高中物理2.1交变电流课件

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。

B⊥S，φ最大，各边不切割磁感应线，无感应电流——中性面 B∥S，φ=0，垂直切割，感应电流最大

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BLVSinωt，整个线圈中产生的瞬时电动势大小为：e=2BLVSinωt，又V=2L，有： 22LeBLsintBSsint•

令Em=BωS有：sinmeEtsinmeEt（Em为最大值）

若电路总电阻为R，则瞬时电流为：

msinIsinmEeittRR

同理可得电路的某段电压的瞬时值。

sinmuUt

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。

高中物理专题练习-恒定电流

交变电流 变压器(含答案)

满分：60分 时间：45分钟

一、单项选择题(本题共9小题，每小题4分，共36分。每小题只有一个选项符合题意。)

1．(江苏单科，1)一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V交变电流改变为110 V。已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为( )

A．200 B．400 C．1 600 D．3 200

2．(江苏单科，3)远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是( )

A.I1I2＝n1n2 B．I2＝U2R

C．I1U1＝I22R D．I1U1＝I2U2

3．(天津理综，2)如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置。闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( )

A．增大R1的阻值 B．增大R2的阻值

C．增大两板间的距离 D．断开电键S

4．(北京理综，19)如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的12；R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是( )

A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A

B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A

C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A

D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A

5．(四川理综，4)小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压( )

1 第五章：交变电流单元测试题一

一、 选择题(每道小题 3分 共 36分 )

1、 对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是 （ ）

A、电流大小变化，方向不变，是直流电

B、电流大小、方向都变化，是交流电

C、电流最大值为0.2A，周期为0.01s

D、电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电

2、 对于理想变压器来说，下列说法中不正确的是

A、变压器是利用互感现象制成的

B、变压器可以改变各种电源的额定功率

C、变压器不仅能改变电压，还同时改变电流

D、变压器的初级电流随次级电流的增大而增大

3、 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:3，次级回路中联入三个均标有“36V，40W”的灯泡, 且均正常发光，那么, 标有“36V、40W”的灯泡A

A、也正常发光

B、将被烧毁

C、比另三个灯暗

D、无法确定

4、 面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，从中性面起以角速度ω匀速转动，在t时刻线圈磁通量的瞬时值为

A、BS B、BScosωt C、BSsinωt D、BS/sinωt

5、 如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈在转动中产生的感应电动势最大值为mE (V)，转动的角速度为ω(rad/s)。若线圈转到图示位置开始计时，那么下列四个式子中正确表达了该线圈上产生的电动势e随时间变化的函数式是

A、e=mEsinωt(V)

B、e=mEcosωt(V)

C、e=mEsin(ωt+90°)(V)

D、e=mEcos(ωt+90°)(V)

6、两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图所示，则两只电阻的热功率之比是

A、1：4

B、1：2

C、1：2

D、1：1 2 7、 交流电源电压u=20sin(100 ωt)V，电路中电阻R=10Ω。则如右图电路中电流表和电压表的读数分别为

1 高三物理一轮复习教学案交变电流

复习要点

1、交变电流的产生、变化规律及图象表达

2、表征交变电的物理量、交变电的有效值

3、电感和电容对交变电的影响

4、变压器的构造、作用、原理

5、理想变压器的理想化条件及规律

6、远距离办理电

二、难点剖析

1、交变电流的几个基本问题

（1）产生交变电流的基本原理：法拉第电磁感应定律。

（2）产生交变电流的基本方式

（3）交变电流的规律（以交变电动势为例）

使线圈在匀强磁场中相对做匀速转动而切割磁感线所产生的交变电流是正弦交变电流，其规律的一般表达式为)sin(0tem。推导过程如下： )sin(22022tvBNlBvNle

)sin()sin()sin(00021ttBNStBlNlm

（4）把握交变电流规律的三个要素（以交变电动势为例）。m——交变电动势最大值：当线圈转到穿过线圈的磁通量为0的位置时，取得此值。应强调指出的是，m与线形状无关，与转轴位置无关，其表达式为BNSm。

——交变电流圆频率：实际上就是交流发电机转子的转动角速度。它反映了交变电流变化的快慢程度，与交变电流的周期T和频率f间的关系为fT22。

0——交变电流初相：它由初始时线圈在磁场中的相对位置决定，实际上就是计时起点线圈平面与中性面间的夹角。

（5）交变电流的有效值

①有效值是根据电流的热效应来规定的，在周期的整数倍时间内（一般交变电流周期较短，如市电周期仅为0.02s，因而对于我们所考察的较长时间来说，基本上均可视为周期的整数倍），如果交变电流与某恒定电流流过相同电阻时其热效应相同，则将该恒定电流的数值叫做该交变电流的有效值。

②一般交变电流表直接测出的是交变电流的有效值，一般用电器铭牌上直接标出的是交变电流的有效值，一般不作任何说明而指出的交变电流的数值都是指有效值。

③交变电流的有效值),,(IU与其相应的最大值mmmIU,,间的关系为