2016届高三物理一轮复习交变电流资料PPT课件
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高考物理一轮复习人教版交变电流名师制作精品课件(29张)
弦交变电流的最大值Im、周期T,也可以根据线圈在中性面时感应电动
势e为零、感应电流i为零、线圈中的磁通量最大的特点,找出线圈转到 中性面的时刻,即线圈中磁通量最大的时刻是0时刻、t2时刻和t4时刻。
例1 (2018浙江诸暨中学阶段性考试)如图甲所示的电路中,理想变压 器原、副线圈匝数比为10∶1,A、V均为理想电表,R是光敏电阻(其阻 值随光照强度增大而减小)、L是理想线圈、D是灯泡。原线圈接入如 图乙所示的正弦交流电,下列说法正确的是 ( )
A.交流电的频率为100 Hz B.电压表的示数为22 2 V C.当光照增强时,A的示数变小
D.若用一根导线来代替线圈L,则灯D变亮
1 1 解析 因交流电的周期是0.02 s,所以频率为f= = Hz=50 Hz,故A错 T 0.02 误;原线圈接入电压的最大值是220 2 V,所以原线圈接入电压的有效值
9
I R=36×10 ×2.5 W=9×10 W=9×108 kW>P,违背能量守恒定律,C错误;
2 U 输电线上损失的功率为ΔP= ,U应为线路上损失的电压,r为输电线的电阻 r
2
10
11
U
5 000
,D错误。
答案 B
突破方法
方法1 正弦交变电流图像的应用技巧
正弦交变电流随时间变化的规律如图所示,从图中我们可以找出正
解析
9 3 10 3 P 据P=UI知,输电线上的输送电流I= = A=6 × 10 A,A错误; 5 U 5 10
输电线上损失的电压ΔU=IR=6×103×2.5 V=15×103 V=15 kV,B正确;若改
10 P =3 用5 kV电压输电,则输送电流I= A=6×105 A,则损失的功率P损=
人教版高中物理选修-交变电流课件-ppt精品课件
• 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性 面时开始计时．
（2）电流按正弦规律变化 iImsint
（3）电路上的电压按正弦规 uUmsint
律变化
电流 iImsin t 通过R时：
ui R ， U mImR.
四、交流电的图像
从中性面开始计时
如果从乙图开始计时：交流电图像如何画？
eEmcost
从中性面开始计时磁通量变化图像如何？是正弦还是余弦图
1、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
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？ 由A→B
1．中性面：线圈平面与磁 感线垂直的位置叫做中性面． ．来自 Vrr L 2V
r
E1 BLVsin
BLLsint
2
BSsint
2
E总 E1 E2
所以
eNB L2si nt
交流发电机简介
人教版高中物理选修3-2 5.1 交变电流课件(共27张PPT)【PPT优 秀课件 】-精 美版
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什么时刻磁通量变化率最大？什么时刻磁通量变化率最小
（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
（ ab和cd边都不切割磁感线），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．
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0.0628V 线圈平面与磁场方向平行。
（2）电流按正弦规律变化 iImsint
（3）电路上的电压按正弦规 uUmsint
律变化
电流 iImsin t 通过R时：
ui R ， U mImR.
四、交流电的图像
从中性面开始计时
如果从乙图开始计时：交流电图像如何画？
eEmcost
从中性面开始计时磁通量变化图像如何？是正弦还是余弦图
1、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
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？ 由A→B
1．中性面：线圈平面与磁 感线垂直的位置叫做中性面． ．来自 Vrr L 2V
r
E1 BLVsin
BLLsint
2
BSsint
2
E总 E1 E2
所以
eNB L2si nt
交流发电机简介
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什么时刻磁通量变化率最大？什么时刻磁通量变化率最小
（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
（ ab和cd边都不切割磁感线），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．
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0.0628V 线圈平面与磁场方向平行。
高考总复习《物理》交变电流ppt课件
(2)电容器对交变电流的阻碍作用
①容抗：电容器对交变电流阻碍作用的大小。 ②影响因素：电容器的电容越大，交流的频率越高，容
抗越小。 ③作用：“通交流，隔直流；通高频，阻低频”。 2．变压器 (1)工作原理 电流的磁效应、电磁感应。 (2)理想变压器的基本关系
①功率关系：P入＝P出。 ②电压关系：UU12＝nn12。 ③电流关系：n1I1＝n2I2(只有一个副线圈)。
C．线圈A的感应电动势的瞬时值表达式为
e＝500π·cos 5πt(V)
D．线圈B在t＝0.3 s时刻时，感应电流为零
解析：由图象可得 Ta＝0.4 s，Tb＝0.6 s，则转速 na＝T1a＝2.5 r/s，nb＝T1b ＝53 r/s，所以线圈 A 与线圈 B 转速之比为 3∶2，A 错误；线圈 A、B 中产生的最大电动势分别为 Ema＝NaΦmaωa＝NaΦma2Tπa＝10×10×02.π4 V ＝500π V，Emb＝NbΦmbωb＝30×5×02.π6 V＝500π V，所以线圈 A 与线 圈 B 产生的最大电动势之比为 1∶1，B 错误；在 t＝0 时刻，线圈 A 的感应电动势最大，因此感应电动势的瞬时值表达式为 e＝ 500πcos 5πt(V)，C 正确；在 t＝0.3 s 时刻，通过线圈 B 的磁通量为零， 磁通量的变化率最大，故感应电流最大，D 错误。 答案：C
考点一 交变电流及描述交变电流的物理量 1．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
高三物理一轮复习第9章电磁感应交变电流实验14探究感应电流方向的规律课件
图3
【解析】 (1)探究电磁感应现象的实验电路分两部分，电源、开关、滑动 变阻器、原线圈组成闭合电路，检流计与副线圈组成另一个闭合电路；电路图 如图所示；
(2)在实验过程中，除了查清流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关 系之外，还应查清原线圈 L1 与副线圈 L2 的绕制方向．由电路图可知，闭合开关 之前，应将滑动变阻器的滑动头 P 处于右端，此时滑动变阻器接入电路的阻值 最大．
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20
尖子生好方法:听课时应该始终跟着老师的节奏，要善于抓住老师讲解中的关键词，构建自己的知识结构。利用老师讲课的间隙，猜想老师还会讲什么，会怎样讲， 怎样讲会更好，如果让我来讲，我会怎样讲。这种方法适合于听课容易分心的同学。
2019/5/21
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2019/5/21
二、同步听课法
有些同学在听课的过程中常碰到这样的问题，比如老师讲到一道很难的题目时，同学们听课的思路就“卡壳“了，无法再跟上老师的思路。这时候该怎么办呢？
如果“卡壳”的内容是老师讲的某一句话或某一个具体问题，同学们应马上举手提问，争取让老师解释得在透彻些、明白些。
如果“卡壳”的内容是公式、定理、定律，而接下去就要用它去解决问题，这种情况下大家应当先承认老师给出的结论（公式或定律）并非继续听下去，先把问题记 下来，到课后再慢慢弄懂它。
【导学号：81370351】
图4 A．如果磁铁的下端是 N 极，则磁铁正在远离线圈 B．如果磁铁的下端是 S 极，则磁铁正在远离线圈 C．如果磁铁的下端是 N 极，则磁铁正在靠近线圈 D．如果磁铁的下端是 S 极，则磁铁正在靠近线圈
AD [根据题图甲，可以知道电流表的指针向电流流入的方向偏转，螺线管 相当于一个电源，电源的正极在上端．根据安培定则，螺线管上端是 S 极．如 果磁铁的下端是 N 板，则磁铁正在远离线圈；如果磁铁的下端是 S 极，则磁铁 正在靠近线圈，故 A、D 正确．]
高三物理一轮复习：交变电流ppt 人教课标版
2
◆巩固练习
1、下面提到的交变电流的数字，哪些不是 指的有效值（ C ） A．交流电压表的读数 B．保险丝的熔断电流 C．电容器的击穿电压 D．用电器铭牌上标示的电压
◆注意：保险丝的熔断电流不是瞬时值
◆巩固练习
2、同一个正弦交流电在电学元件的作用下有的改 变了方向，有的二分之一周期的电流被截去， 有的四分之一周期的电流被截去，变成了下面 四个图像所示的电流，但峰值仍保持不变，则 电流有效值是原来峰值一半的是（ BCD）
★注意（1）磁通量最大时是平行切割磁感线，瞬时感应电动势为零 （2）磁通量最零时是垂直切割磁感线，瞬时感应电动势最大
◆巩固练习
1、在匀强磁场中有一矩形线圈，从中性面 开始绕垂直于磁感线的轴以角速度ω匀速 转动时，产生的交变电动势可以表示为 e=Emsinωt。现在把线圈的转速增为原来 的2倍，则交变电动势的瞬时值表达式为 （ ）D A、e=Emsinωt B、e=Emsin2ωt C、e=2Emsinωt D、e=2Emsin2ωt
◆提高练习
1、如图，处在垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强 磁场中的矩形线框MNPQ，以恒定的角速度ω绕对 角线NQ转动。已知MN长为l1，NP长为l2，线框电 阻为R。t=0时刻线框平面与纸面重合，下列说法正 确的是(ABD) 2 A.矩形线框产生的感应电动势有效值为 2 Bl l B.矩形线框转过π时的电流强度为零 Bl l C.矩形线框转动一周，通过线框任意横截面电荷量为 R D.矩形线框转过π过程中产生的热量为 B l l
◆巩固练习
2、如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以 分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角 速度匀速转动，当线圈平面分别转到与磁场方 向平行时（ABD） A．线圈中的感应电动势相等 B．线圈中的感应电流相等 C．dc边产生的感应电动势相等 D．通过线圈磁通量的变化率相等
◆巩固练习
1、下面提到的交变电流的数字，哪些不是 指的有效值（ C ） A．交流电压表的读数 B．保险丝的熔断电流 C．电容器的击穿电压 D．用电器铭牌上标示的电压
◆注意：保险丝的熔断电流不是瞬时值
◆巩固练习
2、同一个正弦交流电在电学元件的作用下有的改 变了方向，有的二分之一周期的电流被截去， 有的四分之一周期的电流被截去，变成了下面 四个图像所示的电流，但峰值仍保持不变，则 电流有效值是原来峰值一半的是（ BCD）
★注意（1）磁通量最大时是平行切割磁感线，瞬时感应电动势为零 （2）磁通量最零时是垂直切割磁感线，瞬时感应电动势最大
◆巩固练习
1、在匀强磁场中有一矩形线圈，从中性面 开始绕垂直于磁感线的轴以角速度ω匀速 转动时，产生的交变电动势可以表示为 e=Emsinωt。现在把线圈的转速增为原来 的2倍，则交变电动势的瞬时值表达式为 （ ）D A、e=Emsinωt B、e=Emsin2ωt C、e=2Emsinωt D、e=2Emsin2ωt
◆提高练习
1、如图，处在垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强 磁场中的矩形线框MNPQ，以恒定的角速度ω绕对 角线NQ转动。已知MN长为l1，NP长为l2，线框电 阻为R。t=0时刻线框平面与纸面重合，下列说法正 确的是(ABD) 2 A.矩形线框产生的感应电动势有效值为 2 Bl l B.矩形线框转过π时的电流强度为零 Bl l C.矩形线框转动一周，通过线框任意横截面电荷量为 R D.矩形线框转过π过程中产生的热量为 B l l
◆巩固练习
2、如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以 分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角 速度匀速转动，当线圈平面分别转到与磁场方 向平行时（ABD） A．线圈中的感应电动势相等 B．线圈中的感应电流相等 C．dc边产生的感应电动势相等 D．通过线圈磁通量的变化率相等
高考物理一轮复习课件：第十章 第1讲 交变电流的产生和描述
【解析】
【答案】
AD
【即学即用】 2．(2012· 大连模拟)一个单匝矩形线框的面积为 S，在磁 感应强度为 B 的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置 开始计时，转速为 n 转/秒，则( )
A．线框交变电动势的最大值为 nπBS B．线框交变电动势的有效值为 2nπBS 1 C．从开始转动经过4周期，线框中的平均感应电动势为 2nBS D．感应电动势瞬时值为 e＝ 2nπBSsin 2nπt
【针对训练】 3.如图10－1－3所示电路中，A、B为两相同的小灯泡，L 为直流电阻为零的电感线圈，下列说法正确的是( ) A．电源为稳恒直流电源时， 灯泡A、B亮度相同 B．电源为稳恒直流电源时， 灯泡A比B亮度大 C．电源为交流电源时， 灯泡A、B亮度相同 D．电源为交流电源时， 灯泡A比B亮度大 【解析】 电感线圈有通直流，阻交流的作用，电源为稳 恒直流电源时，A、B亮度相同，选项A正确，B错误．电源 为交流电源时，A灯比B灯亮度大，选项C错误，D正确． 【答案】 AD
【解析】 (1)矩形线圈 abcd 在磁场中转动时，ab、cd 切 L2 割磁感线，且转动的半径为 r＝ 2 ， ωL2 转动时 ab、cd 的线速度 v＝ωr＝ 2 ，且与磁场方向的夹 角为 ωt，
所 以 ， 整 个 线 圈 中 的 感 应 电 动 势 e1 ＝ 2BL1vsin ωt ＝ BL1L2ωsin ωt. (2)当 t＝0 时，线圈平面与中性面的夹角为 φ0，则某时刻 t 时，线圈平面与中性面的夹角为(ωt＋φ0) 故此时感应电动势的瞬时值 e2＝2BL1vsin(ωt＋φ0)＝BL1L2ωsin(ωt＋φ0)．
个线圈中的感应电动势e1的表达式；
(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如 图10－1－4丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势 e2的表达式； (3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦
高三物理交变电流PPT优秀课件
正弦函数式。
1
如图10-1-5(a)所示，一矩形线圈abcd放置在匀
强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速
度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹
角θ=45°时(如图10-1-5(b))为计时起点，并规
定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列
四幅图中正确的是 (
)D
图10-1-5
感应强度为B，线圈与外电阻R构成闭合电
路，整个线圈的电阻为r。现在让线框以
OO′连线为轴，以角速度ω匀速转动，从 图示时刻开始计时，求：
(1)闭合电路中电流瞬时值的表达式；
(2)当 t
4
时，电阻R两端的电压值。
【答案】(1)inB2l si nt
2(Rr)
2nB2lR
(2) 4(Rr)
图10-1-3
1.本章内容实际上是电磁感应现象研究的继续，是楞 次定律及法拉第电磁感应定律的具体应用。其知识特点是 需要了解识记的基本概念较多，但重点内容突出，主要围 绕交变电流的产生、变化规律及表征交变电流的物理量这 一中心展开，在此基础上研究了变压器的工作原理和远距 离输电。另外，简单介绍了电感、电容对交变电流的影响。
2.本章知识的另一个特点是与科学、技术、社会联系 密切，输电工程又是属于知识密集型工程，在学习的过程 中，要注意理论联系实际，要善于知识的迁移、综合和应 用。
要点一 中性面与峰值面的比较
中性面
含义
线圈平面与磁 场方向垂直
磁通量 磁通量的变化率
感应电动势
最大(BS) 0 0
峰值面 线圈平面与磁
场方向平行 零
2.在交流电路中，电压表、电流表、功率表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值。在没有具体 说明的情况下，所给出的交流电的电压、电流及电功率指的都是有效值。
高中物理选考一轮总复习课件专题十三交变电流基础篇
03
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
实验步骤和数据记录
| 1 | 10 | 10 | 1 | 7.07 | 0.707 | 0 |
| 3 | 30 | 10 | 0.33 | 7.07 | 0.236 | 0 |
| 2 | 20 | 10 | 0.5 | 7.07 | 0.354 | 0 |
03
02
电流变换
通过改变变压器的匝数比，可以实现电流的变换。例如 ，在电子电路中，常用变压器来实现阻抗匹配和电流放 大。
隔离作用
变压器还具有隔离作用，可以将输入电路与输出电路隔 离开来，从而避免电路之间的相互干扰。这在一些需要 高抗干扰能力的场合非常有用。
04 远距离输电与能源利用
远距离输电必要性及挑战
高中物理选考一轮总 复习课件专题十三交
变电流基础篇
汇报人：XX 20XX-01-17
目录
• 交变电流基本概念与产生 • 电阻、电感和电容对交变电流作用 • 变压器原理与应用 • 远距离输电与能源利用 • 安全用电常识与预防措施 • 实验：测量交变电流相关参数
01 交变电流基本概念与产生
交变电流定义及特点
实验原理
利用示波器、电压表、电流表等实验仪器，对交变电流进行测量和分析。通过测量电压和电流的峰值 、有效值、相位差等参数，可以计算出交变电流的功率、阻抗等特性。
实验步骤和数据记录
实验步骤 1. 连接实验电路，包括电源、电阻、电流表、电压表等。
2. 打开电源，调整交变电流的频率和幅度。
实验步骤和数据记录
并网控制策略
为了保证电力系统的稳定性和安全性，新能源并网发电需要采取一系列控制策略，如最大 功率点跟踪控制、无功功率控制、低电压穿越控制等。这些控制策略可以提高新能源发电 的利用率和电力系统的稳定性。
高考物理大一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 1 第一节 交变电流的产生和描述课件
第三十五页，共六十一页。
(1)感应电动势的最大值； (2)从图示位置起转过14周的时间内负载电阻 R 上产生的热量； (3)从图示位置起转过14周的时间内通过负载电阻 R 的电荷量； (4)电流表的示数． [审题指导] 线圈转动产生感应电动势，最大值为 NBSω，热 量按有效值进行计算，电流表示数也为有效值，而电荷量用平 均值计算即 q＝ΔRΦ.
第二十六页，共六十一页。
迁移 3 交变电流的图象分析 3．(多选)(2017·高考天津卷)在匀强磁场中，一个 100 匝的闭合 矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线 圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化．设线圈总电阻为 2 Ω，则( )
第二十七页，共六十一页。
A．t＝0 时，线圈平面平行于磁感线 B．t＝1 s 时，线圈中的电流改变方向 C．t＝1.5 s 时，线圈中的感应电动势最大 D．一个周期内，线圈产生的热量为 8π2 J 解析：选 AD.t＝0 时，磁通量为零，磁感线与线圈平面平行， A 正确；当磁感线与线圈平面平行时，磁通量变化率最大，感 应电动势最大，画出感应电动势随时间变化的图象如图，由图 可知，t＝1 s 时，感应电流没有改变方向，B 错误；t＝1.5 s
【迁移题组】 迁移 1 交变电流的产生过程分析 1．(2019·南京、盐城模拟)图甲是小型交流发电机的示意图， 在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转 动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发 电机线圈内阻为 10 Ω，外接一只电阻为 90 Ω 的灯泡，不计电 路的其他电阻，则( )
第十七页，共六十一页。
பைடு நூலகம்
[审题指导] 从线圈平面经过中性面开始计时，则线圈在时间 t 内转过角度 ωt，瞬时感应电动势 e＝Em·sin ωt，其中 Em＝ NBSω.线圈平面处于与中性面成 φ0 夹角位置时开始计时，要 注意此时线圈的初相位．计算线圈转动一周电阻 R 上产生的 焦耳热，要用有效值进行计算．
(1)感应电动势的最大值； (2)从图示位置起转过14周的时间内负载电阻 R 上产生的热量； (3)从图示位置起转过14周的时间内通过负载电阻 R 的电荷量； (4)电流表的示数． [审题指导] 线圈转动产生感应电动势，最大值为 NBSω，热 量按有效值进行计算，电流表示数也为有效值，而电荷量用平 均值计算即 q＝ΔRΦ.
第二十六页，共六十一页。
迁移 3 交变电流的图象分析 3．(多选)(2017·高考天津卷)在匀强磁场中，一个 100 匝的闭合 矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线 圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化．设线圈总电阻为 2 Ω，则( )
第二十七页，共六十一页。
A．t＝0 时，线圈平面平行于磁感线 B．t＝1 s 时，线圈中的电流改变方向 C．t＝1.5 s 时，线圈中的感应电动势最大 D．一个周期内，线圈产生的热量为 8π2 J 解析：选 AD.t＝0 时，磁通量为零，磁感线与线圈平面平行， A 正确；当磁感线与线圈平面平行时，磁通量变化率最大，感 应电动势最大，画出感应电动势随时间变化的图象如图，由图 可知，t＝1 s 时，感应电流没有改变方向，B 错误；t＝1.5 s
【迁移题组】 迁移 1 交变电流的产生过程分析 1．(2019·南京、盐城模拟)图甲是小型交流发电机的示意图， 在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转 动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发 电机线圈内阻为 10 Ω，外接一只电阻为 90 Ω 的灯泡，不计电 路的其他电阻，则( )
第十七页，共六十一页。
பைடு நூலகம்
[审题指导] 从线圈平面经过中性面开始计时，则线圈在时间 t 内转过角度 ωt，瞬时感应电动势 e＝Em·sin ωt，其中 Em＝ NBSω.线圈平面处于与中性面成 φ0 夹角位置时开始计时，要 注意此时线圈的初相位．计算线圈转动一周电阻 R 上产生的 焦耳热，要用有效值进行计算．
高三一轮物理专题复习课件 交变电流(二)(20张PPT)
（5）变压器之原线圈含负载（动态变化） （思考时间30秒）
（6）变压器之原线圈含负载（计算）
【15·全国I】如图所示，一理想变压 器的原、副线圈的匝数比为3:1，在 原、副线圈的回路中分别接有阻值相 同的电阻，原线圈一侧接在电压为 220 V的正弦交流电源上．求：原、
副线圈回路中电阻的功率之比和副线（思考时间1分钟）
的有效值。（等效替代）
公式：
☆特殊情况： 一半正余弦
（2）有效值 定义：
公式： 应用情况：
（3）最大值 （4）平均值
2、理想变压器
3、远距离输电二、巩Fra bibliotek拓展（1）产生正余弦交流电情况
二、巩固拓展
（1）产生正余弦交流电情况
（2）有效值计算
S闭合和断开时，灯L 电压和功率之比
（思考时间30秒）
（3）变压器之匝数n变化情况
P向下移动 电压表、电流表、电阻 R消耗的功率如何变化？
（思考时间10秒）
（4）变压器之含二极管电路
如图所示,一理想变压器的原、 副线圈的匝数比是10：1,原线圈电 压瞬时值右图，副线圈含一只理想 二极管和一个阻值为11Ω的电阻， 求电压表和电流表示数？
（思考时间1分钟）
高三物理：交变电流专题
一、知识回顾
1、正余弦交变电流“四值”
（1）瞬时值1 e NBS sin t
瞬时值2 e NBS cost
☆应用情况：计算某一瞬间电流及安培力时
（2）有效值
定义：
交变电流在一个周期内通过电阻R产生的热 量和恒定电流在相同一个周期内通过R产生
相同的热量，则恒定电流大小就为该交流电
圈中电阻两端的电压
三、作业
1、（13海南）通过一阻 值R＝100 Ω的电阻的交变 电流如图所示，其周期为 1 s．求电阻两端电压的有 效值为多少？
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势为( ) A．e＝2Emsin 2ωt B．e＝4Emsin 2ωt C．e＝Emsin 2ωt D．e＝4Emcos 2ωt 解析：Em＝nBSω所以当n和ω都增大一倍时，电动势的最大值增
大到原来的4倍，再考虑到相位与ω的关系，所以选项D正确． 答案：D
3．已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图所示的规律
(4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系
I＝
Im 2ห้องสมุดไป่ตู้
U＝Um2
E＝Em2
基础自测 1．下图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速 转动，不能产生正弦式交变电流的是( )
解析：线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，就能产生正弦交流电， 故选C.
答案：C
2．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，产 生的交流电动势的最大值为Em.设t＝0时线圈平面与磁场平行，当线圈 的匝数增加一倍，转速也增大一倍，其他条件不变时，交流电的电动
C．在图线 a 和 b 中，t＝0 时刻穿过线圈的磁通量均为零
D．图线 b 电动势的瞬时值表达式为 e＝100sin
100π 3 t (V)
2．交变电流的变化规律 n 匝面积为 S 的线圈以角速度 ω 转动，从某次经过中性面开始计时， 则 e＝ nBSωsin ωt ，用 Em 表示峰值，则 Em＝ nBSω ， 电 流 i＝Re ＝nBRSωsinωt ＝ Imsin ωt .
描述交变电流的物理量 【想一想】
甲、乙两图分别表示交变电流的电压、电流随时间的变化规律． (1)图象中 T 和 Um、Im 分别表示什么意义？ (2)若将阻值为 R 的电阻接入电路中，t 时间内产生的热量能否写成 UR2mt 或 I2mRt?
T＝1f或 f＝T1.
2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值 (1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数． (2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的 最大值 ． (3)有效值：让交变电流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在 一个周期内 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．
[特别提醒] (1)只要平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴 匀速转动，就产生正弦式交流电，其变化规律与线圈的形状、转动轴处 于线圈平面内哪个位置无关．
(2)因 e∝ΔΔΦt ，故 Φ - t 图象与 e - t 图象总是互余的． (3)线圈转动一周两次经过中性面，所以一个周期内电流方向改变两 次．
第十一章 交变电流
[明考情 ·高效备考]
第1单元 交变电流的产生和描述
基础探究 交变电流的产生及变化规律 【想一想】 如图所示，线圈绕轴OO′匀速转动时产生的感应电流有什么特 点？线圈在哪个位置时感应电流最大？
提示：电流的大小和方向随时间发生变化．当线圈平面和磁场平 行时，感应电流最大．
【填一填】 1．交变电流的产生 (1)交变电流：大小和方向都随时间做 周期性 变化的电流． (2)正弦交变电流的产生：将线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁 感线的轴 匀速转动 ，线圈中就会产生正(余)弦交变电流． (3)中性面 ①定义：与磁场方向 垂直 的平面． ②特点 a．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 ． b．线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过 中性面 一 次，电流的方向就改变一次．
变化．今与这个电阻元件串联一个多用电表(已调至交流电流挡)，则多
用电表的读数为( )
A．4 2 A
B．4 A
C．5 A
D．5 2 A
解析：多用电表的读数为有效值，由 I2RT＝( 82)2RT2＋(3 2)2RT2， 得 I＝5 A，C 项正确．
答案：C
4．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速 运动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则( )
A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合 C．线框产生的交变电动势有效值为311 V D．线框产生的交变电动势频率为100 Hz
解析：由题图乙可知该正弦交变电动势的电压最大值为 311 V，周 期等于 0.02 s，因此，根据正弦交变电动势的最大值与有效值之间的关 系式 U＝Um2得知选项 C 错误；又 f＝T1，则频率 f＝50 Hz，选项 D 错误； 当 t＝0.005 s 时，e＝nΔΔΦt ＝311 V，取得最大值，穿过线圈的磁通量变化 率最大，选项 A 错误；当 t＝0.01 s 时，交变电压及电流方向发生改变， 电压值最小等于零，线框平面与中性面重合，选项 B 正确．
【典例 1】 一单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀
速转动时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图线 a 所示，当
调整线圈转速后，电动势的变化规律如图线 b 所示．以下关于这两个正
弦式交变电流的说法不正确的是( )
A．从图线可算出穿过线圈磁通量的最大值
B．线圈先后两次转速之比为 3∶2
提示：(1)T表示周期 Um和Im分别表示电压和电流的最大值 (2) 不能
【填一填】 1．周期和频率 (1) 周 期 T ： 交 变 电 流 完 成 一 次 周 期 性 变 化 ( 线 圈 转 一 周 ) 所 需 的 时间 ． (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Hz. (3)周期和频率的关系
答案：B
正弦交变电流的产生及变化规律
【互动探究】 1．闭合线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的变化规律和线 圈形状、转轴有关吗？ 2．交变电流方向发生改变时，线圈中的磁通量及磁通量的变化 率有什么特点？
【核心突破】 1．正弦式交变电流的产生与描述
2.交变电流瞬时值表达式书写的基本思路 (1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式Em＝nBSω 求出相应峰值． (2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式． ①若线圈从中性面位置开始转动，则it图象为正弦函数图象，函 数式为i＝Imsin ωt. ②若线圈从垂直中性面位置开始转动，则it图象为余弦函数图象， 函数式为i＝Imcos ωt.
大到原来的4倍，再考虑到相位与ω的关系，所以选项D正确． 答案：D
3．已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图所示的规律
(4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系
I＝
Im 2ห้องสมุดไป่ตู้
U＝Um2
E＝Em2
基础自测 1．下图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速 转动，不能产生正弦式交变电流的是( )
解析：线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，就能产生正弦交流电， 故选C.
答案：C
2．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，产 生的交流电动势的最大值为Em.设t＝0时线圈平面与磁场平行，当线圈 的匝数增加一倍，转速也增大一倍，其他条件不变时，交流电的电动
C．在图线 a 和 b 中，t＝0 时刻穿过线圈的磁通量均为零
D．图线 b 电动势的瞬时值表达式为 e＝100sin
100π 3 t (V)
2．交变电流的变化规律 n 匝面积为 S 的线圈以角速度 ω 转动，从某次经过中性面开始计时， 则 e＝ nBSωsin ωt ，用 Em 表示峰值，则 Em＝ nBSω ， 电 流 i＝Re ＝nBRSωsinωt ＝ Imsin ωt .
描述交变电流的物理量 【想一想】
甲、乙两图分别表示交变电流的电压、电流随时间的变化规律． (1)图象中 T 和 Um、Im 分别表示什么意义？ (2)若将阻值为 R 的电阻接入电路中，t 时间内产生的热量能否写成 UR2mt 或 I2mRt?
T＝1f或 f＝T1.
2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值 (1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数． (2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的 最大值 ． (3)有效值：让交变电流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在 一个周期内 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．
[特别提醒] (1)只要平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴 匀速转动，就产生正弦式交流电，其变化规律与线圈的形状、转动轴处 于线圈平面内哪个位置无关．
(2)因 e∝ΔΔΦt ，故 Φ - t 图象与 e - t 图象总是互余的． (3)线圈转动一周两次经过中性面，所以一个周期内电流方向改变两 次．
第十一章 交变电流
[明考情 ·高效备考]
第1单元 交变电流的产生和描述
基础探究 交变电流的产生及变化规律 【想一想】 如图所示，线圈绕轴OO′匀速转动时产生的感应电流有什么特 点？线圈在哪个位置时感应电流最大？
提示：电流的大小和方向随时间发生变化．当线圈平面和磁场平 行时，感应电流最大．
【填一填】 1．交变电流的产生 (1)交变电流：大小和方向都随时间做 周期性 变化的电流． (2)正弦交变电流的产生：将线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁 感线的轴 匀速转动 ，线圈中就会产生正(余)弦交变电流． (3)中性面 ①定义：与磁场方向 垂直 的平面． ②特点 a．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 ． b．线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过 中性面 一 次，电流的方向就改变一次．
变化．今与这个电阻元件串联一个多用电表(已调至交流电流挡)，则多
用电表的读数为( )
A．4 2 A
B．4 A
C．5 A
D．5 2 A
解析：多用电表的读数为有效值，由 I2RT＝( 82)2RT2＋(3 2)2RT2， 得 I＝5 A，C 项正确．
答案：C
4．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速 运动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则( )
A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合 C．线框产生的交变电动势有效值为311 V D．线框产生的交变电动势频率为100 Hz
解析：由题图乙可知该正弦交变电动势的电压最大值为 311 V，周 期等于 0.02 s，因此，根据正弦交变电动势的最大值与有效值之间的关 系式 U＝Um2得知选项 C 错误；又 f＝T1，则频率 f＝50 Hz，选项 D 错误； 当 t＝0.005 s 时，e＝nΔΔΦt ＝311 V，取得最大值，穿过线圈的磁通量变化 率最大，选项 A 错误；当 t＝0.01 s 时，交变电压及电流方向发生改变， 电压值最小等于零，线框平面与中性面重合，选项 B 正确．
【典例 1】 一单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀
速转动时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图线 a 所示，当
调整线圈转速后，电动势的变化规律如图线 b 所示．以下关于这两个正
弦式交变电流的说法不正确的是( )
A．从图线可算出穿过线圈磁通量的最大值
B．线圈先后两次转速之比为 3∶2
提示：(1)T表示周期 Um和Im分别表示电压和电流的最大值 (2) 不能
【填一填】 1．周期和频率 (1) 周 期 T ： 交 变 电 流 完 成 一 次 周 期 性 变 化 ( 线 圈 转 一 周 ) 所 需 的 时间 ． (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Hz. (3)周期和频率的关系
答案：B
正弦交变电流的产生及变化规律
【互动探究】 1．闭合线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的变化规律和线 圈形状、转轴有关吗？ 2．交变电流方向发生改变时，线圈中的磁通量及磁通量的变化 率有什么特点？
【核心突破】 1．正弦式交变电流的产生与描述
2.交变电流瞬时值表达式书写的基本思路 (1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式Em＝nBSω 求出相应峰值． (2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式． ①若线圈从中性面位置开始转动，则it图象为正弦函数图象，函 数式为i＝Imsin ωt. ②若线圈从垂直中性面位置开始转动，则it图象为余弦函数图象， 函数式为i＝Imcos ωt.