第14章:恒定电流 一、知识网络 二、重、难点知识归纳 （五）、滑动变阻器的使用 1、滑动变阻器的作用 （1）保护电表不受损坏； （2）改变电流电压值，多测量几次，求平均值，减少误差。 2、两种供电电路（“滑动变阻器”接法） 电流：定义、微观式：I=q/t ，I=nqSv 电压：定义、计算式：U=W/q ，U=IR 。导体产生电流的条件：导体两端存在电压 电阻：定义、计算式：R=U/I ，R=ρl/s 。金属导体电阻值随温度升高而增大 半导体：热敏、光敏、掺杂效应 超导：注意其转变温度 电动势：由电源本身决定，与外电路无关，是描述电源内部非静电力做功将其它形 式的能转化为电能的物理量 实验 恒定电流 部分电路：I=U/R 闭合电路：I=E/(R+r)，或E=U 内+U 外=IR+Ir 适用条件：用于金属和电解液导电 规律 电阻定律：R=ρl/s 基本 概念 欧姆定律： 公式：W=qU=Iut 纯电阻电路：电功等于电热 非纯电阻电路：电功大于电热，电能还转化为其它形式的能 电功： 用电器总功率：P=UI ，对纯电阻电路：P=UI=I 2 R=U 2 /R 电源总功率：P 总=EI 电源输出功率：P 出=UI 电源损失功率：P 损=I 2 r 电源的效率：%100%100?=?= E U P P 总 出 η， 对于纯电阻电路，效率为100% 电功率 ： 伏安法测电阻：R=U/I ，注意电阻的内、外接法对结果的影响 描绘小灯泡的伏安特性 测定金属的电阻率 ：ρ=R s / l 测定电源电动势和内阻 电表的改装： 多用电表测黑箱内电学元件
（1）、限流式： a 、最高电压（滑动变阻器的接入电阻为零）：E 。 b 、最低电压（滑动变阻器全部接入电路）： 。 c 、限流式的电压调节范围： 。 （2）、分压式： a 、最高电压（滑动变阻器的滑动头在 b 端）：E 。 b 、最低电压（滑动变阻器的滑动头在a 端）：0。 c 、分压式的电压调节范围： 。 3、分压式和限流式的选择方法： （1）限流式接法简单、且可省一个耗电支路，所以一般情况优先考虑限流式接法。 （2）但以下情况必须选择分压式： a 、负载电阻R X 比变阻器电阻R L 大很多（ R X >2R L ） b 、要求电压能从零开始调节时； c 、若限流接法电流仍太大时。 三、典型例题 例1、某电阻两端电压为16 V ，在30 s 内通过电阻横截面的电量为48 C ，此电阻为多大30 s 内有多少个电子通过它的横截面 解析：由题意知U =16 V ，t =30 s ，q =48 C ， 电阻中的电流I =t q = A 据欧姆定律I = R U 得，R =I U =10 Ω n = e q =×1020 个 故此电阻为10Ω，30 s 内有×1020 个电子通过它的横截面。 点拨：此题是一个基础计算题，使用欧姆定律计算时，要注意I 、U 、R 的同一性（对同一个导体）。 x L x R U E R R = +,x x L R E E R R ??? ?+?? []0,E
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 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 t Φ ? = ? 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、能量转化过程 →→原线圈的电能 磁场能副线圈的电能 续表
第1课时交变电流的产生和描述 导学目标 1.能掌握交变电流的产生和描述，会写出交变电流的瞬时值表达式.2.能认识交变电流的图象和进行有效值、最大值的计算． 一、交变电流的产生和变化规律 [基础导引] 关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的是() A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C．线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零 D．线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势最大 [知识梳理] 1．交变电流 大小和方向都随时间做__________变化的电流．如图1(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流．其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流，如图(a)所示． 图1
2．正弦交流电的产生和变化规律 (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕________________方向的轴匀速转动． (2)中性面：①定义：与磁场方向________的平面． ②特点：a.线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量________，磁通量的变化率为______，感应电动势为______．b.线圈转动一周，________经过中性面．线圈每经过____________一次，电流的方向就改变一次． (3)图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为__________曲线．如图1(a)所示． 思考：由正弦交流电的图象可以得出哪些物理量？ 二、描述交变电流的物理量 [基础导引] 我们日常生活用电的交变电压是e ＝2202sin 100πt V ，它是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的，则下列说法正确的是________． ①交流电的频率是50 Hz ②交流电压的有效值是220 V ③当t ＝0时，线圈平面恰好与中性面平行 ④当t ＝1 50 s 时，e 有最大值220 2 V ⑤电流每秒方向改变50次 [知识梳理] 1．周期和频率 (1)周期T ：交变电流完成________________变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒 (s)．公式：T ＝2π ω. (2)频率f ：交变电流在1 s 内完成周期性变化的________，单位是赫兹(Hz)． (3)周期和频率的关系：T ＝________或f ＝________. 2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值 (1)瞬时值：交变电流某一________的值，是时间的函数． (2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的________． (3)有效值：让交流与恒定电流分别通过________的电阻，如果它们在交流的一个周期内产生的________相等，则这个恒定电流I 、恒定电压U 就是这个交流的__________． (4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系 I ＝____________，U ＝____________，E ＝____________. (5)平均值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值. 考点一 正弦交流电的变化规律 考点解读
高二物理恒定电流知识点总结 知识点 1、甲、乙两个定值电阻分别接入电路中，通过电阻的电流强度与电阻两端电压的关系如图14-5实验 部分电路：I=U/R 闭合电路：I=E/(R+r)，或E=U 内+U 外=IR+Ir 适用条件：用于金属和电解液导电 规律 电阻定律：R=ρl/s 基本 概念 欧姆定律： 公式：W=qU=Iut 纯电阻电路：电功等于电热 非纯电阻电路：电功大于电热，电能还转化为其它形式的能 电功 用电器总功率：P=UI ，对纯电阻电路：P=UI=I 2R=U 2/R 电源总功率：P 总=EI 电源输出功率：P 出=UI 电源损失功率：P 损=I 2r 电源的效率：%100%100?=?=E U P P 总出η， 电功率 伏安法测电阻：R=U/I ，注意电阻的内、外接法对结果的影响 电表的改装：多用电表的应用， 描绘小灯泡的伏安特性 测定金属的电阻率 ：ρ=R s / l 测定电源电动势和内阻 电流：定义、微观式：I=q/t ，I=nqSv 电压：定义、计算式：U=W/q ，U=IR 。导体产生电流的条件：导体两端存在电压 电阻：定义计算式：R=U/I ，R=ρl/s 。金属导体电阻值随温度升高而增大 电动势：由电源本身决定，与外电路无关，是描述电源内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能的物理量
所示，根据图线可知（ ） A.甲的两端电压总比乙两端电压大 B.甲电阻比乙的电阻小 C.加相同电压时，甲的电流强度比乙的小 D.只有甲两端电压大于乙两端电压时，才能使甲、乙中电流强度相等 2、如图14-6所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I 的关系图线，下列说法中正确的是（ ） A.路端电压都为U 0时，它们的外电阻相等 B.电流都是I 0时，两电源的内电压相等 C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势 D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻 3、在如图14-16所示电路中，当变阻器Ｒ３的滑动头Ｐ向ｂ端移动时，（ ） A ．电压表示数变大，电流表示数变小 B ．电压表示数变小，电流表示数变大 C ．电压表示数变大，电流表示数变大 D ．电压表示数变小，电流表示数变小 4．理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将 头发吹干。设电动机线圈电阻为R 1 ，它与电热丝电阻值R 2 串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为U ，电流为I ，消耗的电功率为P ，则有（ ） ①．UI P = ②．)(212R R I P += ③．UI P > ④．)(212R R I P +> A ．①② B ．①④ C ．②③ D ．③④ 5、下列各种说法中正确的是（ ） A ．电流的定义式I=q/t ，适用于任何自由电荷的定向移动形成的电流。 图14-6 图14-16
第17章:交变电流 一、知识网络 二、重、难点知识归纳 1．交变电流产生 ( 交变电流 产生: 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生的 描 述 瞬时值: I=I m sin ωt 峰值:I m = nsB ω/R 有效值:2/m I I = 周期和频率的关系:T=1/f 图像：正弦曲线 电感对交变电流的作用：通直流、阻交流，通低频、阻高频 应用 电容对交变电流的作用：通交流、阻直流，通高频、阻低频 变压器 变流比： 电能的输送 原理：电磁感应 变压比：U 1/U 2=n 1/n 2 只有一个副线圈：I 1/I 2=n 2/n 1 有多个副线圈：I 1n 1= I 2n 2= I 3n 3=…… 功率损失：线损R ）U P （P 2= 电压损失：线损R U P U =
（二）、正弦交流的产生及变化规律。 (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=NBS ωsin ωt 。用εm 表示峰值NBS ω则e=εm sin ωt 在纯电阻电路中,电流I=R R e m ε=sin ωt=I m sin ωt ，电压u=U m sin ωt 。 2、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，U m 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：描述交流电做功或热效应的物理量 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= 2m ε I=2m I U=2m U 。 注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= 2m ε，U=2 2m m I I U =的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=I m 。
教学内容：交变电流的产生和变化规律 【课前复习】 会做了，学习新课才能有保障 1．方向不随时间而改变的电流叫做________，方向和强弱都不随时间而改变的电流叫做________，方向随时间而改变的电流叫做________． 2．闭合电路的一部分导体切割磁感线时，电路中会产生________． 3．示波器是一种常用的电子仪器，是用来直接观察__________________情况的． 4．数学上正弦函数的表达式为________． 5．部分电路的欧姆定律的表达式为________． 答案：1．直流，恒定电流，交变电流 2．感应电流 3．电信号随时间变化 4．x＝A sinθ U 5．I＝ R 先看书，再来做一做 1．________和________都随时间做________变化的电流叫交变电流，其中按________变化的交流电叫正弦交变电流． 2．矩形线圈在匀强磁场中，绕_____________的轴匀速转动时，线圈中就产生了交变电流． 3．正弦式电流瞬时值的表达式，电流：________；电压：________；电动势：________．4．交流发电机的基本组成部分是________和________．交流发电机分为________和________． 【学习目标】 1．理解交变电流的产生原理，掌握交变电流的变化规律． 2．知道正弦式电流的图象． 3．知道交流发电机的构造和分类． 【基础知识精讲】 课文全解 一、交变电流 1．定义：大小和方向随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流． 说明：方向随时间周期性变化是交变电流的最重要的特征．如图17－1－1中A、B、C 均为交变电流，而D就不是交变电流，因为D中电流方向不随时间改变． 图17－1－1
第二章《恒定电流》知识点总结 一、电流 1、电流形成得条件: 电荷得定向移动。规定正电荷定向移动得方向为电流得方向。 2、电流强度I ①定义式: 单位:安培(A) ②微观表达式: 其中:n为自由电荷得体密度;q为自由电荷得电量;S为导体得横截面积;v为自由电 荷定向移动得速度。 二、电源 1、电源得作用: ①电源相当于搬运工,把负电荷从电源正极搬到电源负极,使正极积累正电荷,负极积累负电荷; ②电源使导体两端存在一定得电势差(电压); ③电源使电路中有持续电流。 2、电动势E ①物理意义: 电动势就是描述电源把其她形式得能转化为电能本领得物理量。 ②定义式: 单位:伏特(V),其大小就是由电源本身决定得。 ③电动势E与电势差U得区别: 电动势,非静电力做功,其她形式得能转化为电能;电势差,电场力做功,电势能转化为其她形式得能。做多少功,就转化了多少能量。 三、欧姆定律 1、电阻R ①物理意义:导体对电流得阻碍作用。 ②定义式: 单位:欧姆(Ω),其大小就是由导体本身决定得。 ③决定式:,其中ρ为电阻率,反映材料得导电性能得物理量。金属导体得电阻率随着温度得升高而增大;合金得电阻率随着温度得变化而变化不明显;半导体得电阻率随着温度得升高而减小。 2、欧姆定律 注意:这就是一个实验规律,I、U、R三者之间并无决定关系。 3、伏安特性曲线 I-U图像:图像越靠近U轴,导体得电阻越大。①线性元件: I-U图像就是过原点O得直线。如R1,R2等,并且R1 高中物理交变电流知识点的总结 高中物理交变电流知识点的总结 物理学史集中地体现了人类探索和逐步认识世界的现象,结构,特性,规律和本质的历程.随着科学的发展，我们更要重视物理学。下面准备这篇2013高中物理交变电流知识点总结，欢迎阅读。 (1)中性面线圈平面与磁感线垂直的位置，或瞬时感应电动势为零的位置。 中性面的特点：a.线圈处于中性面位置时，穿过线圈的磁通量Φ最大，但 =0; 产生：矩形线圈在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。 变化规律e=NBSωsinωt=Emsinωt;i=Imsinωt;(中性面位置开始计时)，最大值Em=NBSω 四值：①瞬时值②最大值③有效值电流的热效应规定的;对于正弦式交流U= =0.707Um④平均值 不对称方波： 不对称的正弦波 求某段时间内通过导线横截面的电荷量Q=IΔt=εΔt/R=ΔΦ/R 我国用的交变电流，周期是0.02s，频率是50Hz，电流方向每秒改变100次。 表达式：e=e=220 sin100πt=311sin100πt=311sin314t 线圈作用是“通直流，阻交流;通低频，阻高频”. 电容的作用是“通交流、隔直流;通高频、阻低频”. 变压器两个基本公式：① ②P入=P出，输入功率由输出功率决定， 远距离输电：一定要画出远距离输电的示意图来， 包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。并按照规范在图中标出相应的物理量符号。一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、n1、n1/n2、n2/，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。 功率之间的关系是：P1=P1/，P2=P2/，P1/=Pr=P2。 电压之间的关系是： 电流之间的关系是： .求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。 输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。 分析和计算时都必须用 ，而不能用 特别重要的是要会分析输电线上的功率损失 以上就是2013高中物理交变电流知识点总结的全部内容，希望能够对大家有所帮助! 延伸阅读： 恒定电流公式：2016年高考物理知识点 1.电流强度：I=q/t{I:电流强度(A)，q:在时间t内通过导体横载面的电量(C)，t:时间(s)｝ 【高中物理】交变电流知识点总结，考前必过一遍！ 一、交流电的产生和变化规律 1、交变电流： 大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。 如图所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。如图（b）所示。而（a）、(d)为直流其中（a）为恒定电流。 2、正弦交流的产生及变化规律 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： （1）函数表达式：从中性面开始计时，则e=NBSωsinωt 。 用εM表示峰值εM=NBSω，则e=εMsinωt在纯电阻电路中,电流I=sinωt=Isinωt，电压u=Usinωt 。 4.交流发电机 （1）发电机的基本组成： 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）发电机的基本种类 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，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子 二、表征交变电流的物理量 1、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，用大写字母表示，U m Ｉmεm εm= nsBω 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ε=NBSω，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： ①意义：描述交流电做功或热效应的物理量 第一节交流电的产生和变化规律 一、交变电流： c）、（e）所示电流都属 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： （1）、函数表达式：从中性面开始计时，则e=NBSωsinωt 。用εM表示峰值εM=NBSω 则e=εM sinωt在纯电阻电路中,电流I= R R e m ε =sinωt=I m sinωt，电压u=U m sinωt 。 4、交流发电机 （1）发电机的基本组成：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）发电机的基本种类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，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子 第二节表征交变电流的物理量 1、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：即最大的瞬时值用大写字母表示，U mＩmεm εm= nsBωＩm=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 ε m =NBSω，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： ⅰ、意义：描述交流电做功或热效应的物理量 ⅱ、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。 ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= 2 m ε I= 2 m I U= 2 m U 。 i o t i o t i o t i o t i o t 图151 (a d )) (b () c() d () e [高考命题解读] 第1讲 交变电流的产生和描述 一、正弦式交变电流 1.产生 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，ΔΦ Δt ＝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，ΔΦ Δt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变. 3.电流方向的改变 一个周期内线圈中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. 5.交变电动势随时间的变化规律 e ＝nBSωsin ωt . 自测 1 (多选)关于中性面，下列说法正确的是 ( ) A.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零 B.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大 C.线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次 D.线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次 答案 AC 二、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1次周期性变化所需要的时间，单位是秒(s).表达式为T ＝2πω＝1 n (n 为转速). (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 ＝1f 或f ＝1 T . 2.交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值 (1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数. (2)最大值：交变电流或电压所能达到的最大的值. (3)有效值：让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就可以把恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值. (4)正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系 I ＝ I m 2，U ＝U m 2，E ＝E m 2 . (5)交变电流的平均值： E ＝n ΔΦΔt ，I ＝n ΔΦ(R ＋r )Δt . 自测 2 (多选)图1甲为交流发电机的原理图，正 第二章《恒定电流》知识点总结 一、电流 1、电流形成的条件： 电荷的定向移动。规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。 2、电流强度I ①定义式：t q I = 单位：安培（A ） ②微观表达式：nqSv I = 其中：n 为自由电荷的体密度；q 为自由电荷的电量；S 为导体的横截面积；v 为自由电荷定向移动的速度。 二、电源 1、电源的作用： ①电源相当于搬运工，把负电荷从电源正极搬到电源负极，使正极积累正电荷，负极积累负电荷； ②电源使导体两端存在一定的电势差（电压）； ③电源使电路中有持续电流。 2、电动势E ①物理意义： 电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。 ②定义式： q W E 非= 单位：伏特（V ），其大小是由电源本身决定的。 ③电动势E 与电势差U 的区别： 电动势q W E 非= ，非静电力做功，其他形式的能转化为电能；电势差q W U = ，电场力做功，电势能转化为其他形式的能。做多少功，就转化了多少能量。 三、欧姆定律 1、电阻R ①物理意义：导体对电流的阻碍作用。 ②定义式：I U R = 单位：欧姆（Ω），其大小是由导体本身决定的。 ③决定式：S l R ρ=，其中ρ为电阻率，反映材料的导电性能的物理量。金属导体的电阻率随着 温度的升高而增大；合金的电阻率随着温度的变化而变化不明显；半导体的电阻率随着温度的升高而减小。 2、欧姆定律 R U I = 注意：这是一个实验规律，I 、U 、R 三者之间并无决定关系。 3、伏安特性曲线 I-U 图像：图像越靠近U 轴，导体的电阻越大。 ①线性元件： I-U 图像是过原点O 的直线。如R 1，R 2等，并且R 1 1 考点规范练32 交变电流的产生及其描述 一?单项选择题 1.矩形线圈的面积为S ,匝数为n ,在磁感应强度为B 的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω匀速转动?当转到线圈平面与磁场垂直的图示位置时 ( ) A.线圈中的电动势为nBS ω B.线圈中的电动势为0 C.穿过线圈的磁通量为0 D.穿过线圈的磁通量变化率最大 答案:B 解析:图示时刻线框的四边都不切割磁感线,不产生感应电动势,即线圈中的电动势为0,故选项A 错误,选项B 正确;图示时刻线框与磁场垂直,磁通量最大,为Φ=BS ,故选项C 错误;图示位置线圈中的电动势为0,根据法拉第电磁感应定律E=n 可知穿过线圈的磁通量变化率为0,故选项D 错误? 2.(2015·江淮十校联考)如图所示,一交变电流随时间变化的图象,则此交变电流的有效值为( ) A. A B.2 A C. A D.3 A ?导学号34220361? 答案:C 解析:设此交变电流的有效值为I ,周期为T ,电阻为R ,则I 2RT= R · R · ,解得I= A,故 C 正确? 3.(2015·云南昆明三中?玉溪一中统考)将阻值为100 Ω的电阻丝绕成一个110匝的闭合矩形线圈,让其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的感应电动势如图乙所示?则下列说法正确的是( ) A.t=0时刻线圈应转到图甲所示的位置 B.该线圈的转速为100π r/s C.穿过线圈的磁通量的最大值为 Wb D.线圈转一周所产生的电热为9.68 J 答案:D 解析:t=0时刻线圈中感应电动势为零,线圈应转到中性面位置,即与题图甲所示的位置垂直,选项A 错误;由题图乙可知,周期为0.02 s,该线圈的角速度为ω= =100π rad/s,转速为 n= = 50 r/s,选项B 错误; 第五章交变电流 一、交变电流的产生 1、原理：电磁感应 2、中性面：线圈平面与磁感线垂直的平面。 3、两个特殊位置的比较 ①线圈平面与中性面重合时 （S ⊥B ），磁通量Φ最大， t ??Φ =0，e=0，i=0，感应电流的方向将发生改变。 ②线圈平面平行与磁感线时（S ∥B ），Φ=0， t ??Φ 最大，e 最大，i 最大，电流方向不变。 4、 穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势、感应电流随时间变化的函数关系总是互余的： 注：对中性面的理解 交流电瞬时值表达式的具体形式是由开始计时的时刻和正方向的规定共同决定的。若从中性面开始计时，虽然该时刻穿过线圈的磁通量最大，但线圈两边的运动方向恰与磁场方向平行，不切割 磁感线，电动势为零，故其表达式为 ；但若从线圈平面和磁场平行时开始计时， 虽然该时刻穿过线圈的磁通量为零，但由于此时线圈两边的速度方向和磁场方向垂直，电动势最 大，故其表达式为。 二、对交变电流图像的理解 交变电流的图像包括φ-t、e-t、i-t、u-t等，具体图像见上页，现只研究e-t图像 从图像上可得到信息： 1、线圈平面与中性面平行时为计时平面 2、电流最大值 3、周期T和频率f 4、不同时刻交流电的瞬时值 5、线圈处于中性面和电流最大值对应的时 刻 6、任意时刻线圈的位置和磁场的夹角 ， n E?Φ = __ 确定。它表现为交流图象中波形与横轴（ 周期的平均电动势大小为，而一个周期内的平均电动势却为零．而技术在正半个周期或周期内的平均值。同一交流电的平均值和有效值并不相同。 阻碍作用的大小，用容抗表示， 21 21n n U U =1 221n n I I =2211t t ??Φ=? ?Φ 三、变压器： 1、原理：原、副线圈中的互感现象，原、副线圈中的磁通量的变化率相等。 P 1=P 2 2、变压器只变换交流，不变换直流，更不变频。原、副线圈中交流电的频率一样：f 1=f 2高压线圈匝数多、电流小，导线较细；低压线圈匝数少、电流大，导线较粗。 3 、如右图：U 1：U 2：U 3=n 1：n 2：n 3 n 1 I 1=n 2 I 2+ n 3 I 3 P 1=P 2+P 3 四、电能输送的中途损失： （1）功率关系：P 1=P 2，P 3=P 4，P 2=P 损+P 3 （2）输电导线损失的电压：U 损=U 2-U 3=I 线R 线 （3）输电导线损耗的电功率：P 损=P 3-P 2=I 线U 损=I 线2R 线 =( )2R 线 由以上公式可知，当输送的电能一定时，输电电压增大到原来的n 倍， 输电导线上损 耗的功率就减少到原来的。 ΔU=Ir 线= r 线 =U 电源—U 用户 Δ U ∝ ΔP=I 2 r 线= r 线 =P 电源—P 用户 ΔP ∝ 注：理想变压器的动态分析问题，大致有两种情况： 一类是负载电阻不变，原副线圈的电压，电流，输入和输出功率随 匝数比变化而变化的情况。 另一类是匝数比不变，上述各量随负载电阻变化而变化的情况。 不论哪种情况都要注意： （1）根据题意弄清变量与不变量。 （2）要弄清“谁决定于谁”的制约关系，即理想变压器各物理量变化的决定因素。 动态分析问题的思路程序可表示为： P U 1U 2)(U P 2 1 U 2 2 U P U 1 【高中物理】高考必备恒定电流知识点总结一、部分电路欧姆定律、电功和电功率 (一 ) 部分电路欧姆定律 1．电流 (1) 电流的形成：电荷的定向移动就形成电流。 形成电流的条件是： ①要有能自由移动的电荷； ②导体两端存在电压。 (2) 电流强度：通过导体横截面的电量q 跟通过这些电量所用时间t 的比值，叫电流强度。 ①电流强度的定义式为：l=q/t ②电流强度的微观表达式为：I=nqSv n 为导体单位体积内的自由电荷数，q 是自由电荷电量，v 是自由电荷定向移动的速率，S是导体的横截面积。 (3)电流的方向：物理学中规定正电荷的定向移动方向为电流的方向，与负电荷定向移动方向相反。 在外电路中电流由高电势端流向低电势端，在电源内部由电源的负极流向正极。 2．电阻定律 (1) 电阻：导体对电流的阻碍作用就叫电阻，数值上：R=U/I。 (2) 电阻定律：公式：R=ρL/S ，式中的ρ为材料的电阻率，由导体的材料和温度决定。 纯金属的电阻率随温度的升高而增大，某些半导体材料的电阻率随温度的升高而减小，某些合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化。 (3) 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，如锗、硅、砷化镓等。 半导体的特性：光敏特性、热敏特性和掺杂特性，可以分别用于制光敏电阻、热敏电阻及晶体管等。 (4) 超导体：有些物体在温度降低到绝对零度附近时。 电阻会突然减小到无法测量的程度，这种现象叫超导；发生超导现象的物体叫超导体，材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度Tc。 3．部分电路欧姆定律 内容：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比。 公式：I=U/R 适用范围：金属、电解液导电，但不适用于气体导电。 欧姆定律只适用于纯电阻电路，而不适用于非纯电阻电路。 第二章交变电流 第二节交变电流的描述 A级抓基础 1．下列各物理量中，对线圈上产生的交流电动势不产生影响的是() A．匀强磁场的磁感应强度B．线圈的总电阻 C．线圈的转速D．线圈的匝数 解析：E m＝NBSω，e＝E m sin ωt，与B、S、ω、N有关． 答案：B 2．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则以下说法正确的是() 图甲图乙 A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大 C．t＝0.02 s时刻，感应电动势达到最大值 D．该线圈产生的感应电动势的图象如图乙所示 解析：由甲图知t＝0时刻磁通量最大，线圈平面应在中性面位置，A错误；t＝0.01 s时刻，磁通量等于零，但Φ的变化率最大，B 正确；t＝0.02 s时刻，磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，C错误；由甲图知交流电动势的图象应为正弦图象，D错误． 答案：B 3.如图所示，处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度 绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直．在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定a→b→c→d→a方向的感应电流为正方向，则下图能反映线圈感应电流I随时间t变化的图线是() 解析：在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合，即此时磁通量为零，磁通量变化率最大，所以产生的感应电动势最大，故感应电流最大，根据右手定则，可知电流方向为a→b→c→d→a，所以选C. 答案：C 4．(多选)线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为e ＝102sin 20πt (V)，则下列说法正确的是() A．t＝0时，线圈平面位于中性面 B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大 C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大 D．t＝0.4 s时，e达到峰值10 2 V 解析：根据交流电动势的瞬时值表达式可判断题目所给的交流电为正弦式交变电流，当t＝0时，e＝0，所以此时磁通量的变化率为零，导线切割磁感线的有效速度为零，但此时穿过线圈的磁通量最大，线圈平面位于中性面，所以A、B正确，C错误；当t＝0.4 s时，e ＝102sin 20πt (V)＝102sin 8π (V)＝0，所以D错误． 答案：AB 5．(多选)如图所示，形状或转轴位置不同，但面积均为S的单匝线圈处在同一个磁感应强度为B的匀强磁场中，以相同的角速度ω匀速转动，从图示的位置开始计时，则下列说法正确的是() A．感应电动势最大值相同 B．感应电动势瞬时值不同 交变电流、电磁学 第一部分（理论知识点、重点） 一、知识网络 二、重、难点知识归纳 1．交变电流产生 (产生: 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生的 描 述 瞬时值: I=I m sin ωt 峰值:I m = nsB ω/R 有效值:2/m I I = 周期和频率的关系:T=1/f 图像：正弦曲线 电感对交变电流的作用：通直流、阻交流，通低频、阻高频 应用 交变 电流 电容对交变电流的作用：通交流、阻直流，通高频、阻低频 变压器 变流比： 电能的输送 原理：电磁感应 变压比：U 1/U 2=n 1/n 2 只有一个副线圈：I 1/I 2=n 2/n 1 有多个副线圈：I 1n 1= I 2n 2= I 3n 3=…… 功率损失：线损 R ）U P （P 2 = 电压损失：线损R U P U = 远距离输电方式：高压输电 交流。如图（b ）所示。而（a ）、(d)为直流其中（a ）为恒定电流。 （二）、正弦交流的产生及变化规律。 (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=NBS ωsin ωt 。用εm 表示峰值NBS ω则e=εm sin ωt 在纯电阻电路中,电流I= R R e m ε= sin ωt=I m sin ωt ，电压u=U m sin ωt 。 2、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，U m 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：描述交流电做功或热效应的物理量 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= 2m ε I=2 m I U=2m U 。 注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= 2 m ε，U=22m m I I U =的关系，非正弦（或 余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=I m 。 交变电流知识点 一、交变电流的产生 1、原理：电磁感应 2、中性面：线圈平面与磁感线垂直的平面。 3、两个特殊位置的比较 ①线圈平面与中性面重合时（S ⊥B ），磁通量Φ最大，t ??Φ =0，e=0，i=0，感应电流的方向将发生改变。 ②线圈平面平行与磁感线时（S ∥B ），Φ=0， t ??Φ 最大，e 最大，i 最大，电流方向不变。 4、 穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势、感应电流随时间变化的函数关系总是互余的： 函数 图象 注：对中性面的理解 交流电瞬时值表达式的具体形式是由开始计时的时刻和正方向的规定共同决定的。若从中性面开始计时，虽然该时刻穿过线圈的磁通量最大，但线圈两边的运动方向恰与磁场方向平行，不切割磁感线，电动势为零，故其表达式为 ；但若从线圈平面和磁场平行时开始计时， 虽然该时刻穿过线圈的磁通量为零，但由于此时线圈两边的速度方向和磁场方向垂直，电动势最大，故其表达式为 。 例：矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面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，各边切割磁感线的速度为零 答案：CD 【变式训练】一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动过程中，线框中的最大磁通量为m ?，最大感应电动势为m E ，则下列说法中正确的是（ ） A .当穿过线框的磁通量为零时，感应电动势也为零 B .当穿过线框的磁通量减小时，感应电动势在增大 C .当穿过线框的磁通量等于m ?5.0时，感应电动势等于m E 5.0 D .线框转动的角速度m m E ?ω/= 物理科学案 序号18 高二 年级 班 教师 刘冰 学生 第二章 第2节 交变电流的描述 【学习目标】 1、了解交变电流产生的过程，能够写出交变电流的电动势、电流、电压瞬时值表达式； 2、会用图像描述交变电流。 【知识链接】 1、正弦式交变电流的产生：将 置于 中，并绕 的轴做 运动。 2、中性面： （1）线圈平面与磁场 时的位置。 （2）线圈位于中性面时有哪些特点？ 磁通量 ，感应电动势 ，磁通量的变化率 ，感应电流 。 （3）当线圈平面与磁场平行时： 磁通量 ，感应电动势 ，磁通量的变化率 ，感应电流 。 【新知呈现】 一、 用函数表达式描述交变电流 1、 当线圈平面从中性面开始转动： 感应电动势的瞬时值表达式： 感应电流的瞬时值表达式： 外电路电压的瞬时值表达式： 最大感应电动势为： 2、 当线圈平面从垂直于中性面位置开始转动： （1） 初始位置时，ab 边的线速度v 与磁场B 方向间的夹角： （2） 经过时间t 后，线圈转过的角度： （3） 此时，ab 边的线速度v 与磁场B 方向间的夹角： （4） 此时，ab 边产生的感应电动势的大小： （5） 此时，整个线圈产生的感应电动势的大小： （6） 假设线圈匝数为N ，线圈的面积为S ，则线圈产生的感应电动势的大小： （7） 若用m E NBS ω=，则线圈产生的感应电动势的大小： 感应电动势的瞬时值表达式： 感应电流的瞬时值表达式： 外电路电压的瞬时值表达式： 最大感应电动势为： 二、 用图像描述交变电流 1、 当线圈平面从中性面开始转动：（正弦图像） 2、 当线圈平面从垂直于中性面位置开始转动：（余弦图像） 【典例分析】 例1、如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，说法正确的是（ ） 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b a → D 、 线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零 例2、有一匝数为10匝的正方形线圈，边长为20cm ，线框总电阻为1Ω，线框绕OO '轴以20(/)rad s π的角速度匀速转动，如图所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5T 。问： （1） 该线框产生的交变电流的电动势最大值、电流最大值分别是多少？ （2） 线框从图示位置转过600 时，感应电动势的瞬时值是多大？ （3） 写出感应电动势随时间变化的瞬时值表达式。 【针对训练】如图所示，矩形线圈边长为20ab cm =，10bc cm =，匝数N=100匝，磁场的磁感应强度B=0.01T 。当线圈以50/n r s =的转速从图示位置开始逆时针匀速转动时，求： （1） 线圈中交变电动势瞬时值表达式； （2） 从线圈开始转动起，经0.01s 时感应电动势的瞬时值。高中物理交变电流知识点的总结
人教版高中物理选修3-2第五章交变电流知识点总结,期中考前必过一遍!
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18、交变电流的描述
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