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【高中物理】高中物理交变电流知识点讲解1.交流电的产生（1）交流电：大小和方向均随时间作周期性变化的电流。
（2）交流电的产生①平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴转动时，线圈中就会产生按正弦规律变化的交流电，这种交流电叫正弦式交流电。
②中性面：旋转轴磁场的平面叫做中性面。
线圈坐落于中性面时，沿着线圈的磁通量最小，但磁通量的变化率为零，此边线线圈中的感应器电动势为零，且每经过中性面一次感应电流的方向发生改变一次。
线圈每转回一周，两次经过中性面，感应电流的方向发生改变两次。
（3）正弦式交流电的变化规律：若从中性面边线已经开始计时，那么线圈中的电动势、电流、提出外电阻上的电压的瞬时值均按正弦规律变化。
2.表征交流电的物理量（1）叙述交流电的大小①瞬时值：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向。
②最大值：交流电在变化过程中所能达至的最大值就是表观交流电高低的物理量。
③有效值：是根据交流电的热效应规定的，反映的是交流电在能量方面的平均效果。
让交流电与恒定电流通过阻值相同的电阻，若在相等时间内产生的热量相等，这一恒定电流值就是交流电的有效值。
各种电器设备所标明的额定电流和额定电压均就是有效值。
（2）周期和频率：是用来表示交流电变化快慢的物理量：3.变压器（1）变压器的构造及原理①结构：由一个滑动的铁芯以及拖在铁芯上的两组（或两组以上）的线圈共同组成。
和电源相连的线圈叫做原线圈，与功率相连的线圈叫做副线圈。
②工作原理：原线圈加上交变电压后会产生交变的电流，这个交变电流会在铁芯中产生交变的磁通量，那么副线圈中会产生交变电动势，若副线圈与负载组成闭合电路，副线圈中也会有交变电流产生，它同样在铁芯中激发交变的磁通量，这样，由于原、副线圈中有交变电流通过而发生的一种相互感应现象叫互感现象。
变压器工作的物理基础就是利用互感现象。
（2）理想变压器①铁芯封闭性好、无漏磁现象，即穿过原、副线圈的磁通量相等。
②线圈绕组的电阻数等，并无铜损现象。
交变电流一、交变电流的产生规律1．正弦式交变电流的产生(1)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 ①B ，Φ最大，ΔΦΔt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变。
①线圈平面与中性面垂直时，S ①B ，Φ＝0，ΔΦΔt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。
(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此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。
2．产生正弦交流电的四种其他方式 (1)线圈不动，匀强磁场匀速转动。
(2)导体棒在匀强磁场中做简谐运动。
(3)线圈不动，磁场按正弦规律变化。
(4)在匀强磁场中导体棒的长度与时间成正弦规律变化。
3．交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)4．书写交变电流瞬时值表达式的步骤(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式E m ＝nωBS 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线圈从中性面位置开始计时，则i －t 图像为正弦函数图像，函数表达式为i ＝I m sin ωt 。
①线圈从垂直于中性面的位置开始计时，则i －t 图像为余弦函数图像，函数表达式为i ＝I m cos ωt 。
二、交变电流有效值的求解方法1．有效值的规定交变电流、恒定电流I 直分别通过同一电阻R ，在交流电的一个周期内产生的焦耳热分别为Q 交、Q 直，若Q 交＝Q 直，则交变电流的有效值I ＝I 直(直流有效值也可以这样算)． 2．有效值的理解(1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值；(2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效值； (3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值； (4)没有特别加以说明的，是指有效值；(5)“交流的最大值是有效值的2倍”仅适用于正(余)弦式交变电流． 3．有效值的计算(1)计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间(周期整数倍)”内“相同电阻”上产生“相同热量”，列式求解．(2)分段计算电热求和得出一个周期内产生的总热量． (3)利用两个公式Q ＝I 2Rt和Q ＝U 2Rt 可分别求得电流有效值和电压有效值．(4)若图象部分是正弦(或余弦)式交变电流，其中的14周期(必须是从零至最大值或从最大值至零)和12周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I ＝I m 2、U ＝U m2求解．4．几种典型交变电流的有效值三、交变电流“四值”的理解和计算交变电流“四值”的比较四、针对练习1、如图所示，一矩形线圈的面积为S ，匝数为N ，电阻为r ，处于磁感应强度大小为B 的水平匀强磁场中，绕垂直磁场的水平轴OO ′以角速度ω匀速运动。
高三交变电流知识点交变电流是电工学中的基础概念之一，对于高三学生来说，了解交变电流的基本知识点对于学习电工学以及相关专业都有着重要的作用。
下面将介绍几个高三交变电流的知识点。
1. 交变电流的概念：交变电流是指电流的方向和大小随时间变化的电流。
与直流电流不同，交变电流的方向在一定的时间内可以在正向和反向之间交替变化。
2. 交变电流的形式：交变电流可以表示为正弦函数的形式，即I=I_m sin(ωt+φ)，其中I是电流的大小，I_m是峰值电流，ω是角频率，t是时间，φ是相位差。
由于交变电流的频率一般比较高，可以用角频率来描述。
3. 交变电流的频率：交变电流的频率是指电流的周期性重复的次数，单位是赫兹(Hz)。
在交流电网中，一般使用50Hz或者60Hz的频率。
4. 交变电流的峰值、有效值和均值：交变电流的峰值是指电流波形的最大值，用I_m表示。
有效值是指交变电流在一定时间内所产生的热效果与相同时间的直流电流所产生的热效果相等的大小，用I_rms表示。
均值是指交变电流在一个电周期内的平均值，用I_avg表示。
5. 交变电流的相位差：交变电流的相位差是指交流电压和电流之间的相位差，用于描述电流和电压之间的时间关系。
相位差的单位是弧度。
6. 交变电流的阻抗：阻抗是交流电路中电流和电压之间的比例关系，可以用来描述电阻对交变电流的阻碍程度。
交变电阻由电阻、电感和电容构成。
7. 交变电流的三要素：交变电流的三要素分别是幅值、频率和相位。
幅值是指电流或电压信号的峰值大小；频率是指信号波形的周期性重复次数；相位是指信号波形与参考信号之间的时间差。
8. 交变电流在电能传输中的应用：交变电流在电力系统中得到了广泛的应用，尤其是高压输电。
通过变压器的升压和降压作用，将交变电流的电压调整到合适的等级，实现电力的远距离传输。
总结：高三学生在学习交变电流时，应该掌握交变电流的基本概念、形式以及相关的计算方法。
了解交变电流的频率、峰值、有效值等重要参数，以及交变电流在电能传输中的应用。
高中物理交变电流知识详解一、 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 ωtωt 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 ωtωt 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，则直流电的值为交流电的有效值．（1）有效值跟最大值的关系εm =2U 有效，I m =2I 有效（2）伏特表与安培表读数为有效值．（3）用电器铭牌上标明的电压、电流值是指有效值．5．周期与频率：交流电完成一次全变化的时间为周期；每秒钟完成全变化的次数叫交流电的频率．单位1/秒为赫兹（Hz ）．规律方法一、关于交流电的变化规律【例1】如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0．5T ，边长L=10cm 的正方形线圈abcd 共100匝，线圈电阻r ＝1Ω，线圈绕垂直与磁感线的对称轴OO /匀速转动，角速度为ω＝2πrad ／s ，外电路电阻R ＝4Ω，求：（1）转动过程中感应电动势的最大值．（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过600时的即时感应电动势．（3）由图示位置转过600角时的过程中产生的平均感应电动势．（4）交流电电表的示数．（5）转动一周外力做的功．（6）61周期内通过R 的电量为多少？ 解析：（1）感应电动势的最大值，εm ＝NB ωS ＝100×0．5×0．12×2πV=3．14V（2）转过600时的瞬时感应电动势：e ＝εm cos600=3．14×0．5 V ＝1．57 V（3）通过600角过程中产生的平均感应电动势：ε=N ΔΦ/Δt=2．6V（4）电压表示数为外电路电压的有效值： U=r R +ε·R ＝2143⋅×54=1．78 V （5）转动一周所做的功等于电流产生的热量 W ＝Q ＝（2m ε）2（R十r ）·T ＝0．99J（6）61周期内通过电阻R 的电量Q ＝I ·61T ＝R ε61T ＝()6/60sin 0r R T NBS +＝0．0866 C【例2】磁铁在电器中有广泛的应用，如发电机，如图所示。
高中物理：交变电流知识点一、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叫做交变电流，简称交流(AC)．2.变化规律：如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流的图象．其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电，如图甲所示．二、正弦交变电流的产生及变化规律1. 产生：当闭合线圈由中性面位置(O1O2位置)开始在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变化的函数是正弦函数2．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)3. 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，，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，最大，e最大，i最大，电流方向不改变．三、交变电流的周期和频率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，单位是秒(s)，公式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：四、交流电“四值”的比较和理解五、电阻、电感、电容在交流电路中的作用1. 对电流的阻碍作用叫电抗，电抗有3种类型：导体本身对电流的阻碍作用—电阻（阻抗）；线圈对电流的阻碍作用—感抗；电容对电流的阻碍作用—容抗2.电阻、感抗、容抗的比较：六、变压器的结构和原理1．主要构造：是由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成的．变压器构造如图所示．(1)原线圈：与交流电源连接的线圈．(2)副线圈：与负载连接的线圈．2．工作原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化．变化的磁场在原副线圈中产生感应电动势，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流．互感现象是变压器工作的基础．由于理想变压器没有磁通量损失，在如图所示的铁芯中各处磁通量Φ相同，且磁通量变化相同，即变压常数相同．又理想变压器无内阻，故无内压降，因此有七、理想变压器的原、副线圈中物理量之间的关系八、电压互感器和电流互感器九、电能输送中减少损耗的方法发电机的输出功率为一定值，P＝UI，在远距离输电的过程中，有相当一部分能量损耗在输电线上，设输电线的电阻为r，则损耗的电能，即转化为热能的部分为Q＝I2Rt，热功率为P热＝P损＝I2R，要减少线路上电能的损耗，有两种方法：(1) 减小电阻：①减小电阻率，现有的导线多为铝导线，可改为铜，但价格太高；②减小距离，但可行性不大；③增大面积，有局限性，并且耗费材料．(2)减小电流：在输出功率不变的情况下，要减小电流，必须提高 U，即需采用高压输电．十、远距离输电系统远距离高压输电的几个基本关系(以图为例)当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减少到原来的。
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。
交变电流的产生和变化规律要点一、直流电和交流电1．直流电电流的方向不随时间变化的电流或电压叫做直流电。
直流电可以分为：脉动直流电和恒定电流两种形式。
脉动直流电：电流或电压的大小随时间发生变化，但方向不发生变化，如图甲、乙所示。
恒定电流（或恒定电压）：电流或电压的大小和方向都不随时间发生变化，如图丙、丁。
2．交电流1．定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流。
要点诠释：（1）方向不变的电流叫做直流，大小和方向都不变的电流叫恒定电流。
（2）大小不变、方向改变的电流也是交变电流。
2．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里产生的是正弦式交变电流。
要点诠释：（1）矩形线框在匀强磁场中匀速转动，仅是产生交变电流的一种方式，但不是唯一方式。
（2）交变电流的典型特征是电流方向变化，其大小可能不变，如图所示的交变电流称为矩形交变电流，在方向变化时其大小可能不变。
【典型例题】类型一、判断电流是否为交变电流例1（多选）．如图所示图象中属于交变电流的有（）【答案】ABC【解析】本题考查交变电流的定义。
A、B、C中e的方向均发生了变化，故它们属于交变电流，但不是正弦式交变电流，D 中的方向未变化，故是直流。
要点二、交变电流的变化规律3．中性面：线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中的感应电流为零，这一位置叫中性面。
特点：（1）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，感应电流为零。
（2）线圈经过中性面时，线圈中的电流方向要发生改变。
线圈转一周有两次经过中性面，所以每转一周电流方向改变两次。
如图所示，该线圈从中性面起经时间t 转过角度θ，则t θω=，此时两边ab cd 、速度方向与磁感线方向的夹角分别为t ω和180t ω︒－，它们产生的感应电动势同向相加，整个线圈中的感应电动势为：sin sin(180)2sin ab cd ab e Bl v t Bl v t Bl v t ωωω=+︒-=，因为2adl v ω=⋅，代入上式得 sin e B S t ωω=。
知识点：知识点一| 交变电流的产生1．产生如图所示，将闭合线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
2．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。
(2)按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流。
3．正弦式交变电流(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)函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)①电动势e随时间变化的规律：e＝E m sin ωt。
②负载两端电压u随时间变化的规律：u＝U m sin_ωt。
③电流i随时间变化的规律：i＝I m sin_ωt。
其中ω等于线圈转动的角速度，E m＝nBl1l2ω＝nBSω。
(3)图象(如图所示)[考法指导]1．正弦式交变电流的变化规律(线圈从中性面位置开始计时)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， 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，最大，e最大，i最大，电流方向不改变。
知识点二| 描述交变电流的物理量1．周期和频率(1)周期T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转动一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式为(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：2．交变电流的“四值”(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：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫作交变电流的有效值。
对正弦式交变电流，其有效值和峰值的关系为：(4)平均值：交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值，其数值可以用对交变电流“四值”的比较和理解练习：课件：教案：。
高中物理| 5.1交变电流详解交变电流发电机产生的电动势是随时间做周期性变化的，因而用电器中的电流，电压也做周期性变化，这样的电流就做交流电流，简称交流（AC）。
方向不随时间变化的电流称为直流。
（DC）1交变电流的产生1、实验装置：如图所示，当磁场中的线圈转动时，流过电流表的电流方向就会发生改变，产生交变电流。
定义：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流。
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两个边要切割磁感线，产生电动势，线圈上就有了电流（或者说穿过线圈的磁通量发生变化而产生了感应电流）。
具体分析可从下图中看出，图①时，导体不切割磁感线，线圈中无电流；图②时，导体垂直切割磁感线，线圈中有电流，且电流从a端流入；图③同图①；图④中电流从a端流出，这说明电流方向发生了改变。
线圈每转一周，电流方向改变两次，电流方向改变的时刻也就是线圈中无电流的时刻（或者说磁通量最大的时刻）。
由于线圈转一周的过程中，线圈的磁通量有两次达到最大，故电流的方向在线圈转一周的过程中改变两次，我们把线圈平面垂直于磁感线时的位置叫做中性面。
线圈转至中性面时，虽然磁通量最大，但磁通量的变化率却最小等于零（导体不切割磁感线）。
线圈垂直中性面时，虽然磁通量等于零，但是磁通量的变化率却最大。
中性面（1）中性面：指与磁感线垂直的平面。
（2）特点①当线圈处于中性面时，磁通量最大，磁通量变化率为零，ε=0，各边均不切割磁感线。
②当线圈转至中性面时，电流方向发生改变。
③线圈转动一周，电流方向改变两次。
（3）当线圈垂直中性面时，=0，但磁通量变化最快，v⊥B，感应电动势最大.2交变电流的变化规律交变电流的数学表示式如图所示，当线圈abcd经过中性面时开始计时，ab和cd边产生的电动势均为BLvsinωt，则此时整个线圈中的电动势为或写为小结：由知，线圈中的交变电流按正弦函数规律变化，这种交变电流叫正弦交流电.注意①上式的表示形式仅限于自中性面开始计时的情况；②交变电流的表达式与轴的位置无关。
高中物理交变电流讲解一、教学任务及对象1、教学任务本教学任务是基于高中物理课程中的交变电流部分，旨在让学生理解交变电流的基本概念、特点及其在电路中的应用。
课程内容主要包括：交流电的基础知识，如周期、频率、峰值、有效值等；单一交流电路元件的电压与电流关系；交流电的功率计算；以及简单的变压器原理。
此外，还将探讨交变电流在实际应用中的技术问题，例如电容器和电感器在电路中的作用，以及它们对电路性能的影响。
2、教学对象教学对象为高中二年级学生，他们已经具备基础的电学知识和一定的物理实验能力。
学生在先前的学习中接触过直流电路的相关内容，对于电流、电压、电阻等基本物理量已有初步理解。
然而，对于交变电流这一全新的领域，学生可能还感到比较陌生，需要通过具体实例和实验来加深理解。
因此，教学设计需兼顾理论讲解与实验操作，以激发学生的学习兴趣和探究欲望。
二、教学目标1、知识与技能（1）理解交变电流的基本概念，包括周期、频率、峰值、有效值等，并能够运用这些概念解释交流电的特性。
（2）掌握单一交流电路元件（如电阻、电感、电容）的电压与电流关系，能够分析并计算交流电路中的电压和电流。
（3）学会计算交流电的功率，包括纯电阻、纯电容和纯电感电路的功率，以及了解实际交流电路的总功率。
（4）了解变压器的原理，掌握电压和电流在变压器中的变换关系，能够运用变压器解决实际问题。
（5）通过实验，学会使用示波器、信号发生器等仪器，观察交流电波形，测量交流电参数。
2、过程与方法（1）通过讲解、演示和实验，引导学生观察、思考、分析交变电流的现象，培养学生的观察力和思考能力。
（2）采用问题驱动的教学方法，鼓励学生提出问题、解决问题，培养学生的自主学习能力和合作精神。
（3）利用多媒体教学资源，如动画、视频等，帮助学生形象地理解交变电流的产生、传播和转换过程。
（4）通过分组实验，培养学生动手操作能力，使学生学会在实际操作中发现问题、分析问题、解决问题。
高考总复习：正弦交流电的产生和描述【知识网络】3、交变电流的产生机理要点诠释：法拉第发现电磁感应定律的最重要的应用就是制成发电机。
（1）发电机的组成磁极、线圈（电枢）旋转电枢：通过滑环、电刷通入外电路，一般产生的电压小于500V 旋转磁极：比较常用，几千~几万V原理：利用线圈在磁场中绕某一固定轴转动，切割磁感线产生感应电动势，继而在闭合回路产生电流能量转化：机械能→电能（2）交流电的产生矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，角速度ω一定。
其中ab 、cd 边切割磁感线，且ab 、cd 始终与速度v 垂直，从切割效果看总是两个电源串联，其俯视图为：第一象限：方向—abcda (磁通量Φ减少)大小：2sin 2sin sin cd cd od e NBl v NBl l t NBS t θωωωω==⋅=第二象限：方向—abcda (磁通量Φ增加)大小：2sin 2sin()sin()cd cd od e NBl v NBl l t NBS t θωπωωπω==⋅-=-sin e NBS t ωω=依次类推：可得其它象限的情况。
总之，sin sin m e NBS t E t ωωω==与轴的位置无关。
①大小为sin NBS t ωω②方向取决于角度ωt 0<ωt<π e>0π<ωt<2π e<0线圈每经过中性面一次，电流方向改变一次；线圈旋转一周，电流方向改变两次。
③m E NBS ω=为感应电动势的最大值④当线圈与中性面重合时（磁场方向与线圈平面垂直），磁通量Φ最大，磁通量的变化率最小，感应电动势最小，磁力矩最小；当线圈与中性面垂直时（磁场方向与线圈平面平行），磁通量Φ最小，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，磁力矩最大。
中性面特点：（1）磁场方向与线圈平面垂直；（2）穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，电动势为零；（3）线圈每经过中性面一次，电流方向就改变一次。
4、交流电的变化规律要点诠释：（1）几个表达式瞬时值 电动势 e 电流 i 路端电压u最大值 E m I m U m若外电阻为R ，电动机内阻为r ，则瞬时值表达式为sin e NBS t ωω=sin sin m m E e i t I t R r R rωω===++ sin sin m m RE u iR t U t R rωω===+ （2）图象考点二、描述交流电的物理量要点诠释：在稳恒电流里用两个物理量（I 、U ）就能描述电路的情况，但在交流电路里，由于电流的大小、方向都在随时间做周期性的变化，所以要描述它们的物理量就要多一些。
1、最大值（I m 、U m ）指在一周期内所能达到的最大值。
电动势的最大值m E NBS ω=，电流的最大值m m E NBS I R r R rω==++ 电压的最大值m m m R R U I R NBS E R r R rω===++ 电容器的耐压值应超过交流电压的最大值，才不会被击穿.2、周期和频率（1）周期T ：交流电完成一次周期性变化所需要的时间。
即：线圈转动一周（2）频率f ： 1f T = （3）角速度222f n T πωππ=== 3、有效值U 、I （不是平均值）要点诠释：表示交流电产生的效果。
电流的效应有热效应、化学效应、磁效应等。
交流电的有效值是根据交流电的热效应来规定的。
对交流电来说，有意义的不是其在某一瞬间的瞬时功率，而是它在一个周期内的平均功率。
如50Hz 供电的灯泡，虽然其瞬时功率不断变化，但我们感觉不到其亮度的变化，其亮度取决于其平均功率。
（1）定义：让交流电和稳恒电流通过相同的电阻，如果在相同的时间内产生的热量相等，则这个稳恒电流的数值就为该交流电的有效值。
（2）正弦交流电的有效值2m E E = 2m I I = 2m U U =即2m E E = 2m I I = 2m U U = 交电流在一周期内的平均功率i P ，对直流电2P I R =，对交流电21()22i m P I R I R == 以上公式只适用于正弦交流电。
对其它的交流电不适用，在对待非正弦交流电时，有效值的计算应从其定义出发进行推算，或与正弦交流电的规律进行对比得出。
（3）一般说明交流电的数值，不做特殊说明，都指有效值。
例：①照明电路中的220V 电压②额定电压及功率“220V 50W”③交流电表的指示数值对纯电阻电路，其计算与直流电的计算类似，但式中各量均代入有效值U I R= P=UI 4、平均值物理意义：交变电流图像中图线与时间轴所围成的面积与时间的比值。
计算有关电量时只能用平均值。
E BLv =E N tφ∆=∆ E I R r =+ E N q I t t R r R rφ∆=∆=∆=++ 考点三、电感、电容对交变电流的影响要点诠释：电感是“通直流、阻交流，通低频、阻高频”电容是“通交流、隔直流、通高频、阻低频”（1）电感对直流的阻碍作用很小所以是“通直流”，而对交流都有阻碍作用，所以“阻交流”；而交流频率越高，电感阻碍作用越大，而对低频阻碍作用较小，所以“通低频，阻高频”；（2）电容对直流来说是断路，而交流可以通过对电容充放电，使电路中有电流，故表现为交流“通过”了电容器，故有“通交流，隔直流”；电容器对交流的阻碍作用与交流的频率有关，频率越高，容抗越小，越易“通过”电容器，而对低频容抗较大，故有“通高频、阻低频”。
【典型例题】类型一、交流电的产生及描述【高清课堂：交流电 例1】例1、如图所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中绕oo′轴匀速转动，产生的交流电动势e =200 sin100πt （V ）。
则（ ）A ．此交流电的频率是100HzB ．交流电的有效值E =2002 VC ．当频率增加时，电动势的最大值也增大D ．当穿过线圈平面的磁通量最大时，电动势也最大。
【思路点拨】根据电动势的瞬时值表达式sin e NBS t ωω=进行分析，与已知的交流电动势e =200 sin100πt （V ）进行对比。
【答案】C【解析】此交流电的频率100ωπ=，周期22110050T s ππωπ===，频率150f Hz T ==，A 错；交流电的有效值100222m E V ===，B 错；频率增大，角速度增大，根据电动势的最大值m E NBS ω=可知，频率增大，电动势的最大值也增大，C 对；当穿过线圈平面的磁通量最大时，即处于中性面时，磁通量的变化率为零，电动势为零，D 错，故C 对。
【总结升华】要理解电动势、电流、路端电压瞬时值的物理意义，对最大值与有效值的关系、表征交流电的几个物理量的意义、对中性面的特点必须熟练应用。
举一反三【变式1】如图所示，有一闭合的正方形线圈，匝数 N= 100，边长为 10 cm ，线圈总电阻为 10 Ω。
线圈绕OO ＇轴在B=0.5 T 的匀强磁场中匀速转动，每分钟转1500转，求线圈平面从图示位置转过30°时，感应电动势的值是多少？【答案】39.25 V【解析】n=1500 r / min=25 r / s ， ω=2πn=50π rad / s ，最大值E m = NBSω = 100×0.5×0.01×50×3.14 V = 78.5 V 。
线圈的初位置是中性面，所以其瞬时值表达式为正弦函数sin 78.5sin50e NBS t t ωωπ== V当线圈转过30°即ωt=30°时，感应电动势的瞬时值为e = 78.5×sin30°V=39.25 V 。
【变式2】一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示。
已知发电机线圈内阻为5.0Ω，则外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则（ ）A.电压表的示数为220VB.电路中的电流方向每秒钟改变50次C.灯泡实际消耗的功率为484WD.发电机线圈内阻每秒钟产生的热量24.2J【答案】D【解析】A 选项，由图像可知电动势的有效值为220V ，而电压表测量的是路端电压，其大小为22095209955E U R V V R r ==⨯=++，A 错；B 选项，由图像知交流电的周期为0.02秒，一个周期内电流方向改变两次，频率是50赫兹，故每秒钟电流方向改变100次，B 错；C 选项，灯泡的实际功率222220()()95459.8955E P I R R W W R r ==⋅=⨯=++，C 错；D 选项，由焦耳定律得22220()5124.2955Q I rt J J ==⨯⨯=+，D 对，故正确选项为D 。
类型二、交流电的图像分析例2、(2014 郑州模拟)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示。
产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。
则下列说法正确的是( )A. t =0.01s 时穿过线框的磁通量最小B. 该交变电动势的有效值为112VC. 该交变电动势的瞬时值表达式为222cos(100)V e t =πD. 电动势瞬时值为22V 时，线圈平面与中性面的夹角为45°【答案】D【解析】t =0.01s 时，感应电动势为零，穿过线框的磁通量最大，选项A 错误；该交变电动势的有效值为22V 2U ==，选项B 错误；该交变电动势的瞬时值表达式为 2222sin V=222sin(100)V e t t T=ππ， 选项C 错误；电动势瞬时值为22V 时，2sin(100)t =π，线框平面与初始位置所在平面的夹角为45°，与中性面的夹角也为45°，故选项D正确。
举一反三【变式1】（多选）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(25 t)VB．该交流电的频率为25 HzC．该交流电的电压的有效值为1002VD．若将该交流电压加在阻值为R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W【答案】BD【解析】由图读出电压的最大值为100V，周期0.04秒，有效值为502，频率为25 Hz，角速度2500.04πωπ==/rsd s，电压瞬时值的表达式为u=100sin( 50 π t )，AC错B对；电阻消耗的功率为有效值，故要计算功率的有效值，22(502)50100UP W WR===，D对，故正确选项为BD。
【变式2】电阻R1、R2交流电源按照图1所示方式连接，R1=10Ω，R2=20Ω。
合上开关后S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。
则（）A、通过R1的电流的有效值是1.2AB、R1两端的电压有效值是6VC、通过R2的电流的有效值是1.22AD、R2两端的电压有效值是62V 【答案】B类型三、非正弦交流电有效值的计算【高清课堂：交流电例4】例3、如图1、2表示交流电的电流随时间变化的图像，分别求出它们的有效值。
