高中物理《交变电流》
人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》第一节：交变电流(共17张)
uiR ， U mImR.
（3）电路上的电压按正弦规律变化 uUms int
2.峰值表达式
Em＝NBSω＝NΦmω
Im＝RE＋mr
Um＝ImR
☆成立条件:
转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时 .
特别提醒: (1) 瞬时值表达式与开始计时的位置有关． ① 若线圈从中性面开始计时，e＝Emsinωt. ② 若线圈从位于与中性面垂直的位置开始计时，e＝ Emcosωt. (2) 峰值与开始计时的位置及线圈转动的时间无关， 与线圈形状无关，与转轴的位置无关．
B∥S
Φ=0
t 最大
E最大 I最大
A(B)
D(C)
感应电流方向B到A
线圈与磁场平行时, Φ最小, 但线圈 中的电动势最大 (V⊥B)
.
D(C) B
A(B)
B⊥S Φ最大 V // B E=0 I=0
中性面
B∥S Φ=0
D(C )
A(B )
V⊥B
E、I最大
B
感应电流方向C到D
.
中性面 线圈平面与磁感线垂直的位置
.
【答案】 D
.
【精讲精析】 因电动势按余弦规律变化 ，故初始时刻线圈处于垂直中性面的位置 ，至t1时刻恰好到达中性面，磁通量最大 ，A错；t2时刻又垂直中性面，磁通量为 零，但其变化率最大,B错；t3时刻又到达 中性面，磁通量最大，但其变化率为零， C错；e变换方向时正是其大小为零时，也 恰好是磁通量最大时. 【答案】 D
A. 当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B. 当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零 C. 每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次 D. 线框经过中性面时，各边不切割磁感线
高中物理教科选修课件交变电流
无功功率为零
在纯电阻电路中，交变电流与电压的相位 相同，没有相位差。
根据欧姆定律，交变电流的大小与电压成 正比，与电阻成反比。
纯电阻电路只消耗有功功率，不消耗无功 功率。
纯电感电路中交变电流特点
1 2 3
电流滞后电压90度
在纯电感电路中，交变电流滞后于电压90度相位 角。
电流大小与频率和电感量有关
电感对交变电流的阻碍作用与频率和电感量有关 ，频率越高或电感量越大，对电流的阻碍作用越 强。
无功功率不为零
纯电感电路不消耗有功功率，但会消耗无功功率 。
纯电容电路中交变电流特点
电流超前电压90度
01
在纯电容电路中，交变电流超前于电压90度相位角。
电流大小与频率和电容量有关
02
电容对交变电流的阻碍作用与频率和电容量有关，频率越高或
实验步骤和操作规范
1. 搭建交流电路
按照实验要求搭建简单的交流电路， 包括电源、电阻、电容、电感等元件 。
2. 选择测量仪器
根据实验需要选择合适的测量仪器， 如示波器、电压表、电流表等。
实验步骤和操作规范
3. 连接测量仪器
将测量仪器正确接入交流电路，确保测量精度和安全。
4. 调整信号源
调整信号源的输出频率和幅度，使交流电路中的电压和电流达到 合适的数值。
06
实验：测量交变电流参数
实验目的和原理介绍
实验目的
通过测量交变电流的参数，如电压、电流、频率和相位差等，了解交变电流的基本特性和规律，加深对交流电路 的理解和掌握。
原理介绍
交变电流是一种大小和方向都随时间作周期性变化的电流。在交流电路中，电压和电流的关系遵循欧姆定律和基 尔霍夫定律等基本电路定律。通过测量交变电流的参数，可以研究交流电路中的阻抗、功率、谐振等现象。
高中物理精品课件：交变电流的描述
向b时，电流方向为正．则下列四幅图中正确的是 ( D )
解析：该题考查交变电流的产生过程．t＝0 时刻，根据题图乙表示的转动方向，由右手定则知，此时 ad 中电流
方向由 a 到 d，线圈中电流方向为 a→d→c→b→a，与规定的电流正方向相反，电流为负值．又因为此时 ad、bc
2
物理量
瞬时值
物理含义
交变电流某一时刻的值
重要关系
e＝Emsin ωt
u＝Umsin ωt
i＝Imsin ωt
最大值
最大的瞬时值
Em＝NBSω
Im
Em
R r
对正(余)弦交流电
有效值
跟交变电流的热效应
等效的恒定电流的值
E
2Em
U
2U m
I
2I m
Δφ
E
交变电流图象中图线与时间
E
N
2
2
m
2
T
Im
产生的热量 Q2 R
2
2
Q交=Q1+Q2
Q交=I′2RT代入数据，解得
I 2.5 3A 4.33A 电流表读数为4.33A。
峰值是多少?
解析:
灯泡正常工作时，通过灯丝电流的有效值
P
40
2
I
A
U
200
11
电流的峰值
Im
2 2
2I
0.26A
11
2、有一个电热器，工作时的电阻为50Ω，接在电压为u＝Umsinωt的交流电
源上，其中Um＝311V，ω＝100πs-1。该电热器消耗的功率是多大?
高中物理交变电流优秀课件
2.有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20 cm，线圈总电阻为1 Ω，线圈绕 垂直磁场方向的OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图3所示，匀强磁场 的磁感应强度为0.5 T，该线圈产生的感应电动势的峰值为__6_.2_8__V_，感应电流 的峰值为_6_._2_8_A__，在图示位置时感应电动势为_6_._2_8_V__，从图示位置转过90° 时感应电动势为__0_.
线圈中电流i随时间t
变化的关系是i＝Imsin ωt
图11
√C.当线圈转到图(c)位置时，感应电流最小，且感应电流方向改变
D.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
1234
3.(交变电流的图像)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，
穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图12甲所示，那么以下说法中正确的
内容索引
NEIRONGSUOYIN
自主预习 重点探究 达标检测
预习新知 夯实根底
启迪思维 探究重点 检测评价 达标过关
自主预习
一、交变电流
1.恒定电流：大小和 方向 都不随时间变化的电流，称为恒定电流. 2.交变电流：大小和方向随时间作 周期性 变化的电流，称为交变电流. 3.正弦交变电流：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 .
t＝0.02 s时刻，感应电动势应为零，故C、D错误.
1234
4.(交变电流的变化规律)如图13所示，匀强磁场的磁感应强度B＝
2 π
T，边长L
＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线
的轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω.求：
高中物理2.1交变电流课件
A(B)
D(C) B
D(C)
A(B)
D(C)
A(B)
B
3、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么 位置时线圈中线电圈流经最过大甲？、
转到乙线、圈丁转位到置甲时、丙 流线丙位方圈位变置向中置。时发电时，生流线电改最圈大中！没有电流；
A(B)
中性面
与磁感线垂直的平面
D(C)
①线圈经过中性面时，感应电动势为零， 感应电流为零。
L2
L1
a
v
设线圈平面从中性面开始转动， 角速度是ω．经过时间t，AB、CD宽
t=0
L1，AD、BC长L2 ，磁感应强度是B. ① 线圈与中性面的夹角是多少？
v11
A(B)
θ
t ② AB边的速度多大？ V L2
2
v v⊥
③ AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？
t
④ AB边中的感应电动势多大？
交流发电机
发电机的根本组成? 发电机的根本种类?
交流发电机简介
• 〔1〕发电机的根本组成： • ①用来产生感应电动势的线圈〔叫电枢〕 • ②用来产生磁场的磁极 • 〔2〕发电机的根本种类 • ①旋转电枢式发电机〔电枢动磁极不动〕 • ②旋转磁极式发电机〔磁极动电枢不动〕
无论哪种发电机，转动的局部叫转子，不动的局部叫定子
观察思考——什么是交流电
操作：匀速转动 手柄，线圈在磁 场中匀速转动
现象：小灯泡发 光，但亮度有变 化
问题：小灯泡发 光亮度有变化说 明什么？
结论：小灯泡中 电流大小有变化
操作：匀速转动手柄，线圈在磁场中匀速转动 现象：电流计指针在零刻线两侧摆动
问题：指针摆动说明什么？ 结论：小灯泡中电流方向有变化
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
高中物理选修课件第章交变电流
远距离输电面临问题与挑战
输电损耗
在远距离输电过程中，电流通过 导线会产生热量，导致能量损耗
，降低输电效率。
电压降低
长距离输电时，导线上的电阻会导 致电压逐渐降低，影响用电设备的 正常运行。
稳定性问题
远距离输电系统容易受到各种干扰 因素的影响，如天气变化、设备故 障等，导致系统稳定性下降。
高压输电技术原理及优势
05
日常生活中交变电流应用实例分 析
家庭用电安全注意事项
安全用电原则
不接触低压带电体，不靠近高压 带电体。
安全色标
采用黄色、黑色和红色等易于引 起注意的色标，如黄色表示注意
危险，禁止进入等。
安全距离
在电力设施周围设置安全距离， 防止人员误触造成电击事故。
照明设备中节能灯原理及优缺点比较
节能灯原理
电流大小与电压成正比
根据欧姆定律，交变电流的大小与电 压成正比，与电阻成反比。
电感对交变电流阻碍作用
01
02
03
感抗
电感对交变电流有阻碍作 用，称为感抗。感抗的大 小与电感量和交变电流的 频率成正比。
相位差
电感会使交变电流的相位 滞后于电压的相位，产生 相位差。
储能元件
电感是一种储能元件，它 能够将电能转换为磁场能 并储存起来。
通过高频电子镇流器将50Hz的工频交流电转换为 高频交流电，再驱动荧光灯管发光。
优点
光效高、寿命长、节能环保，比传统白炽灯节能 80%以上。
缺点
价格相对较高，启动时需要较高的电压，且存在 频闪和电磁辐射等问题。
家用电器中微波炉加热原理探讨
微波炉加热原理
利用微波的高频振动使食物分子产生摩擦热而实现加热。
高中物理选修交变电流
电流大小和方向随时间变化，电荷移动速度也随时间变化， 适用于交流电源。
交变电流与脉冲电流的区别和联系
脉冲电流
电流在某一时刻突然增大或减小，持续时间短，通常由电子脉冲发生器产生 。
交变电流
电流大小和方向不断重复变化，持续时间较长，通常由交流电源产生。
交变电流与其它周期性电流的区别和联系
其它周期性电流
定义
通过列出交变电流随时间变化的表达式来描述其变化规律。
方法
根据瞬时表达式，列出相应的表达式，通过表达式呈现电流随时间变化的关 系。
相位法
定义
通过确定交变电流随时间变化所处的相位来描述其变化特点。
方法
根据瞬时表达式，确定相应的相位，通过相位呈现电流随时间变化的情况。
03
交变电流的传播和接收
交变电流的传播介质
可再生能源
随着全球对可再生能源需求的不断增加，交变电流技术在可再生能源领域的 应用前景广阔。例如，风力发电和太阳能发电等可再生能源系统需要使用交 变电流进行电力传输和分配。
交变电流对未来科技的影响
推动科技进步
交变电流技术的发展对未来科技的发展具有重要影响。例如，随着交变电流技术 的不断发展，将会催生更多与交变电流相关的科技领域，如超导技术、磁悬浮技 术等。
电动工具和家用电器
许多电动工具和家用电器，如电吹风、电冰箱、洗衣机等， 都使用交变电流作为动力源。
交变电流在工业上的应用
电动机
各种电动机，如交流异步电动机和交流同步电动机，都使用交变电流作为动 力源。
电力变压器
通过电力变压器将高压交变电流转换为低压交变电流，以满足不同设备的用 电需求。
交变电流在科技领域的应用
解析法
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第3章 交变电流 1 交变电流 (3)
向平行时开始计时的,选项A错误。t2时刻感应电动势最大,穿
过线圈的磁通量的变化率最大,磁通量为零,选项B正确,C错
误。感应电动势e的方向变化时,线圈通过中性面,穿过线圈的
磁通量最大,但方向并不变化,选项D错误。
4.如图所示,单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁
时,线圈内产生正弦式交变电流,当线圈平面在中性面时开始
计时,其表达式为e=Emsin ωt,而在某段时间内的平均电动势
可根据 =n 求得。
(1)e=Emsin ωt,Em=nBSω(与线圈形状无关),
×
又 ω=
rad/s=20π rad/s,故 e=100sin 20πt(V)。
sin ωt
从与中性面垂直的位置开始
计时
Φ=Φmsin ωt=BSsin ωt
e=Emcos ωt=NBSωcos ωt
u=Umcos ωt=
i=Imcos ωt=
+
+
cos ωt
cos ωt
2.正弦式交变电流电动势的峰值Em=NBSω,由线圈的匝数N、
磁感应强度B、线圈的面积S及其转动的角速度ω确定。
但磁通量的变化率、感应电动势、感应电流均为零,电流方
向恰好发生变化。因此,线圈在匀强磁场中转动产生交变电
流时,每经过中性面一次,感应电动势和感应电流的方向都要
改变一次,线圈每转动一周,两次经过中性面,感应电动势和感
应电流的方向都改变两次,所以选项C正确。
3.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴
( √ )
四、交流发电机
1.电枢转动,磁极不动的发电机,叫作旋转电枢式发电机。
高中新教材物理课件选择性必修第二册第章交变电流
汇报人：XX 20XX-01-23
目 录
• 交变电流基本概念 • 电阻、电感和电容对交变电流作用 • 变压器原理及应用 • 远距离输电与高压输电技术 • 日常生活中交变电流现象解释 • 实验：测量交变电流参数和波形图绘制
01 交变电流基本概 念
交变电流定义及特点
缺点
需要建设大量的输电线路和变电站 ，投资成本高；输电线路容易受到 自然灾害等不可控因素的影响，运 行维护成本高。
高压输电技术发展历程
初期阶段
现阶段
20世纪初，高压输电技术开始得到应 用，但当时主要采用直流输电方式， 电压等级较低。
目前，特高压交流输电和直流输电技 术已经成为远距离输电的主要方式， 具有输电容量大、距离远、损耗小等 优点。
电容对交变电流作用
储存电能
电容是一种储存电能的元件，当交变电流通过电容时，它会 在极板间储存电荷并产生电场。因此，电容对交变电流的阻 碍作用与频率有关，频率越高，阻碍作用越弱。
消耗有功功率
与电感不同，电容在交变电流中会消耗有功功率，即它会真 正消耗电能并将其转化为其他形式的能量（如热能）。有功 功率的消耗会导致电网的效率下降，因此需要采取措施来减 少电容的有功功率消耗。
02 电阻、电感和电 容对交变电流作 用
电阻对交变电流作用
阻碍电流
电阻是指导体对电流的阻碍作用，在交变电流中同样存在。电阻越大，对电流 的阻碍作用越强，电流通过导体时产生的热量也越多。
不消耗电能
虽然电阻会阻碍电流并产生热量，但它不会像电感或电容那样消耗电能。在交 变电流中，电阻只是将电能转化为热能，而不会改变电流的频率或幅度。
和电器。
使用符合安全标准的电器和 电线，不乱接乱拉电线，避
高中物理(新人教版)选择性必修2：交变电流【精品课件】
思考：若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，则负载两端的电 压u、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：
i e Em sin t Im sin t，其中Im Em
Rr Rr
Rr
• 负载两端电压：
u R e R Em sin t Um sin t,其中Um R Em
• 线圈在甲图位置是否有感应电流？ • 线圈在乙图位置是否有感应电流？
• 在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 由B→A
•
×
• 线圈在丙图位置是否有感应电流？ • 线圈在丁图位置是否有感应电流？
• 在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 由A→B
•
×
× ×
思考：线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么位置时线圈中电流最大？
【答案】BD【解析】直流电的特征是电流方向不变，交流电的特征是电流方向周 期性改变。另外交变电流不一定都是正弦式电流或余弦式电流。故A、C错误，B、 D正确。
例2．(多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产 生了交变电流，下列说法正确的是( ) A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零 C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次 D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线
• •
中性面：与磁感线垂直的平面
• 线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最 大，感应电动势为零，感应电流为零
• 线圈每经过中性面一次，交流电方向改变 一次，线圈每转动一周（交流电的一个周 期） ，两次经过中性面，交流电的方向 改变两次。
中性面的垂面
× ×
3-1交变电流(教学课件)高中物理人教版(2019)选择性必修第二册
(2)线圈转过300，流过R的电荷量为多少？
(3)线圈转过300时，磁通量的变化率为多少？
解析：(1)感应电动势最大值Em＝NBSω＝NBL1L2·2πn＝50 V.
整个线圈中的感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emcosωt＝50cos100t(V)．
③交流电压的大小可以通过变压器随意转换。
二、交变电流的产生
2.交流电的产生原理
ABCD——线圈 K、L——圆环
•
×
E=0、I=0
磁通量为最大 电流：B→A→D→C→B
中性面 :线圈与磁场方向垂直的平面
E、 F——电刷
•
×
1.交流发电机示意图
电流：C→D→A→B→C
二、交变电流的产生
•
×
•
磁通量为最大 电流：B→A→D→C→B
D．线框产生的交变电动势频率为100Hz
6.如图为电动机模型图，左侧为N极，右侧为S极。电动机线
框通过换向器连入电路中，线框abcd的面积为S，匝数为n，匀
强磁场磁感应强度为B，线框平面与磁场平行。若此时闭合开
关，则下列说法正确的是（ C ）
A.从正前方看去，该线框将会逆时针转动
B.若同时调转电极和磁极方向，则线圈的转动方向改变
①线圈与中性面的夹角是多少？ t
② AB边的速度多大？ v =
2 v= 2
③ AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？
④ AB边中的感应电动势多大？
1 = vsinθ =
2
sin t
⑤线圈中的感应电动势多大？
= 21 = sin t= BSsin t
②直流电：
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第3章 交变电流 2 交变电流的描述
B.电流表示数为 4 2 A
C.线框的热功率为 8 W
D.从图示位置开始计时,交流发电机的感应电动势
的表达式 e=40 2sin10πt(V)
1 2 3 4
解析
交变电流的频率为 f=2π=5
Hz,每个周期交变电流方向改变 2 次,则每秒
钟交变电流方向改变 10 次,故 A 正确;线框中感应电动势的最大值为
恒定直流I=3 A的电源用10 min把水烧开,交变电流也用10 min把水烧开。
说明了什么?
提示 在相同的时间内电炉产生的热量相等,这时就把恒定直流电流的数值
(I=3 A)叫作这个交变电流的有效值。
知识归纳
1.有效值的理解
(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的,理解有效值重点在“等
效”,“效果相同”在定义中体现为相同电阻、相同时间、产生相同热量,交
m
I=
2
= 2 A
得 U=IR=90 2 V。
(3)电阻R上的热功率P=I2R=180 W。
π
(4)线圈从图甲所示位置转过 的过程中,流过电阻
3
Δ
m sin60°
q=Δt= Δt=n =n
=0.017
+
+
+
C。
R 的电荷量
教你析题
读取题干
线圈的电阻r=10 Ω
与电阻R并联的交流电压表为理想电
3.几种常见电流的有效值
分类
正弦式
交变电流
正弦半波
电流
电流图线
有效值
I
I=
2
I
I= 2
分类
正弦单向
高中物理选修交变电流
3
频率
单位时间内电流变化次数的物理量，单位为赫 兹（Hz）。
交流电的有效值与峰值
有效值
交流电产生的效果与直流电产生相同效果时所需要的时间平均值，单位为安 培（A）。
峰值
交流电瞬时值达到的最大值，单位为安培（A）。
03
交变电流的传播及接收
交变电流的传播方式
架空传输
利用电线杆架设裸导线或绝缘导线，实现交变电 流的远距离传输。
将交流电转换为直流电，为直 流电器供电。
交变电流的传输效率
电阻损耗
交变电流在传输过程中会受到电阻 的影响，导致能量损失。
电磁辐射
交变电流产生的电磁场会向外辐射 能量，导致能量损失。
介质损耗
传输介质对交变电流具有阻碍作用 ，导致能量损失。
热损耗
由于设备的热效应，导致能量损失 。
04
安全用电与防护措施
地下传输
利用电缆等地下设施，将交变电流传输到目的地 ，具有不占用空间、安全等特点。
无线传输
利用电磁波将交变电流传输到远方，适用于远程 电力供应。
交变电流的接收方法
直接接收
利用接收装置直接获取交变电 流，常用于直流电器等设备。
转换接收
将交变电流转换为其他形式的 能量，如热能、机械能等，以
便于利用。
逆变接收
地热能是指地球内部热能释放到地表的能量，地球上不 同地区的地热能资源差异较大，但整体上地热能资源较 为丰富。
地热能发电原理
地热能发电系统利用地热蒸汽或热水作为热源，通过汽 轮机或水轮机将热能转换成机械能，再通过发电机将机 械能转换成电能，接入电网进行电能分配。
地热能发电的优缺点
地热能发电具有清洁、可再生等优点，但同时也受地理 位置、地热资源有限等因素影响，需要解决地热资源开 发和环境污染等技术问题。
高中物理交变电流知识点总结
高中物理交变电流知识点总结一、基本概念1. 交变电流的定义交变电流是指方向和大小都不断变化的电流。
在交变电流中，电子的流动方向随时间不断改变，并且电流的大小也随时间发生变化。
2. 交变电流的特点（1）方向和大小均不断变化；（2）周期性的变化；（3）交变电流的频率和周期；（4）有效值和峰值。
二、交变电流的产生1. 交变电压的产生交变电压是指在一个周期内，电压的方向和大小都在变化。
电压源中的正负极在不断变换，导致电压的变化。
2. 交变电流的产生当交变电压作用于电路中时，就会产生交变电流。
在一个周期内，电流的方向和大小都会随着电压的变化而变化。
三、交变电流的表示1. 正弦交变电流正弦交变电流是一种最常见的交变电流形式。
它的大小和方向随时间呈正弦变化，用正弦函数可以表示。
2. 交变电流的表示方法在交变电流中，通常使用瞬时值、周期、频率、有效值、峰值等指标来表示其特性。
四、交变电流的电路1. 交变电流电阻在交变电流电路中，电流经过电阻时产生热能，并且电阻的大小可以用欧姆定律来表示。
2. 交变电流的电感在电路中，当电感线圈中通过交变电流时，产生的感应电动势和感应电流会使得电感的阻抗随频率而变化。
3. 交变电流的电容电容对交变电流的阻抗与频率成反比关系，当频率越高，电容的阻抗越小。
五、交变电流的功率和传输1. 交变电流的功率在交变电流中，功率的计算除了考虑电流的大小外，还需考虑电流和电压之间的相位关系。
2. 交变电流的传输在输电系统中，为了减小线路损耗和提高输电效率，通常会采用高压、大电流的交变电流进行传输。
六、交变电流的应用1. 家用电器家用电器中，比如变压器、电风扇等都需要交变电流供电。
2. 工业生产在工业生产中，各种机械设备和控制系统也需要用到交变电流。
3. 通信传输在通信传输系统中，交变电流也是不可或缺的。
七、保护措施由于交变电流具有一定的危险性，我们在使用交变电流时需要注意一些保护措施，比如接地保护、断路器保护等。
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．。
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只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。
三、磁通量
穿过闭合回路的磁感线的条数
φ= B S
复习回顾
一.感应电动势
在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势
二、法拉第电磁感应定律
1.内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电 路的磁通量的变化率成正比。这就是法拉第电磁感 应定律。
答：照明、动力电路的电压有效值分别为220V、 380V；峰值分别为 220 2V 311V ,380 2 538V .
课堂练习
220V 311V
当电阻丝中通过50HZ的交流电时，尽管铜焊头与电阻丝 是绝缘的，但由于电磁感应现象在铜焊头中可以感应出50HZ 感应电流。再通过收音机中放大装置的放大，就会产生很强 的交流声。
三、交流的变化规律
家庭用于日常生活的电灯、家用电器，使用的 电是由电网送来的。电网送来的电也是交流电， 它的大小、方向都在随时间不断变化。交流变化 的规律可以用示波器显示出来。
1、交流的变化规律——图像 （1）坐标：时间t为横坐标，i或u为纵坐标 （2）图象形状：正弦曲线 （3）物理意义：反映i或u随时间变的规律
2、交变电流的产生：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动
3、交变电流的变化规律 u
表达式： i=Imsinωt
Um
3T
u=Umsinωt
图象
0
TT
4T
t
42
- Um
4、描述交流的物理量
（1）周期T：完成一次周期性变化所需的时间。
（2）频率f：1s内交变电流完成周期性变化的次数。
（3）关系：互为倒数。我国使用的频率是50 Hz。
3、特点：交变电流的有效值根据电流的热效应来规 定，与电流的方向无关．
4、有效值与峰值的大小关系：
U=
1 2
U
m
=
0.707U m
I=
1 2
Im
=
0.707Im
5、说明：在各种使用交变电流的电器设备上，所标注 的额定电压、额定电流值，都是交流的有效值。 电器仪表测量的也都是交流的有效值。
1、交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电 流
教学目标
• 知识与能力： • 1、理解交变电流是怎样产生的。 • 2、定性了解交流的变化规律及其图像表示和主要
特征物理量。
• 3、知道交流能通过电容器的原因，了解交流这一 特性在电子技术中的应用。
• 4、初步了解发电机、交变电流的发明和利用对促 进人类社会进步的作用，进一步体验科学、技术 与社会生活之间的密切关系。
2.表达式
E t
E n t
一、交流发电机 ----将机械能转化为电能
基本组成： 定子--磁极(产生磁场) 转子--电枢(产生感应电动势的线圈)
二、交变电流
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、直流：
各种电池供给的电流只沿一个方向 流动，叫做直流电,简称直流（DC）。
物理（人教版 ·选修3-1）
第三章 磁场
探
究
目
标
3.3《交变电流》
情
景
切
入
自 主 研 习
要
天
点 探
高
究
任
走 出
鸟
误 区
飞
题
型
海
设 计
阔 凭
课 后 强
鱼
化 作
跃
业
复习回顾
一、电磁感应现象
闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线运动 时，导体中就产生电流。 物理学中把这种现象叫做电磁感应。 由电磁感应产生的电流叫做感应电流
表示正弦式交变电流的有（ E）
i
u
i
0
t0
t0
t
(A)
(B)
(C)
i
e
0
t0
t
(D)
(E)
五、交流能够通过电容器 1．电容器主要应用：
隔直流，通交流。 2．解释：
六、交流的有效值：
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．——三相等
2、正弦式电流：
u
电网中的交变电流，它
Um
的电流、电压 随时间
按正弦函数的规律变化，
0
叫做正弦式电流.
- Um
TT 42
3T
4
T
t
3、正弦式电流的表达式：
i=Imsinωt u=Umsinωt Im、Um分别是电流和电压的最大值，叫做交流的峰值
u
Um 0
TT 42
3T
4
T
t
- Um
i
Im
0
- Im
• 实验仪器： • 示波器、小灯泡、导线、学生电源
为什么看不到电灯中电流大小的变化
电动机可以发电吗？
5、电容器主要应用： 隔直流，通交流。
6、交流的有效值：
（1）使交流和直流通过相同的电阻，在相等时间内产
生的热量相等.
பைடு நூலகம்
U=
1 2
U
m
（2）有效值与峰值的大小关系：
I = 0.707Im
课堂练习
正弦式电流在一个周期内出现两次峰值，我国 电网所用交变电流为50HZ，即1s内发生50次周期 变化，所以在1s内出现100次峰值。同理，1s内电 流方向发生100次改变。
TT 42
3T
4
T
t
四、描述交流的物理量
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，单位赫兹，简称赫，符号
是Hz．
3、频率和周期有如下关系： T = 1 或 f = 1
f
T
4、我国使用的交变电流，频率是50 Hz.
例1下列表示交变电流的有（CE ）