高中物理-交变电流-专题

高中物理交变电流复习专题

知识梳理：

一、交变电流

1.交变电流：电流强度的大小和方向，这种电流叫交变电流。

2.交变电电流的产生和变化规律

（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产生的是交变电流. （2）规律（瞬时值表达式）：

①中性面的特点：

②变化规律：（交变电流瞬时值的表达式）

电动势：电压：电流：

③正弦（余弦）交变电流的图象

二、描述交变电流的物理量

1. 交变电流的最大值：

（1）交变电流的最大值（）与无关，但是转动轴应与磁感线 .

（2）某些电学元件（电容器、晶体管等）的击穿电压指的是交变电压的最大值.

2.交变电流的有效值：

（1）有效值是利用定义的.（即，则直流电的数值就是该交流电的有效值.）

（2）正弦交变电流的有效值：

（3）通常说的交变电流的电压、电流强度以及交流电表的读数、保险丝的熔断电流的值，都是指交变电流的值.此外求解交变电流的电热问题时，必须用值来进行计算. 3.交变电流的周期、频率、角速度：

（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：1s内完成周期性变化的次数. （3）角速度ω：1s内转过的角度.

（4）三者关系：

我国民用交变电流的周期T= s、频率f= Hz、角速度ω= rad/s.

4.交变电流平均值：

（1）交变电流图象中图象与t轴所围成的面积与时间的比值叫做交变电流的平均值. （2）平均值是利用来进行计算的，计算时只能用平均值.

三、电感和电容对交流的作用

电感是“通流、阻流、通频、阻频”.

电容是“通流、隔流、通频、阻频”.

四、变压器

1.变压器的构造图：

2.变压器的工作原理：

3. 理想变压器

（1）电压跟匝数的关系：

（2）功率关系：

（3）电流关系：

（4）决定关系：

五、远距离输电

1、示意图：

2、两个关系：

（1）.输电过程的电压关系：（2）.输电过程功率的关系：

专题一 交变电流的产生和图像

1、将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示．下列说法正确的是 （ ） A ．电路中交变电流的频率为0.25 Hz B ．通过电阻的电流为

A

C ．电阻消耗的电功率为2.5 W

D ．用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V

2、一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知（ ） A ．该交流电的电压瞬时值的表达式为u ＝100sin （25t ）V

B ．该交流电的频率为25 Hz

C ．该交流电的电压的有效值为100

D ．若将该交流电压加在阻值R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W

3、正弦交变电源与电阻R 、交流电压表按照图1所示的方式连接，R =10Ω，交流电压表的

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 =cos100πt (A)

B.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =cos50πt (V)

C.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =5cos100πt (V)

D.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =5cos50πt (V)

4、如图所示，同轴的两个平行导线圈M 、N ，M 中通有图象所示的交变电流，则（ ） A.在t 1到t 2时间内导线圈M 、N 互相排斥 B.在t 2到t 3时间内导线圈M 、N 互相吸引 C.在t 1时刻M 、N 间相互作用的磁场力为零 D.在t 2时刻M 、N 间相互作用的磁场力最大

V

交变电源

~

u /V t /×10-2s

O U m

-U m

1

2

图2

M N

t 1 t 2 t 3 t 4

i

t

O

5、在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为r=1m、电阻为R=3.14Ω的圆形线框，当磁感应强度B按图示规律变化时（以向里为正方向），线框中有感应电流产生。⑴画出感应电流i随时间变化的图象（以逆时针方向为正）。⑵求该感应电流的有效值。

/s

V

专题二 表征交流电的物理量、四值问题

1、如图，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长为L=10cm 的正方形线圈abcd 共100匝，线圈电阻r=1Ω，线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动。外电路电阻R=4Ω。

求：（1）感应电动势最大值

（2）由图示位置转过60。角时的感应电动势值 （3）由图示位置转过60。角过程中产生的感应电动势值 （4）交流电压表的示数

（5）线圈转动一周在电阻R 上产生的热量 （6）在周期内通过电阻R 的电荷量为多少。

2.如下图所示，是一个交变电流的电流强度i 随时间t 变化的规律。此交变电流的有效值是

A.5 A

B.5A

C.3.5

A D.3.5A

3、一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线框，当线框转至中性面时开始计时。t 1=1/60s ，线框中感应电动势为50V ，当t 2=1/30s 时，线框中感应电动势为50V ，

求：

（1）感应电动势的最大值； （2）线框转动的角速度的大小； （3）线框中感应电动势的瞬时表达式。

4

-3

O i /A

t /s

0.1 0.2 0.3 0.4