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第五章交变电流第5节

第5节电能的输送

1．输电线上的功率损失P ＝________，降低输电损耗的两个途径为： ____________________，____________________.

2．远距离输电基本原理：在发电站内用________变压器______电压，然后进行远距离输电，在用电区域通过______变压器______所需的电压．

3．下列关于电能输送的说法中正确的是( ) A ．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济

B ．减小输电导线上功率损失的惟一办法是采用高压输电

C ．减小输电导线上电压损失的惟一方法是增大输电线的横截面积

D ．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率大小、距离远近、技术和经济条件等

4．输电导线的电阻为R ，输送电功率为P.现分别用U 1和U 2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为( )

A ．U 1∶U 2

B ．U 21∶U 2

C ．U 22∶U 2

1 D ．U 2∶U 1 5．如图1所示为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是( )

图1

A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失

B ．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗

C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小

D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好

【概念规律练】

知识点一线路损耗问题

1．发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电线电阻为R ，通过导线的电流为I ，学校输入电压为U 2，下列计算输电线损耗的式子中，正确的是( )

A .U 21

R B .(U 1－U 2)2R

C ．I 2R

D ．I(U 1－U 2)

2．某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P 0，输电电压为U ，输电导线的总电阻为R.则下列说法正确的是( )

A ．输电线上的电流I ＝U

B ．输电线上的电流I ＝P 0

C ．输电线上损失的功率P ＝(P 0

U )2R

D ．输电线上损失的功率P ＝U 2

知识点二远距离输电线路中各物理量的关系

3．一台发电机最大输出功率为4 000 kW ，电压为4 000 V ，经变压器T 1升压后向远方

输电．输电线路总电阻R ＝1 kΩ.到目的地经变压器T 2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V ，60 W )．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T 1和T 2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( )

A ．T 1原、副线圈电流分别为103 A 和20 A

B ．T 2原、副线圈电压分别为1.8×105 V 和220 V

C ．T 1和T 2的变压比分别为1∶50和40∶1

D ．有6×104盏灯泡(220 V ,60 W )正常发光

4．某小型水电站的电能输送示意图如图2所示，发电机的输出电压为200 V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为n 1、n 2，降压变压器原副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则( )

图2

A .n 2n 1>n 3n 4

B .n 2n 1

C ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压

D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率【方法技巧练】

关于远距离输电问题的分析方法

5．发电机的端电压220 V ，输出电功率44 kW ，输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用初、次级匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户，则

(1)画出全过程的线路示意图； (2)求用户得到的电压和功率；

(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率．

6．在远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S ，总长度为L ，输电线损失的电功率为P ′，用户得到的电功率为P 用，则下列关系式正确的是( )

A ．P ′＝U 2S ρL

B ．P ′＝P 2ρL

U 2S

C ．P 用＝P －U 2S ρL

D ．P 用＝P(1－PρL

U 2S )

1．远距离输送交流电都采用高压输电．我国正在研究用比330 kV 高得多的电压进行输电．采用高压输电的优点是( )

A ．可节省输电线的材料

B ．可根据需要调节交流电的频率

C ．可减小输电线上的能量损失

D ．可加快输电的速度

2．在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么( ) A ．输电线路上损失的电压与输送电流成正比

B ．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大

C ．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比

D ．输电线路上损失的功率跟输电线上电流成正比

3．某用电器离供电电源的距离为L ，线路上的电流为I ，若要求线路上的电压降不超过U ，已知输电线的电阻率为ρ，该输电线的横截面积最小值是( )

A .ρL R

B .2ρLI U

C .U ρLI

D .2UL Iρ

4．在远距离输电时，若输送的功率不变，使输出电压升高为原来的n 倍，则输电线路上因电阻而产生的电能损失将变为原来的( )

A ．n 2倍

B ．n 倍

C .1n 2

D .1

5．在如图3所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )

图3

A ．升压变压器的输出电压增大

B ．降压变压器的输出电压增大

C ．输电线上损耗的功率增大

D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大

6．某农村水力发电站的发电机输出电压稳定，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器．降低电压后，再用线路接到各用户，设两变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率增加，这时( )

A ．升压变压器的副线圈的电压变大

B ．高压输电线路的电压损失变大

C ．降压变压器的副线圈上的电压变大

D ．降压变压器的副线圈上的电压变小

7．某发电站用11 kV 交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R.现若用变压器将电压升高到220 kV 送电，下面哪个选项正确( )

A ．因I ＝U

R ，所以输电线上的电流增为原来的20倍

B ．因I ＝P U ，所以输电线上的电流减为原来的1

C ．因P ＝U

，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍

D ．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的1

阻为1 Ω，求输电线上损失的电功率和用户得到的功率分别是________，________.

9．水电站给远处山村送电的输出功率100 kW ，用2 000 V 的电压输电，线路上损失的功率是2.5×104 W ，如果用20 000 V 的高压输电，线路上损失的功率为________W .

10．对某一输电线路，线路架设情况已确定，现要求输送一定的电功率P ，若输电线上损失的功率占输送功率P 的百分比用η表示，输电线路总电阻用r 表示，输电电压用U 表示，则η、P 、U 、r 间满足什么关系？从中你能得出什么结论？

11.某发电站的输出功率为104kW，输出电压为4 kV，通过理想变压器升压后向80 km 远处用户供电．已知输电导线的电阻率为ρ＝2.4×10－8Ω·m，导线横截面积为1.5×10－4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：

(1)升压变压器的输出电压；

(2)输电线路上的电压损失．

12．有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图4所示，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻R＝4 Ω，全校共22个班，每班有“220 V,40 W”的电灯6盏，若要保证电灯全部正常发光，求：

图4

(1)发电机输出功率；

(2)发电机电动势；

(3)输电效率；

(4)若使用灯数减半且正常发光，发电机输出功率是否减半．

第5节电能的输送答案

课前预习练

1．I 2r 减小输电导线的电阻减小输电导线中的电流 2．升压升高降压降到 3．AD

4．C [由P ＝UI ，P 损＝I 2

R 可得P 损＝P 2R U

2，所以输电线上损失的功率与输送电压的平

方成反比，C 项正确．]

5．ABD [导线的横截面积越大，导线的电阻越小，电能损失就越小，A 对；在输送功

率一定的前提下，提高输送电压U ，由I ＝P

知，能减小电流I ，从而减小发热损耗，B 对；

若输送电压一定，由I ＝P

知，输送的电功率P 越大，I 越大，发热损耗就越多，C 错；高压

输电时要综合考虑材料成本、技术、经济性等各种因素，不是电压越高越好，D 对．]

课堂探究练

1．BCD [输电线的损耗P 损＝I 2

R 线＝U 2线R 线

＝IU 线

其中U 线＝U 1－U 2，故B 、C 、D 正确．]

点评计算功率损失常用公式P 损＝I 2

线R 线和P 损＝U 2线R 线，特别在利用P 损＝U 2线R 线

时要注意U

线是R 线上的电压．

2．BC [输电线上的电流I 线＝P 0U ＝U 线

故A 错误，B 正确；输电线上的功率损失P ＝I 2线

R ＝(P 0U )2R ＝U 2线

，故C 正确，D 错误．]

点评由功率损失P ＝(P 输

U 输

)2R 线知：当输送功率P 输一定时减少输电线上功率损失的方

法为提高输电电压或减小输电导线的电阻．

3．ABD [输电线上消耗的功率P 线＝I 22R ＝400 kW ，则I 2

＝P 线

＝20 A ，又P 1＝U 1I 1，则I 1＝P 1U 1＝103 A ，故A 正确；T 1的变压比U 1U 2＝I 2I 1＝1

50，又P ＝U 1I 1＝U 2I 2，得U 2＝2×105 V ，

输电线上损失电压U 线＝I 2R ＝2×104 V ，则T 2原线圈的输入电压U 3＝U 2－U 线＝1.8×105 V ，

又灯泡正常发光，T 2的副线圈的电压为220 V ，B 正确；T 2的变压比U 3U 4＝1.8×105

220＝9 000

，

C 错误；根据U 3I 2＝60n ，解得n ＝6×104，

D 正确．]

点评远距离输电线路图如下

各物理量有下列关系

①电压关系：U 发＝U 1，U 1U 2＝n 1n 2，U 2＝U 3＋U 损，U 3U 4＝n 3

n 4

，U 4＝U 用；

②电流关系：n 1I 1＝n 2I 2，I 2＝I 线＝I 3，n 3I 3＝n 4I 4；

③功率关系：P 发＝P 1＝P 2，P 2＝P 3＋P 损，P 3＝P 4＝P 用，

P 损＝I 2R 线，P 损＝????P U 22

R 线，P 损＝IU 损．

4．AD [由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入

功率．P 出－P 损＝P 入，故D 正确.U 2U 1＝n 2n 1，U 3U 4＝n 3

n 4

，因为U 1＝200 VU 3＝

U 2－U 线，故n 2n 1>n 3

n 4

，选项A 正确．]

点评在理解电压关系时，可把输电线路理解为三个闭合回路．如图

第一个回路发电机是电源，升压变压器的原线圈是用电器，若输电线电阻忽略则有U 发

＝U 1；第二个回路升压变压器副线圈是电源，降压变压器的原线圈为用电器，则有U 2＝U 线＋U 3；第三个回路降压变压器副线圈为电源，用户为用电器，若输电线电阻忽略则有U 4＝U 用．

5．(1)见解析 (2)219.6 V 4.392×104 W (3)180 V 3.6×104 W

解析 (1)示意图如下图所示

(2)升压变压器次级的输出电压

U 2＝n 2n 1U 1＝10

×220 V ＝2 200 V

据升压变压器输出电功率等于输入电功率知，升压变压器次级输出电流

I 2＝P U 2＝44×103

2 200

A ＝20 A

输电线路上的电压损失和功率损失分别为 U R ＝I 2R ＝20×0.2 V ＝4 V

P R ＝I 22R ＝202

×0.2 W ＝80 W

加到降压变压器初级上的输入电流和电压为 I 3＝I 2＝20 A

U 3＝U 2－U R ＝2 200 V －4 V ＝2 196 V 降压变压器次级的输出电压和电流为

U 4＝n 4n 3·U 3＝110×2 196 V ＝219.6 V

I 4＝n 3n 4·I 3

＝10×20 A ＝200 A

用户得到的功率为

P 4＝I 4U 4＝200×219.6 W ＝4.392×104 W

(3)若不采用高压输电，用220 V 低压直接供电时，电路如下图所示，则输电电流I ＝

U 1

＝44×103220

A ＝200 A ，输电线路上的电压损失

U R ′＝IR ＝200×0.2 V ＝40 V 所以用户得到的电压为

U 4′＝U 1－U R ′＝220 V －40 V ＝180 V

用户得到的功率为P 4′＝IU 4′＝200×180 W ＝3.6×104 W

方法总结 (1)求解远距离输电的关键是熟悉输电线路图，并画出示意图，把需要的物

理量都标在图中的相应位置上．

(2)分别在“三个回路”以及“两个变压器”上找各物理量的关系，特别注意以升压变压器的副线圈、输电线、降压变压器的原线圈组成的回路，在此回路中利用电路知识分析电压关系和功率关系．

6．BD [输电线电阻R ＝ρL S ，输电电流I ＝P

故输电线上损失的电功率为P ′＝I 2R ＝????P U 2ρL S ＝P 2ρL U 2S

用户得到的电功率为P 用＝P －P ′＝P ???

?1－PρL

U 2S .故B 、D 正确．] 方法总结在远距离输电问题中，也要时刻注意能量守恒这一线索，即发电机的总功率应等于线路上损失的热功率和用户得到的功率之和(在不考虑变压器自身的能量损失的条件下)．

课后巩固练

1．AC [远距离输电，往往输送电功率一定，根据P ＝UI ，输送电压U 越高，则输送

电流I ＝P

越小，据P 线＝I 2r 可知，当要求在输电线能量损耗一定的情况下，输电线电阻可

略大，导线可做得细一些或选择电阻率大的材料(非铜材)；若输电线确定，即r 确定，则可减小线路上的能量损耗，故A 、C 项正确；而交流电的频率是一定的，不随输送电压的改变而改变，输电的速度就是电磁波的传播速度，也一定，故B 、D 项不正确．]

2．AC [U 损＝IR 线，所以R 线一定时，U 损与I 成正比，A 正确．U 损＝I ·R 线＝P 输

U 输

·R 线，

所以P 输、R 线一定时，U 损与U 输成反比，B 错误．P 损＝I 2R 线＝? ??

??P 输U 输2R 线，所以P 输、R 线一定时，P 损与U 输的平方成反比，C 正确．P 损＝I 2R 线，所以P 损与I 2成正比，D 错误．]

3．B [由欧姆定律有R ＝U I ，由电阻定律有R ＝ρ2L S ，由以上两式解得：S ＝2ρLI

]

4．C [根据输电线上的功率损失的表达式：P 损＝I 2R ＝(P

)2R ，电压升高为原来的n 倍，

则功率损失为原来的1

2.]

5．CD [对升压(或降压)变压器而言，由变压器电压比U 1∶U 2＝n 1∶n 2知，输入电压不变，线圈匝数不变，输出电压不变，故A 选项不正确；由P ＝UI 知，U 不变，P 增大，故I 增大，使得输电线上的电压损耗U 损＝I 2R 线增大，功率损耗P 损＝I 22R 线增大，所以降压变压器上的输入电压减小，输出电压减小，所以B 不正确，C 正确；因为输电线上损耗的

功率占总功率的比例为P 损P 1＝I 2

2R 线P 1＝????P 1U 1·n 1n 22R 线P 1＝P 1n 21R 线

U 21n 22

∝P 1，所以随发电厂输出功率变大，

该值变大，D 正确．]

6．BD [变压器的输入功率、输入电流的大小是由负载消耗的功率大小决定的，用电高峰期，白炽灯不够亮，消耗功率增大，输电线中的电流增大，线上电压增加，B 正确．发电机输出电压稳定，升压变压器的副线圈的电压不变，降压变压器的输出电压由升压变压器副线圈的电压与线上损耗电压之差决定，D 正确．]

7．BD [选项A 中，I 是输电线中的电流，R 是输电线的电阻，但是U 不是输电线上

损失的电压，而是总的输送电压(是输电线和负载上电压之和)，所以不能用I ＝U

计算输电线

中的电流，在运用欧姆定律时，I 、R 、U 应该对应于同一部分导体．

因为输送的功率一定，由I ＝P

可知，当输送的电压增为原来的20倍时，电流减为原来

的1

，选项B 正确．

选项C 中，R 是输电线的电阻，而U 是总的输送电压，R 与U 又不对应，所以P ＝U 2

是

错误的．

输电线上损失的功率一般用P 损＝I 2R 计算，从选项B 中已经知道电流减为了原来的1

若P 损不变，则输电线的电阻可增为原来的400倍，根据R ＝ρL

，在电阻率、长度不变的条

件下，那么导线的横截面积可减小为原来的1400，即导线的直径减为原来的1

，所以选项D

是正确的．]

8．3.9 kW 21.1 kW

解析由P ＝IU ，可求出输电线中的电流为I 线＝P U ＝25 000

400

A ＝62.5 A ，输电线上损失

的功率为P 损＝I 2线R 线＝62.52

×1 W ＝3 906.25 W ≈3.9 kW ，用户得到的功率为P 用＝25 kW －3.9 kW ＝21.1 kW ，即输电线上损失的功率约为3.9 kW ，用户得到的电功率约为21.1 kW

9．250

解析线路上损失的功率P 损＝I 2R 线，又I ＝P

所以P 损＝????P U 2

R 线，代入数据，解得R 线＝10 Ω，当用20 000 V 的高压输电时，P 损′＝???

U ′2R 线＝250 W. 10．见解析

解析输电线路上损失的功率P 损＝ηP ＝I 2r 又P ＝UI

联立以上两式可得：ηP ＝????P U 2r ，即ηU 2＝Pr ，当P 、r 确定时，有ηU 2

＝定值，所以要减小η，必须提高输电电压U .

11．(1)8×104 V (2)3.2×103 V 解析 (1)导线电阻

r ＝ρ2l S ＝2.4×10－8×2×80×103

1.5×10－

Ω＝25.6 Ω 输电线路损失功率为输出功率的4%，则 4%P ＝I 2r ，代入数据得：I ＝125 A 由理想变压器P 入＝P 出及P ＝UI 得：

输出电压U ＝P I ＝107

125

V ＝8×104 V

(2)输电线路上电压损失

U ′＝Ir ＝125×25.6 V ＝3.2×103 V

12．(1)5 424 W (2)250 V (3)97% (4)减少大于一半解析由于发电机至升压变压器、降压变压器至学校距离较短，不必考虑这两部分输电导线上的功率损耗，发电机的电动势E ，一部分降在电源内阻上，另一部分为发电机的路端电压U 1，升压变压器副线圈电压U 2的一部分降在输电线上，其余的就是降压变压器原线圈电压U 3，而U 4应为灯的额定电压U 额．

(1)对降压变压器：P 3＝P 4＝U 4I 4＝nP 灯＝22×6×40 W ＝5 280 W

而U 3＝4

U 4＝880 V

所以I 3＝nP 灯U 3＝5 280

880

A ＝6 A

对升压变压器：U 1I 1＝U 2I 2＝I 2线R ＋U 3I 3＝I 23R ＋P 3＝62

×4 W ＋5 280 W ＝5 424 W 所以，发电机的输出功率P 出＝5 424 W

(2)因为U 2＝U 3＋I 线R ＝U 3＋I 3R ＝880 V ＋6×4 V ＝904 V

所以U 1＝14U 2＝1

×904 V ＝226 V

又U 1I 1＝U 2I 2

所以I 1＝U 2I 2

U 1

＝4I 2＝4I 3＝24 A

故E ＝U 1＋I 1r ＝226 V ＋24×1 V ＝250 V

(3)η＝P 3P 2×100%＝5 2805 424×100%＝97%

(4)电灯减少一半时

n ′P 灯＝2 640 W ，I 3＝n ′P 灯U 3＝2 640

880

A ＝3 A

所以P 出＝n ′P 灯＋I 23R ＝2 640 W ＋32

×4 W ＝2 676 W ．发电机输出功率减少一半还要

多，因输电线上的电流减少一半，输电线上电功率的损失减少到原来的1

人教版高二物理选修3-2第五章5.1交流电(二)同步练习(word 无答案)

第五章交流电第一节交流电（二） (总分：100分时间：30分钟) 必做题体会和积累 1．矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动．线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图1所示．下面说法中正确的是() 图1 A．t1时刻通过线圈的磁通量为零 B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D．每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大 2．一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的变化图象如图2所示，则下列说法中，正确的是() 图2 A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大 C．t＝0.02 s时刻，线圈中有最大感应电动势 D．t＝0.03 s时刻，线圈中有最大感应电流 3．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是() 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 ．线圈每转动一圈，感应电流方向就改变一次 C ．线圈每平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次 D ．线圈每转动一圈，感应电动势和感应电流方向都要改变一次 4．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 5．交流发电机在工作时的电动势为e ＝E m sin ωt ，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为( ) A ．E m sin ωt 2 B ．2E m sin ωt 2 C ．E m sin 2ωt D ．2 E m sin 2ωt 6．一闭合矩形线圈abcd 绕垂直于磁感线的固定轴OO ′匀速转动，线圈平面位于如图3甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t 的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是( ) 图3 A ．t 1、t 3时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B ．t 1、t 3时刻线圈中感应电流方向改变 C ．t 2、t 4时刻线圈中磁通量最大 D ．t 2、t 4时刻线圈中感应电动势最小 7．如图4所示，一正方形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动．沿着OO ′观察，线圈沿逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B ，线圈匝数为n ，边长为l ，电阻为R ，转动的角速度为ω，则当线圈

交变电流的产生和描述(含答案)

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

第五章第一节交变电流

交变电流第一节交变电流［学习目标］1.会观察电流(或电压)的波形图，理解交变电流和直流的概念. 2.理解交变电流的产生过程，会分析电动势和电流方向的变化规律. 3.知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的瞬时值、峰值的物理含义. 侦习导学新知探究［学生用书P 40］一、交变电流和交变电流的产生 (阅读教材第31页第1段至第32页第3段) 1. 交变电流 (1) 交变电流的定义：大小和方向都随时间周期性变化的电流，简称交流 . (2) 直流：方向不随时间变化的电流. 2. 交变电流的产生 (1) 典型模型在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是交变电流. 如图所示. (2)中性面：线圈在磁场中转动过程中，线圈平面与磁场垂直时所在的平面. I 拓展延伸？ -------------------------------------- (解疑难) △① 1. 中性面的特点：磁通量 ①最大，磁通量的变化率 W = 0,瞬时感应电动势时感应电流i= 0，电流的方向将发生改变. 2. 垂直中性面的垂面特点：磁通量 ①二0，磁通量的变化率瞬时感应电流最大. 更抄1.(1)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流. (2) 当线圈中的磁通量最大时，产生的电流也最大. (3) 当线圈平面与磁场垂直时，线圈中没有电流. 提示：(1)X (2) X (3) V 二、交变电流的变化规律 (阅读教材第32页第4段至第33页第1段) 第五章交变电流第五章梳理基础释疑解难实验装置 e= 0,瞬晋最大，瞬时感应电动势、

1. 正弦式交变电流的定义：按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流，简称正弦式电流. 2. 正弦式交变电流的表达式瞬时电动势：e= E m sin o t 瞬时电压：u = U m sin o t 瞬时电流：i = I m sin o t 式中E m 、U m 、I m 分别表示电动势、电压、电流的峰彳 _______ I 拓展延伸？ -------------------------------------- （解疑难） 1?峰值表达式 E m = NBSo = N ① m O E m I m =RTr. 2. 从两个特殊位置开始计时瞬时值的表达式亟‘抄2.（1）在匀强磁场中线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中，某些特殊时段, 可能感应电动势和磁通量同时变大. （） ⑵表达式为e= E m Sin wt 勺交变电流为正弦式交变电流，表达式为e= E m Sin o t 的交变电流也是正弦式交变电流. （）（3）线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中产生了正弦交变电流，峰值越大，则瞬时值也越大.（）提示：（1）X （2） V （3） X 多维谦?准題细通羌交变电流的产生过程 [学生用书P 41] 本类问题主要从中性面和它的垂直面两个位置的磁通量、势大小和感应电流的方向等几个方面进行考查. （自选例题，启迪思维） 1. 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, 正确的是（）磁通量的变化率、感应电动下列说法

新人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》精品教案.doc

新人教版高中物理选修第五章《交变电流》精品教课5.交变电课新授课1 教学目的（一）知识与技能 1．使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。 2．掌握交变电流的变化规律及表示方法。 3．理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。（二）过程与方法 1．掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。 2．培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。3．培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。（三）情感、态度与价值观培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。重难点教学重点交变电流产生的物理过程的分析。 ★教学难点交变电流的变化规律及应用。教学方法通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验

教学过程教师活动学生活动【预习导引】 1.恒定电流的定义是什么？直流电的定义是什么？ 2.我们根据什么来定义直流电和恒定电流的？【新课教学】一、交变电流 1.定义： 2.试讨论交变电流与恒定电流和直流电的区别是什么？

二、交变电流的产生右图为交流电发电机的示意图，线圈所在磁场为匀强磁场，设矩形线圈ABCD以角速度ω绕oo' 轴、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针方向转动． 1．开始时，线圈是否切割磁感线？线圈中感应电动势为多大？此时磁通量多大？方向怎样？ 2.经过时间t线圈转过的角度为多大？，此时ab边的线速度v方向跟磁感线方向夹角为多大，设ab边的长度为l，bd边的长度为l'，线圈中感应电动势怎么计算？电流方向怎样判断？此时磁通量多大？方向怎样？学生思考预习引导的两个问题？（3分钟）教师指导学生阅读课本完成1、2两题（4分钟）学生思考并讨论右侧的四个问题（10分钟）

第一节交变电流

高中人教版物理第一节交变电流教学目标： 1．理解交变电流的产生原理 2．掌握交变电流的变化规律及表示方法 3．理解交流电的瞬时值，最大值及中性面的概念 4．培养观察能力、空间想象能力以及立体图转化为平面图形的能力教学重点：交变电流产生的物理过程分析教学难点：交变电流的变化规律及应用教学方法：启发引导讲授教学用具：发动机模型教学过程：（一）引入新课（二）新课教学 1.交变电流恒定电流：大小和方向都不随时间而改变的电流。交变电流：方向随时间周期性变化的电流。与直流电相比，交流电有许多优点，如：可以利用变压器升高或降低电压，利于长途传输；可以驱动结构简单，运行可靠的感应电动机。 2.交变电流的产生演示实验：手摇发电机使小灯泡发亮课件观察交变电流的产生。

结论：（1）．线圈转动过程中电流的大小做周期性变化，中性面位置（B ⊥S ）最小，与中性面垂直的位置（B ∥S ）最大。（2）．线圈每经中性面一次，感应电流方向改变一次，线圈转动一周，感应电流方向改变两次。 3.交变电流的变化规律设线圈从中性面以角速度ω开始转动，经时间t ，线圈转过θ=ωt ，此时V 与B 夹角也为θ，令ab=dc=L ，ad=bc=L ′，则线圈面积S=LL ′。此时，ab 与dc 边产生的电动势大小均为BLVSin ωt ，整个线圈中产生的瞬时电动势大小为：e=2BLVSin ωt ，又V=2 L ω'，有： 22L e BL sin t B Ssin t ωωωω'=?= 令E m =B ωS 有：sin m e E t ω=sin m e E t ω=（E m 为最大值）若电路总电阻为R ，则瞬时电流为： m sin I sin m E e i t t R R ωω=== 同理可得电路的某段电压的瞬时值。 sin m u U t ω= 结论：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电流是按正弦规律变化的，这种交变电流叫正弦交流电。 4.交变电流的图象（1）．正弦交流电图象（可用示波器观察到）

交变电流的产生和变化规律

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

【最新版】2014年秋高中物理 5.1 交变电流教案新人教版选修3-2

5.1交变电流一．教学设计：对于交变电流的产生，课本采取由感性到理性，由定性到定量，逐步深入的讲述方法．为了有利于学生理解和掌握，教学中要尽可能用示波器或模型配合讲解．教学中应注意让学生观察教材中的线圈通过4个特殊位置时电表指针的变化情况，分析电动势和电流方向的变化，使学生对线圈转动一周中电动势和电流的变化有比较清楚的了解．有条件的，还可以要求学生运用已学过的知识，自己进行分析和判断．要让学生明白交变电流、正弦电流、中性面、瞬时回值、最大值的准确含义；用图像表示交变电流的变化规律，是一种重要方法，它形象、直观、学生易于接受．要注意在学生已有的图像知识的基础上，较好地掌握这种表述方法．二．教学目标： 1．知识与技能（1）使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。（2）掌握交变电流的变化规律及表示方法。（3）理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。 2．过程与方法（1）掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。（2）培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。（3）培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。 3．情感、态度与价值观通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性。三．教学重点、难点： 1．重点：交变电流产生的物理过程的分析。 2．难点：交变电流的变化规律及应用。四．教学方法：演示法、分析法、归纳法。教具：手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、示教用大的电流表五．教学过程： 1．引入新课出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造。演示：将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路。当线框快速转动时，观察到什么现象? 这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫做交变电流。 2．进行新课（1）交变电流的产生为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？多媒体课件打出右图。当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线? ab 与cd。当ab边向右、cd边向左运动时，线圈中感应电流的方向沿着a→b→c→d→a方向流动的。

(新课标)高中物理第五章交变电流课时作业9(含解析)选修32

（新课标）高中物理第五章交变电流课时作业9（含解析）选修 32 课时作业(九) 一、单项选择题 1．电容对交变电流的影响，以下说法中正确的是( ) A．电容对交变电流没有阻碍作用 B．电容器的电容越大，电容器对交变电流的阻碍作用就越大 C．电容的容抗越小，电容对交变电流的阻碍作用就越小 D．电容器具有“通直流、隔交流、通低频、阻高频”的作用解析交流电能通过电容器，但由于电容器对交流电也有阻碍作用，容抗即反应电容对交流电阻碍作用的物理量，故A项错误；电容器的电容越大，交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小，容抗越小，故B项错误；容抗越小，电容器对交变电流的阻碍作用越小，故C项正确；电容对电流的影响可概括为“隔直流、通交流、通高频，阻低频”，故D错误．故选C项．答案 C 2．(2017·南沙区校级月考)如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡．当接线柱 a，b接电压为U的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，甲灯均能正常发光，乙灯均不亮；当a，b接电压的有效值为U的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光．关于与甲灯串联的元件x和与乙灯串联的元件y，下列判断正确的是( ) A．x可能是电感线圈，y可能是电容器 B．x可能是电容器，y可能是电感线圈 C．x可能是二极管，y可能是电容器 D．x可能是电感线圈，y可能是二极管解析接线柱a、b接电压为U的直流电源时，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮，说明y为电容器；当a、b接电压的有效值为U的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，说明x为电感线圈，A项正确．答案 A 3.用电压表检查如图中的故障，测量U ad＝5.0 V，U ab＝0，U bc＝5.0 V，U cd ＝0.则电路故障可能是( ) A．滑动变阻器R1断路B．电容器C被击穿

交变电流的产生和描述

[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

高中物理人教版选修3-2教案设计 5.1《交变电流》

交变电流教学目标 1. 知识与技能 (1)使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面． (2)掌握交变电流的变化规律及表示方法． (3)理解交变电流的瞬时值和峰值及中性面的准确含义． 2. 过程与方法 (1)掌握描述物理量的三种基本方法(文字法、公式法、图象法)． (2)培养学生的观察能力、空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力． (3)培养学生运用数学知识解决物理问题的能力． 3. 情感、态度与价值观通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性．教学重难点 1．交变电流产生的物理过程分析． 2．交变电流的变化规律及应用．教学准备手摇发电机、小灯泡、示教电流表、电压传感器(或电流传感器)、学生电源、多媒体课件等．引入新课【演示实验】把两个发光颜色不同的发光二极管并联，注意使两者正负极的方向不同，然后连接到教学用发电机的两端．转动手柄，两个磁极之间的线圈转动．观察发光二极管的发光情况．提出问题：实验现象说明了什么？思路点拨：观察到的实验现象是两个发光二极管交替发光．手摇发电机的手柄带动发电机的线圈转动，线圈在磁场中的磁通量变化情况不同，产生的感应电流的大小、方向发生变化，由于发光二极管并联在一起，但是正负极的方向不同，导致它们不会同时发光．我们把这种方向随时间做周期性变化的电流称为交变电流，简称交流．现代生产和生活中大都使用交变电流．今天我们学习交变电流的产生和变化规律．

新课教学 (一)交变电流【自主学习】引导学生阅读课本P31“交变电流”的内容，学习交变电流的相关知识． 1．交变电流：方向随时间周期性变化的电流叫做交变电流． 2．直流：方向不随时间变化的电流． 3．恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流． 4．交变电流经过电子电路的处理，也能变成直流．【演示实验】用示波器演示直流和交变电流随时间变化的图象．【反馈练习】在如图所示的几种电流随时间变化的图象中，属于直流电的是________，属于交变电流的是__________．答案：1、23、4、5、6 (二)交变电流的产生【课件展示】利用多媒体课件展示交流发电机的示意图，并设置以下问题．

第五章交变电流1.交变电流导学案

交变电流导学案教学目标： 1．会观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流、直流的概念 2．分析线圈转动一周中电动势和电流方向的变化，能对交变电流的产生有比较清楚的了解，具有运用基本原理解决新情境下问题的能力。 3．知道交变电流的变化规律即表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理意义。教学重点：交变电流的产生及表达式的推导教学难点：交变电流的产生及推导学生自主学习： 1．交变电流的产生和变化规律 ________和________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流 ________不随时间变化的电流称为直流。大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流 2．中性面：_______________________________ 磁通量______ ，磁通量的变化量______ 磁通量的变化率______特点感应电动势 e＝________，_______感应电流感应电流方向________，线圈转动一周，感应电流方向改变______次 3.正弦式电流的产生和变化规律（1）产生考虑下面几个问题： 1.图中在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动 2.在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动 3.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的电流最大 4.大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E经负载流向F的电流为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。

（2）变化规律根据图回答下面几个问题： ①线圈与中性面的夹角是多少 ②ab 边速度多大 ③ab 边速度方向与磁场方向夹角多大 ④ab 边产生感应电动势多大 ⑤线圈中感应电动势多大（1）函数形式：N 匝面积为S 的线圈绕垂直磁场平行线圈平面的轴以角速度ω转动，从中性面开始计时，则电压t NBS e ωωsin =，（m ε=ωNBS ） t e m ωεsin =，电流t I t R R e i m m ωωεsin sin === 电压u=IR=I m Rsin wt 从与中性垂直位置开始计时：（写出对应的表达式）（2）图象：正弦式图像：锯齿形扫描电压波形：矩形脉冲波形：例1 矩形线圈abcd 的边长ab=cd =40cm,bc =da =30cm,共有200匝，以300r/min 的转速在磁感强度为的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴 OO ′匀速转动,在t =0时刻处于图所示位置.此线圈产生的感应电动势最大值E m = Ｖ，有效值为E ＝____Ｖ，再转过 °出现第一次中性面。例2 如图所示的100匝矩形线框绕OO ′轴匀速转动，转速为120r/min 。ab=cd=0.2m ，ad=bc=0.1m ，磁感应强度B ＝1T ，试求：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值是多少（2）感应电动势的瞬时表达式；课后巩固练习 O ′ O c d b a B

物理选修3-2《第五章交变电流》知识点总结

物理选修3-2《第五章交变电流》知识点总结 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

1．交变电流与直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;符号为AC。大小和方向都不随时间变化的电流叫做直流；符号为DC。 2-1．正弦交流电的产生闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈中产生的是正弦交流电。正弦式交变电流:随时间按正弦规律变化的交变电流。正弦式交变电流的图像可以是正弦图像，也可以是余弦图像。产生条件：a.线圈处在匀强磁场中； b.线圈绕垂直于磁场的轴转动； c.线圈匀速转动。 2-2.对交流有阻碍的元器件电阻电感器：感抗与线圈的自感系数, 交流的频率有关。电容器：容抗与电容器的电容,交流的频率有关。 3．中性面线圈与磁感线垂直的面。 4．正弦交流电的规律 N匝面积为S 的线圈以角速度ω在磁感应强度为B的磁场中匀速转动，从中性面开始计时，电动势的函数形式为E=NBSω·sinωt；线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，变化率为零，感应电动势为零；线圈与中性面垂直时，磁通量为零，变化率最大，感应电动势最大；线圈转一周经过中性面两次，电流方向变化两次。 5．正弦交流电的一些物理量

6．感抗电感对交流电阻碍作用的大小；与线圈的自感系数和交流电的频率成正比；电感通直流、阻交流、通低频、阻高频。 7．容抗电容对交流电阻碍作用的大小；与电容器的电容、交流电的频率成反比；隔直流、通交流、阻低频、通高频。 8．变压器由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成；通过电磁感应原理改变交流电压。 9．理想变压器原理：互感现象。不计热量损失，输入功率和输出功率相等的变压器；高中阶段主要研究理想变压器；U1/n1=U2/n2。 10．常用变压器自耦变压器；电压互感器；电流互感器。 11．高压输电减少电能损失；损失功率P=I2r=P2r/U2。

高中物理人教版选修3选修3-2第五章第1节交变电流D卷(练习)

高中物理人教版选修3选修3-2第五章第1节交变电流D卷(练习) 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共5题；共10分) 1. （2分） (2017高二上·大连期末) 如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方法的交变电流与时间的变化关系，若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲：W 乙为（） A . 1： B . 1：3 C . 1：2 D . 1：6 2. （2分） (2018高二下·昌宁期中) 如图所示，为一正弦交流电通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是（） A . 这也是一种交流电 B . 电流的变化周期是0.01 s C . 电流的有效值是1 A D . 电流通过100 Ω的电阻时，1 s内产生的热量为200 J 3. （2分）电阻为10Ω的单匝矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化规

律为φ=5sin10t（Wb），线圈中产生的电流随时间的变化规律为（） A . i=50sin10t（A） B . i=50cos10t（A） C . i=5sin10t（A） D . i=5cos10t（A） 4. （2分） (2017高二下·莆田期中) 三个相同的电阻，分别通过如图甲、乙、丙所示的交变电流，三个图中的I0和周期T相同．下列说法中正确的是（） A . 在相同时间内三个电阻发热量相等 B . 在相同时间内，甲、乙发热量相等，是丙发热量的2倍 C . 在相同时间内，甲、丙发热量相等，是乙发热量的 D . 在相同时间内，乙发热量最大，甲次之，丙的发热量最小 5. （2分）普通家庭在家用电器的选购上，基本上要考虑以下的原则 ①选购产品的功能 ②与家居适应的技术参数、外形结构、产品质量和售后服务以及品牌 ③选购产品越先进越好，价格越昂贵越好，设计越时尚越好 ④为了环保，冰箱应选无氟电冰箱，照明用具尽量选用发光效率高的节能光源 A . ①② B . ②④ C . ②③④

人教版高中物理选修3-2第五章交变电流教案

专题：交变电流姚桂元【教材分析】这一章是《高中物理选修3-2》第五章，讲述的是交变电流知识，它是第四章“电磁感应”知识的具体应用。本章也是《高中物理选修3-1》第二章“恒定电流”内容的进一步扩展。通过这一章的学习使学生了解到，不仅有恒定电流，还有大小和方向都发生变化的交变电流。交变电流与恒定电流有相似的地方，也有自己特殊的规律。【学情分析】根据学生认知规律，高中学生的认知特点：对相似知识点的理解不很清楚，容易混淆。对于多变量，多过程，动态变化的问题，学生一时很难统筹全局，在处理此类问题的时候，往往出现顾此失彼的现象。为了帮助学生克服以上困难，本节复习课从学生角度出发，设计很多帮助学生理解知识的解题技巧，提高学生学习效率。【教学目标】 1、通过引导学生，逐步唤醒学生对交变电流的基本知识的回忆； 2、通过复习，进一步解决学生在新授课时出现的问题：（1）图像题求解的技巧和方法；（2）区别交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的使用方法；（3）变压器的动态变化分析和电能输送中的能量守恒。【重点难点】 1、区别交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的使用方法； 2、变压器的动态变化分析和电能输送中的能量守恒【教学进程】一、交变电流的描述 1、交变电流的特点学生总结：交流电的图像分布在t轴两侧，直流电的图像分布在t轴的同侧。【课堂预设】此知识点的形象性很强，学生掌握起来比较容易。通过填写导学案，学生自主回顾这部分知识点即可。 2、交变电流的产生

学生总结：从中性面位置开始，t E e m ωsin =，其中：E m =ωnBS =ωφm n 。在中性面位置：磁通量最大，感应电动势 0 ，磁通量的变化率 0 ；在垂直中性面位置：磁通量 0 ，感应电动势最大，磁通量的变化率最大。周期T = 0.25s ，频率f = 4Hz ，角速度ω= 8π rad/s ，磁通量的最大值Фm = 5/2π wb 。（单匝）【课堂预设】两个重要位置：中性面位置和与中性面垂直的位置。这两个位置都有什么样的重要特征？学生对这些知识点可能有些混淆。尤其是处理图像题缺乏章法。通过填写导学案，教师设计巧妙的问题，以课堂提问的方式引导学生思考。 {难点突破} 处理图像题：首先要从图像中找到尽量多的信息，如极值、周期T 、图像的斜率、图像与坐标轴的交点等。根据这些信息，再利用上一些基本关系式，如T=f -1、ω=2πf 等，就能够解决未知问题。课堂巩固见【能力提升】第2题。 3、交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值【课堂预设】这四个值在应用起来非常容易混淆，学生不知道该用哪个值进行解决问题。通过课堂讲授的方式，对学生理解知识起到拨云见日的效果。 {难点突破} 问题的关键在于学生对这四个值的概念的理解还不够深入，加强对物理概念的讲解。另外，要探讨一下这四个值的联系和区别。例如：（1）瞬时值交变电流在某一时刻的电流、电压值。如，t=t 1时刻，正弦交流电1sin t I i m ω= （2）峰值交变电流的最大值。例如，电容器的耐压值一定要小于交流电的峰值。注意：用电器上标注的电压都是交变电流的有效值，但电容器除外。（3）有效值本质上就是一个恒定电流。替代作用，要求： ++==212 Q Q Q RT I T

交变电流第1节交变电流讲义-人教版高中物理选修3-2讲义练习

第1节交变电流 1．交变电流是指大小和方向都随时间周期性变化的电流。 2．线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时可产生正弦式交变电流，与转轴的位置无关。 3．正弦式交变电流的瞬时值表达式为e＝E m sin ωt, u＝U m sin ωt, i＝I m sin ωt, 式中的E m、U m、 I m是指交变电流的最大值，也叫峰值。一、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，简称交流。 2．直流方向不随时间变化的电流。二、交变电流的产生 1．过程分析 2．中性面线圈在磁场中转动的过程中，线圈平面与磁场垂直时所在的平面。三、交变电流的变化规律

1．从两个特殊位置开始计时的瞬时值表达式 2．交变电流的图像 (1)正弦式交变电流的图像 (2)其他几种不同类型的交变电流

1．自主思考——判一判 (1)方向周期性变化，大小不变的电流也是交变电流。(√) (2)在匀强磁场中线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动通过中性面时，感应电流为零，但感应电流为零时，不一定在中性面位置。(×) (3)表达式为e ＝E m sin ωt 的交变电流为正弦式交变电流，表达式为e ＝E m sin ? ????ωt ＋π2的交变电流也是正弦式交变电流。(√) (4)线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中产生了正弦交变电流，峰值越大，则瞬时值也越大。(×) (5)交变电流的图像均为正弦函数图像或余弦函数图像。(×) (6)线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中产生了正弦交变电流，感应电动势的图像、感应电流的图像形状是完全一致的。(√) 2．合作探究——议一议 (1)中性面是任意规定的吗？提示：不是。中性面是一个客观存在的平面，即与磁感线垂直的平面。 (2)如何理解线圈平面转到中性面时感应电动势为零，而线圈平面与中性面垂直时感应电动势最大呢？提示：根据法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦ Δt 可知，感应电动势的大小不是与磁通量Φ直接对应，而是与磁通量的变化率成正比。虽然线圈经过中性面时磁通量最大，但磁通量的变化率为零，所以感应电动势为零；虽然线圈平面与中性面垂直时磁通量为零，但磁通量的变化率最大，所以感应电动势最大。 (3)交流发电机输出的电流都可以表示为i ＝I m sin ωt 吗？提示：不一定。如果线圈从中性面的垂面开始计时，则输出的电流表示为i ＝I m cos ωt 。 1．过程分析如图所示为线圈abcd 在磁场中绕轴OO ′转动时的截面图，ab 和cd 两个边切割磁感线，产生电动势，线圈中就有了电流(或者说穿过线圈的磁通量发生变化而产生了感应电流)。具体分析如图所示，当线圈转动到图甲位置时，导体不切割磁感线，线圈中无电流；当线圈转动到图乙位置时，导体垂直切割磁感线，线圈中有电流，且电流从a 端流入；线圈在图丙位置同线圈在图甲位置；线圈在图丁位置时，电流从a 端流出，这说明电流方向发生了改变；线圈在图戊位置同在图甲位置。线圈这样转动

交变电流的产生及其描述

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;

1 交流电的产生及变化规律

第十四章交变电流第一单元交流电的产生及变化规律基础知识一．交流电大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流，正弦式电流产生于在匀强电场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里，线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。二．正弦交流电的变化规律线框在匀强磁场中匀速转动． 1．当从图12—2即中性面．．．位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：即 e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωt ωt 是从该位置经t 时间线框转过的角度；ωt 也是线速度V 与磁感应强度B 的夹角；。是线框面与中性面的夹角 2．当从图位置开始计时：则：e=εm cos ωt ， i ＝I m cos ωt ωt 是线框在时间t 转过的角度；是线框与磁感应强度B 的夹角；此时V 、B 间夹角为（π/2一ωt ）． 3．对于单匝矩形线圈来说E m =2Blv =BS ω；对于n 匝面积为S 的线圈来说E m =nBS ω。对于总电阻为R 的闭合电路来说I m =m E R 三．几个物理量 1．中性面：如图所示的位置为中性面，对它进行以下说明：（1）此位置过线框的磁通量最多．（2）此位置磁通量的变化率为零．所以 e=εm sin ωt=0， i ＝I m sin ωt=0 （3）此位置是电流方向发生变化的位置，具体对应图中的t 2， t 4时刻，因而交流电完成一次全变化中线框两次过中性面，电流的方向改变两次，频率为50Hz 的交流电每秒方向改变100次． 2．交流电的最大值： εm ＝B ωS 当为N 匝时εm ＝NB ωS （1）ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，nad/s （注意rad 是radian 的缩写，round/s 为每秒转数，单词round 是圆，回合）．（2）最大值对应的位置与中性面垂直，即线框面与磁感应强度B 在同一直线上．（3）最大值对应图中的t 1、t 2时刻，每周中出现两次． 3．瞬时值e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωt 代入时间即可求出．不过写瞬时值时，不要忘记写单位，如εm =2202V ，ω=100π，则e=2202sin100πtV ，不可忘记写伏，电流同样如此． 4．有效值：为了度量交流电做功情况人们引入有效值，它是根据电流的热效应而定的．就是分别用交流电，直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产生的热量相同，则直流电的

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第五章 交变电流 第5节