【高中物理】高中物理知识点：交变电流的周期和频率
【公开课】交变电流的描述+课件高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
一个周期时间内，交流通过R产生的热量
Q1 ( I Rt1 I Rt 2 ) 2 (1 1 0.2 2 1 0.3) 2 J 2.8 J
2
1
2
2
2
2
等效的恒定电流（有效值）一个周期时间内，产生的热量
Q2 I Rt 2.8J
2
因为Q1 Q2
解 得 ：I
从而造成电能的损耗。
知识点:
交变电流的描述
1、交变电流的周期和频率
考点:
2、交变电流的“四值”问题
1、电流热效应计算有效值（重点)
①峰值（最大值）
2、求解焦耳热与电荷量
②瞬时值
③有效值
④平均值
3、电容与电感对交流电的作用（难点)
(3)应用：电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值。
耐压值（最大值）
电容器上的标称电压值是电
容器两极间所允许电压的最
大值
2、有效值（E、I、U）
(1)定义：让交变电流和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，这个恒定电流的电流I、电压
U，叫作这个交变电流的有效值。
2.8 A 1.67 A
练习、 一交变电流随时间变化的图像如图所示,求此交变电流的有效
值。
解析 设该交变电流的有效值为I',恒定电流的
电流为I,让该交变电流和恒定电流分别通过
同一电阻(阻值为R),在一个周期(T=0.2 s)内,
该交变电流产生的热量
Q'=1 2 Rt1+2 2 Rt2=(4 2 A)2R×0.1 s+(-3 2 A)2R×0.1 s=5R
U
2
Im
高三物理交变电流知识点
高三物理交变电流知识点交变电流是指在电路中，电流的方向和大小以一定的规律进行周期性变化的电流。
交变电流具有许多特点和应用，以下是交变电流的主要知识点。
一、正弦曲线表示交变电流的变化规律交变电流的变化规律可以用正弦曲线来描述。
正弦曲线可以通过以下公式表示：I = I_m sin(ωt + φ)其中，I_m表示交流电流的最大值，ω是角频率，t是时间，φ是初相位。
二、交变电流的频率和周期交变电流的频率指的是单位时间内交流电流变化的周期个数。
频率的单位是赫兹（Hz），常用的交变电流频率有50Hz和60Hz。
交变电流的周期是指交流电流完成一个周期所需的时间。
三、有效值和峰值交变电路中，电流的峰值是指交流电流变化过程中电流达到的最大值。
有效值是指交变电流在一定时间内，所做的功和相同时间内直流电流所做的功相等时的电流值。
四、交变电流的电阻、电感和电容1. 交变电流在电阻中产生的功率为P = I^2R，其中I为交变电流的有效值，R为电阻的阻值。
2. 交变电流通过电感时，由于电感的自感性，电流和电压之间存在相位差。
电感的阻抗为Z_L = ωL，其中ω为角频率，L为电感的大小。
3. 交变电流通过电容时，由于电容的电流滞后于电压，电流和电压之间存在相位差。
电容的阻抗为Z_C = 1/(ωC)，其中C为电容的大小。
五、交变电流的复数表示方法交变电流可以用复数表示，复数形式为A + Bi。
其中，A表示交流电流的实部，B表示交流电流的虚部。
复数形式的交流电流可以用欧拉公式表达为I = I_m * e^(iωt)。
六、交变电流的应用交变电流广泛应用于电力系统、电动机、变压器等领域。
通过交变电流的变压变流作用，可以实现电能的输送、转换和控制。
总结：交变电流是物理学中重要的概念之一，掌握交变电流的知识点对于理解电路的运行原理和应用具有重要意义。
需要理解交变电流的变化规律、频率和周期、有效值和峰值、电阻、电感、电容等基本概念。
同时，了解交变电流的复数表示方法和应用领域，能够更好地应用交变电流的知识解决实际问题。
高中物理选修二 学习笔记 第3章 2 交变电流的描述
2交变电流的描述[学习目标] 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(重点)。
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(重难点)。
3.理解正弦式交变电流的公式和图像(重点)。
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＝__________或f＝________。
4．角速度与周期、频率、转速的关系：ω＝________＝________＝2πn。
如图为我国照明电路的u－t图像。
这个交变电流的周期为多少？频率为多少？每秒电流方向改变多少次？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(1)若交变电流是线圈在匀强磁场中匀速转动形成的，则交变电流的周期也是线圈做圆周运动的周期。
()(2)交变电流在1 s内电流方向变化的次数就是它的频率。
()例1(多选)矩形金属线圈共10匝，绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的情况如图所示。
下列说法正确的是()A．此交变电流的频率为0.2 HzB．1 s内电流方向变化10次C．t＝0.1 s时，线圈平面与磁场方向平行D．1 s内线圈转5圈二、峰值和有效值1．峰值：交变电流的电压和电流的最大值。
高中物理《交变电流》知识梳理
Rr
思考:线圈处于中性面及与中性面垂直的位置时,各物理量有什么特点?
剖析:线圈处于中性面即线圈平面垂直于磁场时,Φ最大, Φ =0,e=0,i=0,电
t
流方向将发生变化,一个周期内线圈中电流的方向改变两次;线圈处于与
中性面垂直的位置即线圈平面平行于磁场时,Φ=0, Φ 、e、i最大,电流出
222
6)平均值: E =n Φ ,I = E 。
t R
3.交变电流相关物理量的表达式及其图像
线圈在中性面位置开始计时
磁通量
函数表达式 Φ=Φm cos ωt=BS cos ωt
图像
电动势
e=Em sin ωt=nBSω sin ωt
电压 电流
u=Um sin ωt = REm sin ωt
Rr
高考 物理
课标专用
《交变电流》知识梳理
基础篇
考点一 交变电流的产生及描述
一、交变电流 1.交变电流的概念:电流和电压随时间做周期性的变化,这样的电流叫作 交变电流,简称交流。 2.几种常见的交流电
二、正弦式交变电流 1.产生:线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴匀速转动。 2.描述交变电流的物理量 1)周期(T):交变电流完成一次周期性变化所需要的时间。 2)频率(f):交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。 3)瞬时值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数。如电流的瞬时值i=Im sin ωt。 4)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。 5)有效值:跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值。对正弦式交变电 流,其有效值和峰值的关系为:E= Em ,U=Um ,I= Im 。
A.电流表A1示数减小 B.电流表A2示数增大 C.原线圈输入功率先增大后减小 D.定值电阻R消耗的功率先减小后增大
交变电流知识点总结
交变电流知识点总结一、交变电流简介交变电流是指电流在周期性变化的电压作用下的一种特殊类型电流。
与直流电流不同的是，交变电流的电流方向和大小都会周期性地改变。
交变电流的周期通常用频率来表示，单位是赫兹。
二、交变电流的特点1. 方向变化：交变电流的方向会随着时间的推移而变化，从正向到负向再到正向，以此类推。
2. 幅值变化：交变电流的幅值是随着时间的推移而变化的，最大值称为峰值，用符号V表示。
3. 频率：交变电流的频率是指单位时间内交变的次数，单位是赫兹，用符号f表示。
4. 交变电流的周期与频率之间的关系可以用公式T=1/f表示，其中T代表周期，单位是秒。
三、交变电压与交变电流的关系1. 交变电压和交变电流之间存在相位差。
相位差是指电压达到最大值时，电流处于哪个位置。
交变电压和交变电流之间的相位差可以用正弦曲线来表示。
2. 交变电压和交变电流之间的相位差决定了有功功率和无功功率的大小。
当电压和电流的相位差为0时，有功功率最大；当相位差为90度时，无功功率最大。
3. 交变电压和交变电流之间的相位差还决定了电路中所存在的电阻、电感和电容的阻抗大小和性质。
四、交变电流的应用1. 交流电的输送：交变电流比直流电流传输能量更远，更高效。
因此，交变电流被广泛应用于电力输送领域，如电网输电、变压器等。
2. 家庭用电：家庭中供电一般为交流电，可用于照明、供电等方面。
交流电能够通过变压器将电压调整到适合家庭使用的范围。
3. 电子设备：大部分电子设备都需要交流电来工作，交流电可以通过电源适配器将交变电流转换为直流电流，为电子设备供电。
4. 工业应用：工业生产中的许多设备需要交替变化的电流来驱动，如电机、发电机等。
交变电流在工业领域中具有重要的应用价值。
五、交变电流的安全问题1. 交流电的频率很高，在触及带电器件时，有可能会对身体产生伤害。
因此，在使用交流电时，应注意安全措施，避免触电事故的发生。
2. 安全用电：使用交流电时，应选择符合国家标准的电器，确保电器的绝缘性能良好，避免漏电和触电的风险。
高二物理关于交变电流的知识点
高二物理关于交变电流的知识点交变电流是在电路中周期性地改变方向的电流。
它在我们的日常生活和工业生产中扮演着重要的角色。
本文将介绍一些关于交变电流的基本知识点。
一、交变电流的定义交变电流是指电流的方向和大小周期性地改变的电流。
它的周期性改变使得电流在电路中呈现正负交替的特点。
与直流电流不同，交变电流的方向和大小是随时间变化的。
二、交变电流的频率和周期交变电流以频率和周期来描述。
频率表示单位时间内交变电流方向和大小变化的次数，单位是赫兹(Hertz, Hz)。
周期表示一次完整变化所需要的时间，单位是秒(s)。
三、正弦交变电流的特点在理论研究和实际应用中，我们常常将交变电流近似为正弦交变电流，因为正弦交变电流具有周期性、对称性和规律性。
正弦交变电流的大小可由幅值来表示，也可以用有效值来表示。
四、有效值和峰值有效值是指在交变电流中所含有的能量相当于相同大小直流电流所产生的能量时的电流值。
峰值是指交变电流波形中最大的正（负）的幅值。
五、电压与电流的相位关系交变电流和交变电压之间存在一种相位关系。
相位表示两者在时间上的对应关系。
当电流先于电压达到峰值时，我们称之为“电流超前电压相位”，反之则为“电流滞后电压相位”。
六、交变电流对应的计算方法对于一般情况下的交变电流和电压，我们可以利用欧姆定律和欧姆定律的衍生公式进行计算。
此外，还可以使用复数形式的计算方法，将交变电流和电压表示为复数形式，从而简化计算过程。
七、交变电流的应用交变电流在电力系统中的应用非常广泛。
它可以通过变压器进行输送和变换，以满足不同场合的电力需求。
此外，交变电流还广泛应用于电动机、发电机和电路中的各种电器设备。
八、交变电流的危害防护交变电流在不当情况下可能对人体造成危害。
因此，我们在使用电器设备时需要注意安全用电，避免触电事故的发生。
此外，对于电力系统的设计和维护，也需要采取一系列的防护措施，确保交变电流的安全使用。
以上是关于高二物理关于交变电流的知识点的简要介绍。
高中物理交变电流知识点总结
交变电流知识点总结一、交变电流1定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，称为交变电流，简称交流，用符号“~”表示。
2特点：电流方向随时间做周期性变化，是交流电最主要的特征，也是交流电与直流电最主要的区别。
3、正弦式交变电流交流电产生过程中的两个特殊位置中性面位置与中性面垂直的位置S0，最小nBSω，最大感应电流最大，方向不变图像4、描述交变电流的物理量 4.1周期和频率（1）周期：交变电流完成一次周期性变化所需要的时间叫做交变电流的周期，用符号T 表示，其单位是秒（s ）。
（2）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，用符号f 表示，其单位是赫兹（Hz ）。
5、解题方法及技巧5.1正弦交变电流图像的信息获取⎧⎪→⎧⎪⎨⎪→⎨⎪⎪⎪→⎩⎩直接读取：最大值、周期最大值有效值图像信息间接获取周期频率、角速度、转速瞬时值线圈的位置 5.2交变电流有效值的求解方法（1）对于按正（余）弦规律变化的电流，可利用交变电流的有效值与峰值的关系求解，即E =、U =、I 。
（2）对于非正（余）弦规律变化的电流，可从有效值的定义出发，由热效应的“三同原则”（同电阻、同时间、同热量）求解，一般选一个周期的时间计算。
5.3交变电流平均值和有效值的区別求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，q It =。
平均值的计算需用E tΦ∆=∆和E I R =。
切记122E E E +≠，平均值不等于有效值。
三、变压器和远距离输电 1、变压器的构造如图甲所示为变压器的结构图，它是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
跟电源相连的叫原线圈；另一^线圈跟负载连接，叫副线圈。
铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
图乙是电路符号。
2、工作原理变压器的工作原理是电磁感应的互感现象。
当在原线圈上加交变电流时，电流的大小和方向不断改变，它在铁芯中产生交变的磁场，穿过副线圈，变化的磁场在副线圈上产生感应电动势。
这样原、副线圈在铁芯中的磁通量发生了变化，从而发生互感现象，产生了感应电动势。
3.2交变电流的描述
3.2交变电流的描述基础导学要点一、周期和频率1．物理意义：描述交变电流变化快慢的物理量。
2．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)。
3．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)。
4．ω、T 、f 的关系：ω＝2πT ＝2πf ，T ＝1f 或f ＝1T 。
5．我国民用交变电流的周期和频率 (1)周期：T ＝0.02 s 。
(2)频率：f ＝50 Hz 。
ω＝100π rad/s ，电流方向每秒钟改变100次。
要点二、峰值、有效值和相位1．峰值(1)定义：交变电流的电压、电流所能达到的最大数值。
(2)应用：电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值。
2．有效值(1)定义：让交变电流与恒定电流分别通过相同的电阻，如果它们在交流的一个周期内产生的热量相等，则这个恒定电流的电流I 、电压U ，叫作这个交流的有效值。
(2)应用①交流用电设备上所标的额定电压和额定电流； ①交流电压表测量的数值；①无特别说明时提到的交变电流的数值。
3．正弦式交变电流峰值和有效值的关系：I ＝I m 2，U ＝U m2。
要点突破突破一：有效值的理解及计算1．有效值的理解交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的．让交变电流与恒定电流分别通过相同的电阻，如果在相同的时间内它们产生的热量相等，而这个恒定电流是I 、电压是U ，我们就把I 、U 叫做这个交变电流的有效值．(1)理解交变电流的有效值要注意三同：电阻相同，时间相同，产生热量相同．(2)通常所说的交变电流的电流、电压；交变电流电表的读数；交变电流用电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都是指有效值．在没有具体说明的情况下，所给出的交流电的数值都指有效值．2．有效值的两种计算方法(1)若按正(余)弦规律变化的电流，可利用交变电流的有效值与峰值间的关系求解， 即E ＝E m 2，U ＝U m 2，I ＝I m2. (2)当电流是非正弦交变电流时，必须根据有效值的定义求解．突破二：瞬时值、最大值、有效值、平均值区别与联系典例精析题型一：交变电流有效值的计算例一．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？ 思路点拨： 解答本题可按以下流程进行分析解析： 令该交变电流通过一电阻R ，它在前半周期T2内通过该电阻产生的热量Q 1＝⎝⎛⎭⎫I 022R ·T 2＝I 02RT 4，它在后半周期T 2内产生的热量Q 2＝I 02R ·T 2＝I 02RT 2，故在一个周期内产生的热量Q 交＝Q 1＋Q 2＝34I 02RT .设某一恒定电流I 在相同的时间T 内通过该电阻产生的热量为I 2RT ，由有效值的定义知：34I 02RT ＝I 2RT ，得I ＝32I 0.答案： 32I 0【反思总结】求交变电流有效值的方法： (1)利用I ＝I m 2，U ＝U m 2，E ＝E m2计算，只适用于正弦式交流电． (2)利用有效值的定义计算(非正弦式交流电)．在计算有效值时要注意： ①三同⎩⎪⎨⎪⎧相同电阻相同时间产生相等热量②计算时的“相同时间”至少要取一个周期的时间．变式迁移1：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 。
高中物理【交变电流的产生和描述】知识点、规律总结
3112
解析：由有效值的定义式得：
2 R
×T2×2＝ER2T，解得：E＝220
V.
答案：220
变式 2：仅余12周期的波形 家用电子调光灯的调光功能是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部 分来实现的，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的可调，比过去用变压器调 压方便且体积小．某电子调光灯经调整后电压波形如图所示，求灯泡两端电压的有效值．
1．只有转轴和磁场垂直时，才产生正弦式交变电流． 2．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，其他交流电不是． 3．正弦式交变电流的产生：中性面垂直于磁场方向，线圈平面平行于磁场方向时 电动势最大：Em＝nBSω. (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)变化规律(线圈在中性面位置开始计时) ①电动势(e)：e＝Emsin ωt. ②电压(u)：u＝____U_m__si_n_ω_t_________． ③电流(i)：i＝____Im__si_n_ω_t__________． (4)图象(如图所示)
二、描述交变电流的物理量
1．交变电流的周期和频率的关系：T＝1f . 2．峰值和有效值 (1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的__最__大__值__． (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，则这个恒定电流 I、恒定电压 U 就是这个交变电流 的电流的有效值和电压的有效值． (3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系 I＝ Im2，U＝Um2，E＝Em2. 3．平均值：－E ＝nΔΔΦt .
2．正弦式交变电流的图象(线圈在中性面位置开始计时) 函数表达式
人教版高二物理选择性必修第二册3.课件交变电流的描述-PPT课件
想一想
下图是一个正弦式交变电流的波形图。根据 i-t图像求出它的周期、频率、电流的峰值、电流 的有效值。
周期0.2s 频率5Hz 电流的峰值10A
电流的有效值5 2 A
三、正弦式交变电流的公式和图像 ②注①11三（ 放1（②②1二1四理下四频四交怎这这理理这电根根、 、 、 、.什ß：a、1射2气状、、论图、率、变样个两论论两流据据射 ））气物定结射么恒 盖 性 体 态 气 电 计 是 电 通 电 电 计 电 个 计 计 个 的 ii--tt线体质核 人义合线图图样量革元分法体感算一感常感流算流关算算关有在的发自 工：能在像像的C-素子：分器表个器用器完通不系表表系效米云压射发 转由：云由求求平的的根子和明正和f和成电是式明明式值表勒室强射衰 变于为室理出出衡原平据运电，弦电电周1恒只，，只示计中是线变 ：地把s中想它它是子均物动容正式容容期定适正正适内，数的：的。 原球核的气的的动核速体的器弦交器器性电用弦弦用电单器A径大性（ 子的子径体周周态有率的特对式变对对变流于式式于阻位迹 量 质 不核 吸 分迹的期期平半运点交交电交交化。正交交正-R是-：气称可 在引开：-质中、、衡-数动变变流变变的弦变变弦赫-直体为控 其而而细温量产频频发状电电的电电次式电电式?兹而分放） 他使需而度和生率率生态流流波流流数电流流电。粗子射粒物要曲种的、、衰，的的形的的与流的的流对性子体的类热电电变利作有图作作所。有有。容，的受能决量流流所用用效。用用用效效器它轰到量定？的的需共值时值值的可击的或，峰峰的点间III、、、碰以下力者即值值时力之UUU撞穿产。结由、、间平比与 与 与引透生注合理电电，衡叫峰峰峰起黑新：成想流流叫条做值值值的纸原重原气的的做件它IIImmm。使子力子体有有这判的、、、照核不核的效效种断频UUU相的等需物值值mmm元弹率底过于要质。。之之之素力，片程地放的间间间的是数感。球出量有有有半否值光（对的决如如如衰存等。可物能定下下下期在于控体量。关关关。交. ）的。系系系变吸：：：电引流力在。单位时间内完成周期性变化的次数。 A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流。
高二上物理交变电流知识点
高二上物理交变电流知识点交变电流是指其方向和大小在时间上都随时间发生周期性变化的电流。
交变电流在现代社会的电力传输、通信、电子设备等方面起着重要作用。
本文将介绍高二上学期物理课程中涉及的交变电流的主要知识点。
一、交变电流的特点1. 频率：交变电流的频率是指电流方向变化的次数，单位为赫兹（Hz）。
一般来说，电力传输中使用的交流电的频率为50Hz或60Hz。
2. 周期：交变电流的周期是指电流方向变化一次所经过的时间，周期的倒数即为频率。
3. 有效值：交变电流的有效值是指与直流电相当的能够产生相同功率的交变电流值。
二、交变电流的产生与表示1. 交流电源：交流电源是产生交变电流的设备，常用的交流电源有交流发电机、交流电池等。
交流电源的输出电压可表示为正弦函数的形式。
2. 极坐标法表示：交变电流可用极坐标法表示，即通过一个矢量表示电流的幅值和相位差。
矢量的模长表示电流的幅值，矢量的方向表示电流的相位。
三、交变电流的电压与电流关系1. 交变电压的表示：交变电压可用正弦函数表示，即随时间的变化而改变方向和大小。
交变电压的有效值等于其峰值的一半。
2. 电流与电压的关系：交变电流与电压之间的关系可以用欧姆定律和物理性质表达，即 U=IR，其中 U 表示电压，I 表示电流，R 表示电阻。
四、电阻中的交变电流1. 交变电流通过电阻时的能量损耗：交变电流通过电阻时，由于电阻产生的电热效应会导致能量损耗，能量损耗与电流的平方成正比。
2. 电阻中的交变电流与直流电流的等效：在相同电流有效值的情况下，电阻中的交变电流和直流电流产生相同的热效应。
五、电感与交变电流1. 电感的概念：电感是指导线圈等的导体中由于电流变化而产生的感应电动势与此电流的变化率成正比的物理量。
2. 电感对交变电流的影响：电感对交变电流具有阻抗的作用，阻碍电流变化的速度，使电压和电流之间存在相位差。
六、电容与交变电流1. 电容的概念：电容是指两个导体之间由于电荷分布而产生的电势差与电荷量之比。
高二物理选修32_第五章交变电流知识点总结
高二物理选修32_第五章交变电流知识点总结第五章交变电流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1五、交变电流的种类课堂练习25.2《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3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:IE mmI,E, 22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。
高中物理选修3-2-描述交变电流的物理量
描述交变电流的物理量知识元描述交变电流的物理量知识讲解描述交变电流的物理量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s．2．频率：1s 内交变电流完成周期性变化的次数，用f 表示，单位是Hz．二者关系：我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率为50Hz，电流方向每秒改变100次．3．峰值:峰值在实际中有一定的指导意义，所有使用交流的用电器，其最大耐值应大于其使用的交流电压的峰值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值E m =nBωS ．4．瞬时值:它是反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为：e=E m sin ωt ，i =I m sin ωt .应当注意必须从中性面开始．5．有效值：使交变电流和恒定电流通过相同阻值的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相等，就把这一恒定电流的电流值I 与电压值U 叫做这一交变电流的电流与电压的有效值．正弦交变电流的有效值与最大值之间的关系：任何交变电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不适用．6．平均值：交变电流的平均值其数值可用计算．强调：a．各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值.b．交流电表（电压表或电流表）所测值为有效值.c．计算交变电流的功、功率、热量等用有效值.例题精讲描述交变电流的物理量例1.如图所示为一交变电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值是（）A．5A B．A C．3.5D．A例2.关于交流电的下列说法正确的是（）A．在一个周期内交流电的方向只改变一次B．交流电器设备上标出的电压和电流值都是指有效值C．某正弦交流电压的最大值为311V，则该交流电压最小值为-311VD．用交流电流表和交流电压表测交流电流或电压时，应测得交流电流或电压的最大值例3.实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动。
交变电流的描述—-高中物理选择性必修第二册
(多选)如图所示是某种正弦式交变电压的波形图,由图可确定该电压的(
)
(2)由于电流大小不断变化,故某段时间内的电荷量不能用q=it计
如图所示的电流i通过一个R=1 Ω的电阻。
(3)此电压表的示数是多少?
交变电流“四值”的对比和应用
瞬时值、最大值、有效值、平均值之间的区别和联系
(3)应用:电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值。
2.有效值
(1)定义:让交变电流和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,这个恒定电流的电流
I、电压U,叫作这个交变电流的有效值。
(2)应用:①交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值;
一般交流电压表测量的数值是有效值。
值
跟交变电流
的热效应等
(2)电动势瞬时值的表达式为e=Emsin ωt=314sin(10πt) V。
交变电流“四值”的对比和应用
解析:交变电流的周期越小,交变电流的变化就越快。
(3)此电压表的示数是多少?
(3)电路中,电压表和电流表的示数各是多少?
(2)应用:①交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值;一般交流电压表测量的数值是有效值。
探究一
探究二
随堂检测
实例引导
例1一交变电流随时间变化的图像如图所示,求此交变电流的有效
值。
探究一
探究二
随堂检测
解析:设该交变电流的有效值为I',恒定电流的电流为I,让该交变电
流和恒定电流分别通过同一电阻(阻值为R),在一个周期(T=0.2 s)内,
该交变电流产生的热量:
高中物理交变电流知识点归纳
《交变电流》第一节交变电流的产生和描述【基本概念、规律】一、交变电流的产生和变化规律1．交变电流大小和方向随时间做周期性变化的电流．2．正弦交流电(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)中性面①定义：与磁场方向垂直的平面．②特点：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零．线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次．(3)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线．二、描述交变电流的物理量1．交变电流的周期和频率的关系：T＝1 f.2．峰值和有效值(1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的最大值．(2)有效值：让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的有效值．(3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系I＝I m2，U＝U m2，E＝E m2.3．平均值：E＝n ΔΦΔt＝BL v.【重要考点归纳】考点一交变电流的变化规律1．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)2.(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.解决交变电流图象问题的三点注意(1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式，其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关．(2)注意峰值公式E m ＝nBSω中的S 为有效面积．(3)在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特征解．考点二 交流电有效值的求解 1．正弦式交流电有效值的求解 利用I ＝I m 2，U ＝U m 2，E ＝E m2计算． 2．非正弦式交流电有效值的求解交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算．注意“三同”：即“相同电阻”，“相同时间”内产生“相同热量”．计算时“相同时间”要取周期的整数倍，一般取一个周期．考点三 交变电流的“四值”的比较I ＝I m2 电压、额定电流 (4)保险丝的熔断电流 平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹面积与时间的比值E ＝ΔΦΔt I ＝ER ＋r计算通过电路截面的电荷量1.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路 (1)求出角速度ω，ω＝2πT＝2πf . (2)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式E m ＝nBSω求出相应峰值． (3)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转动，则i －t 图象为正弦函数图象，函数式为i ＝I m sin ωt .②线圈从垂直中性面位置开始转动，则i －t 图象为余弦函数图象，函数式为i ＝I m cos ωt第二节 变压器 远距离输电【基本概念、规律】一、变压器原理1．工作原理：电磁感应的互感现象． 2．理想变压器的基本关系式 (1)功率关系：P 入＝P 出． (2)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2，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，I 1I 2＝n 2n 1；有多个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n . 二、远距离输电 1．输电线路(如图所示)2．输送电流 (1)I ＝P U .(2)I ＝U －U ′R .3．电压损失 (1)ΔU ＝U －U ′.(2)ΔU ＝IR . 4．功率损失 (1)ΔP ＝P －P ′.(2)ΔP ＝I 2R ＝⎝⎛⎭⎫P U 2R ＝ΔU2R. 【重要考点归纳】考点一 理想变压器原、副线圈关系的应用 1．基本关系(1)P 入＝P 出，(有多个副线圈时，P 1＝P 2＋P 3＋……) (2)U 1U 2＝n 1n 2，有多个副线圈时，仍然成立． (3)I 1I 2＝n 2n 1，电流与匝数成反比(只适合一个副线圈) n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋……(多个副线圈)(4)原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同． 2．制约关系(1)电压：副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定． (2)功率：原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定． (3)电流：原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定． 3.关于理想变压器的四点说明： (1)变压器不能改变直流电压．(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率． (3)理想变压器本身不消耗能量．(4)理想变压器基本关系中的U 1、U 2、I 1、I 2均为有效值． 考点二 理想变压器的动态分析 1.匝数比不变的情况(如图所示) (1)U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2可以得出不论负载电阻R 如何变化，U 2不变．(2)当负载电阻发生变化时，I 2变化，根据I 1I 2＝n 2n 1可以判断I 1的变化情况．(3)I 2变化引起P 2变化，根据P 1＝P 2，可以判断P 1的变化． 2.负载电阻不变的情况(如图所示) (1)U 1不变，n 1n 2发生变化，U 2变化．(2)R 不变，U 2变化，I 2发生变化． (3)根据P 2＝U 22R和P 1＝P 2，可以判断P 2变化时，P 1发生变化，U 1不变时，I 1发生变化．3.变压器动态分析的思路流程考点三 关于远距离输电问题的分析 1．远距离输电的处理思路对高压输电问题，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．2．远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)：(1)功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 损＋P 3. (2)电压、电流关系：U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线． (3)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线. (4)输电线上损耗的电功率： P 损＝I 线ΔU ＝I 2线R 线＝⎝⎛⎭⎫P 2U 22R 线．3.解决远距离输电问题应注意下列几点 (1)画出输电电路图．(2)注意升压变压器副线圈中的电流与降压变压器原线圈中的电流相等． (3)输电线长度等于距离的2倍． (4)计算线路功率损失一般用P 损＝I 2R 线．【思想方法与技巧】特殊变压器问题的求解一、自耦变压器高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用．分为：电压互感器和电流互感器，比较如下：电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接并联在高压电路中串联在大电流电路中副线圈的连接连接电压表连接电流表互感器的作用将高电压变为低电压将大电流变为小电流利用的公式U1U2＝n1n2I1n1＝I2n2三、多副线圈变压器对于副线圈有两个及以上的理想变压器，电压与匝数成正比是成立的，而电流与匝数成反比的规律不成立．但在任何情况下，电流关系都可以根据原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率即P入＝P出进行求解．实验十一传感器的简单使用一、实验目的1．了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性．2．学会传感器的简单使用．二、实验原理闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察．三、实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、温度计、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等．1．研究热敏电阻的热敏特性(1)将热敏电阻放入烧杯中的水中，测量水温和热敏电阻的阻值(如实验原理图甲所示)．(2)改变水的温度，多次测量水的温度和热敏电阻的阻值，记录在表格中．2．研究光敏电阻的光敏特性(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器连接好(如实验原理图乙所示)，其中多用电表置于“×100”挡．(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据．(3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录．(4)用手掌(或黑纸)遮光时，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录．一、数据处理1．热敏电阻的热敏特性(1)画图象在右图坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．(2)得结论热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大．2．光敏电阻的光敏特性(1)探规律根据记录数据定性分析光敏电阻的阻值与光照强度的关系．(2)得结论①光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小；②光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量．二、误差分析本实验误差主要来源于温度计和欧姆表的读数．三、注意事项1．在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温．2．光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少．3．欧姆表每次换挡后都要重新调零．。
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（1）周期：我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变电流的周期。
周期用T 表示，单位是s 。
（2）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。
频率用f 表示，单位是Hz 。
（3）周期和频率的关系是：11Tf fT或 。
说明：① 我国工农业生产和日常生活中用的交变电流周期是0.02S ，频率是50Hz ，电流方向每秒钟改变100次。
② 交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度有关。
越大，周期越短、频率越高。
２．交变电流的最大值（m E ，m I ， m U ）交变电流的最大值是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流或电压变化幅度。
电容器的耐压值是指能够加在它两端的最大电压，若电源电压的最大值超过耐压值,电容器可能被击穿。
但是交流电的最大值不适于表示交流电产生的效果，在实际中通常用有效值表示交流电流的大小。
3. 有效值（E 、I 、U ）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。
高中物理汇总：交变电流知识点详解
高中物理汇总：交变电流知识点详解交变电流知识点讲解1. 交流电的产生（1）交流电：大小和方向均随时间作周期性变化的电流。
方向随时间变化是交流电的最主要特征。
（2）交流电的产生①平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴转动时，线圈中就会产生按正弦规律变化的交流电，这种交流电叫正弦式交流电。
②中性面：垂直于磁场的平面叫中性面。
线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，此位置线圈中的感应电动势为零，且每经过中性面一次感应电流的方向改变一次。
线圈每转一周，两次经过中性面，感应电流的方向改变两次。
（3）正弦式交流电的变化规律：若从中性面位置开始计时，那么线圈中的电动势、电流、加在外电阻上的电压的瞬时值均按正弦规律变化。
②图像如图所示：2. 表征交流电的物理量（1）描述交流电的大小①瞬时值：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向。
②最大值：交流电在变化过程中所能达到的最大值是表征交流电强弱的物理量。
③有效值：是根据交流电的热效应规定的，反映的是交流电在能量方面的平均效果。
让交流电与恒定电流通过阻值相同的电阻，若在相等时间内产生的热量相等，这一恒定电流值就是交流电的有效值。
各种电器设备所标明的额定电流和额定电压均是有效值。
（2）周期和频率是用来表示交流电变化快慢的物理量：3. 变压器（1）变压器的构造及原理①构造：由一个闭合的铁芯以及绕在铁芯上的两组（或两组以上）的线圈组成。
和电源相连的线圈叫原线圈，与负载相连的线圈叫副线圈。
②工作原理原线圈加上交变电压后会产生交变的电流，这个交变电流会在铁芯中产生交变的磁通量，那么副线圈中会产生交变电动势，若副线圈与负载组成闭合电路，副线圈中也会有交变电流产生，它同样在铁芯中激发交变的磁通量，这样，由于原、副线圈中有交变电流通过而发生的一种相互感应现象叫互感现象。
变压器工作的物理基础就是利用互感现象。
（2）理想变压器①铁芯封闭性好、无漏磁现象，即穿过原、副线圈的磁通量相等。
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【高中物理】高中物理知识点：交变电流的周期和频率
交变电流的周期和频率：
1、周期T：交流电完成一次周期性变化所需的时间。
在一个周期内，交流电的方向变化两次。
2、频率f：交流电在1s内完成周期性变化的次数。
角频率：ω=2π/T=2πf。
描述交变电流的物理量：
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高中物理
知识点：交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值
交变电流的物理量：
峰值（最大值）
概念
峰值是指最大的瞬时值，通常用
表示
获得方法
最大值可由图像获得，可由瞬时值表达式i
获得，也可通过关系式
来计算
应用环境
当考虑某些电学元件(电容器、晶体管等) 的击穿电压(耐压值)时，指的是交变电流的最大值
有效值
概念
有效值是根据电流的热效应定义的一个等效概念：让交变电流与恒定电流分别通过大
小相同的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相等，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把I、U叫做这个交流电的有效值。
有效值通常用大写字母I、U、E表示
获得方法
对于正弦式交变电流有：
对于非正弦式交变电流，可利用有效值的定义来计算其有效值
对纯电阻电路以下各式仍成立
应用环境
当计算某时间内的功率、产生的热量、电流做的功等问题时需使用有效值
备注
①提到交变电流，在没有特别说明时都是指有效值。
②交流电气设备上，标出的额定电压、额定电流都是有效值。
③交流电表显示的示数是有效值。
④计算电功、电热时需用有效值。
⑤保险丝的熔断电流是指有效值。
⑥在半个周期的整数倍时间内有最大值，最大值等于有效值的
倍。
⑦四分之一周期内峰值等于有效值√2倍的条件是计时起点对应的瞬时值为零或峰值。
⑧小于四分之一周期内有效值不等于峰值的
平均值
概念
交变电流的电学量对时间的平均，通常用符号
表示
获得方法
对于纯电阻电路：
应用环境
在计算某段时间内通过导体横截面的电荷量时需用平均值
知识拓展：
1．交变电流的平均值和最大值的联系闭合线圈绕垂直于匀强磁场的转动轴匀速转动时，可产生正、余弦交变电流，以电动势为例，二者联系如下表所示：
2. 几种典型电流的有效性：
3. 中性面：
感谢您的阅读，祝您生活愉快。