P P等于()A BA．2:1B．1:1C D．1:2题型4：电感、电容对交流电的作用典例四：（2017海南物理·多选）如图，电阻R、电容C和电感L并联后，接入输出电压有效值、频率可调的交流电源。
2022年高考物理大一轮复习讲义：第15讲交流电
一、交变电流1．交变电流的定义⑴ 交变电流：大小和方向都随着时间做周期性变化的电流。
⑵ 正（余）弦交流电：按正（余）弦规律变化的电动势、电流称为正（余）弦交流电。
2．正弦交流电的产生．．．．．．．．⑴ 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。
⑵ 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。
复习复习第15讲 交流电注：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．正弦交流电的变化规律 ⑴ 交变电流的数学表达式如图所示，当线圈abcd 从经过中性面开始计时，ab 和cd 边产生的电动势均为sin BLv t ω，则此时整个线圈的电动势为m sin e E t ω=。
由m sin e E t ω=知，线圈中的交变电流按正弦规律变化，这种交变电流叫正弦交变电流。
说明：① 上式表示形式仅限于从中性面开始计时的情况，当从垂直于中性面开始计时时，表达式应为m cos e E t ω=。
② 交变电动势的最大值m 2E BLv =，当线圈abcd 绕中心轴线（ad 、bc 中点连线）匀速转动时，设角速度为ω，则2ad L v ω=⋅，线圈的面积ad ab S L L =⋅，所以m E BS ω=。
人教版高二物理选择性必修第二册：交流电的描述
I 2.8A 1.67 A
人 教 版 （ 20 19）高 二 物 理 选 择 性必修 第 二册 第 三 章：3. 2-交流 电的描 述(共4 4张PPT )
1、有效值：
（1）概念的引入：为了反映交变电流所产生的效果， 引入有效值的概念．
（2）定义：使交变电流和直流通过相同阻值的电阻， 如果它们在相等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
(3)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
220V
例4.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。
I 2RT
1 2
I12 RT
1 2
须用交流电的有效值。 B、求通过某导体截面的电量一定要用
平均值。
平均值： E N t
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二、描述交流电的物理量——有效值
问题1：如图所示电流I=2A通过一个R=2Ω的 电阻。它是恒定电流。怎样计算通过1 S内电 阻R中产生的热量?
教科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第3章 交流电 1.交变电流
(2)交变电流的感应电动势的最大值由线圈匝数N、磁感应强度B、转动角
速度ω及线圈面积S共同决定,与线圈的形状无关,与转轴的位置无关。如
图所示的几种情况,若几个线圈的N、B、S、ω相同,则感应电动势的最大
值相同。
(3)从如图所示的交变电流的e-t图像上可以确定以下量
①可以确定电动势的最大值Em。
线圈从中性面开始计时
= NBSωsin ωt 。
(2)感应电流。
i=Imsin
m
ωt= sin
+
ωt。
(3)i、e分别为电流和电动势的瞬时值;Em、Im分别是电动势、电流的最大
值,也叫峰值。
三、发电机与电动机中的能量转化
(1)发电机——把机械能转化为电能的装置。
(2)电动机——将电能转化为机械能的装置。
弦式交变电动势e=BSωsin ωt的是( B )
解析 由A、D两图可知,线圈转动时磁通量始终等于零,线圈不会产生感应
电动势,A、D错误;由B图可知,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴
从中性面开始匀速转动,产生的正弦式交变电动势为e=BSωsin ωt,B正确;
由C图可知,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴从垂直于中性面位
情境链接
如图所示,线圈沿逆时针方向匀速转动,在线圈由甲图转到乙图所示位置的
过程中,AB边中电流向哪个方向流动?在线圈由丙图转到丁图所示位置的
过程中,AB边中电流向哪个方向流动?
提示 线圈由甲到乙,电流方向D→C→B→A。
线圈由丙到丁,电流方向A→B→C→D。
教材拓展
阅读教材P61“发展空间”——《发电设备》,对于发动机来说,其发电原理
相同吗?发电机的主体结构是什么?
专题22电功率2023中考物理一轮复习精细讲义
专题22 电功率——划重点之精细讲义系列考点1 电能1.电功：（1）定义：电流所做的功叫电功，电功的符号是W。
电流做功的过程，实际上就是电能转化为其他形式能的过程。
（2）单位：焦耳（焦，J）。
电功的常用单位是度，即千瓦时（kW·h）。
单位换算关系：1度=1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J （3）电功的计算测量用电器在一段时间内消耗的电能的仪表，是电能表（也叫电度表）。
下图是一种电能表的表盘。
如图所示，表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦时，计数器的最后一位是小数，即2258.6 kW·h。
用电能表月底的读数减去月初的读数，就表示这个月所消耗的电能。
“220 V”表示这个电能表的额定电压是220V，应该在220V的电路中使用。
“10（20 A）”表示这个电能表的标定电流（基本电流）为10A，额定最大电流为20 A，长时间工作时不允许超过20A。
“50 Hz”表示这个电能表在50 Hz的交流电中使用；“3000 revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表盘转过3000转。
超过20A也并不一定就是要损坏,只是已不安全,并有可能不能准确的计量,当然长期超过20A的确会做电表容易损坏。
用电能表转盘或者指示灯闪烁次数计算电能电功的公式转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）为n转，电能表上参数 N r/（kW·h）的3.实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。
A．R>RA B R R <故A 不符合题意；B ．若将A 、B 串联接入电路，A 、B 电流相同，由图得，当A 、B 电流为0.3A 时，它们两端的电压分别为1.5V 和3V ，则它们的电压之比A B 12U U =∶∶故B 符合题意；C ．若将A 、B 并联接入电路，则它们两端的电压相等。
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专题22 交流电
1.（2018新课标Ⅲ卷）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 正．该电阻上电压的峰值均为u 0，周期均为T ，如图所示。
则Q 方：Q 正等于（ ）
A ．1：2
B ．2：1
C ．1：2
D ．2：1
2.（2014新课标Ⅱ卷）（多选）如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2。
原线圈通过一理想电流表Ⓐ接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端。
假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。
用交流电压表测得a 、b 端和c 、d 端的电压分别为Uab 和Ucd ，则（ ）
A.Uab ：Ucd=n 1：n 2
B.增大负载电阻的阻值R ，电流表的读数变小
C.负载电阻的阻值越小，cd 间的电压Ucd 越大
D.将二极管短路，电流表的读数加倍
3.（2015新课标Ⅰ卷）一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V 的正弦交流电源上，如图所示。
设副线圈回路中电阻两端的电压为U ，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ，则（ ）
A.U=66V ，k=
91 B.U=22V ，k=91 C.U=66V ，k=31 D.U=22V ，k=3
1
4.（2016四川卷）如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其它条件不变，则( )
A.小灯泡变亮
B.小灯泡变暗
C.原、副线圈两段电压的比值不变
D.通过原、副线圈电流的比值不变
5.（2013江苏卷）（多选）如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光.要使灯泡变亮，可以采取的方法有( )
A.向下滑动P
B.增大交流电源的电压
C.增大交流电源的频率
D.减小电容器C的电容
6.（2015天津卷）（多选）如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。
在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则( )
A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大
B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小
C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大
D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小
7.（2016天津卷）如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是（）
A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大
B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大
C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大
D.若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大
8.（2016江苏卷）一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。
通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈。
在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中( )
A.U2>U1，U2降低
B.U2>U1，U2升高
C.U2<U1，U2升高
D.U2<U1，U2降低
9.（2014山东卷）（多选）如图，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上，闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220V和2.2A，以下判断正确的是( )
A.变压器输入功率为484W
B.通过原线圈的电流的有效值为0.6A
C.通过副线圈的电流的最大值为2.2A
D.变压器原、副线圈匝数比n1：n2=11：3
10.（2016海南卷）（多选）图(a)所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4：1，R T为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。
原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图(b)所示。
下列说法正确的是( )
A.变压器输入、输出功率之比为4：1
B.变压器原、副线圈中的电流强度之比为1：4
C.u随t变化的规律为u=51sin(50πt)(国际单位制)
D.若热敏电阻R T的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大
11.（2017北京卷）如图所示，理想变压器的原线圈接在u=2220sin(100πt)(V)的交流电源上,副线圈接有R=55Ω的负载电阻。
原、副线圈匝数之比为2：1，电流表、电压表均为理想电表。
下列说法正确的是（ ）
A.原线圈中电流表的读数为1A
B.副线圈中电压表的读数为1102V
C.原线圈中的输入功率为2202W
D.副线圈中输出交流电的周期为50s
12.（2014四川卷）如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则( )
A.用户用电器上交流电的频率是100Hz
B.发电机输出交流电的电压有效值是500V
C.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
13.（2015四川卷）小型手摇发电机线圈共N 匝，每匝可简化为矩形线圈abcd ，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO ′，线圈绕OO ′匀速转动，如图所示，矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为0e ，不计线圈电阻，则发电机输出电压( )
A.峰值是0e
B.峰值是20e
C.有效值是
02
2Ne D.有效值是02Ne
14.（2014江苏卷）远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，电压分别为U 1、U 2，电流分别为I 1、I 2，输电线上的电阻为R ，变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是( )
A.2
121n n I I = B.R U I 22= C.R I U I 2211= D.2211U I U I = 16.（2014广东卷）（多选）如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U 1不变，闭合电键S ，下列说法正确的是（ ）
A.P 向下滑动时，灯L 变亮
B.P 向下滑动时，变压器的输出电压不变
C.P 向上滑动时，变压器的输入电流变小
D.P 向上滑动时，变压器的输出功率变大
17.（2014天津卷）（多选）如图所示，在匀强磁场中，一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象如图2中曲线a 、b 所示，则( )
A.两次t=0时刻线圈平面与中性面重合
B.曲线a 、b 对应的线圈转速之比为2：3
C.曲线a 表示的交变电动势频率为25Hz
D.曲线b 表示的交变电动势有效值为10V。