期中交变电流专题

一. 教学内容：专题一交变电流［教学过程］一. 交流电：1. 交流电：大小和方向随时间作周期性变化的电流。

如：￥2. 正弦交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场轴匀速转动。

（1）电动势的产生：,③任意时刻t，线圈从中性面转过角度θ=ω·t说明：①交流电的峰值与线圈转轴位置和线圈形状都无关。

②交流电瞬时表达式是正弦或余弦，取决于计时零点线圈所处位置。

-（2）外电路闭合，R外，r（3）线圈转动一圈，交流电变化一个周期，电流方向变化两次。

（每经过中性面时，e=0，i=0，电流方向将发生改变）~3. 描述交流电变化规律：4. 描述交流电物理量：.（5）有效值：根据交流电热效应利用等效原理规定：让交流电和恒定电流通过同样阻值的电阻，在相等时间内产生的热量Q相等，则恒定电流的值为交流电有效值。

式交流电，依据定义Q交=Q直求有效值。

…（2）通常所说交流电值均指交流电的有效值。

秒电流方向改变100次）交流电器的铭牌上标明U额、I额是有效值，交流电表（电压表、电流表）读数也是有效值。

（3）计算通过电量，用平均值，计算交流产生热量，电功率用有效值。

Q=I2Rt，P=I2R二. 变压器1. 主要构造：输入线圈（原、初级）、输出线圈（副、次级）、闭合铁芯、符号：2. 工作原理：原线圈输入交流电U1，在铁芯中产生变化的磁通量，这样原线圈产生自感，副线圈产生电磁感应，反过来，副线圈在铁芯中产生变化的磁通量，引起原线圈的电磁感3. （1）理想变压器：传输交流电能时，自身不消耗电能。

P2=P1。

①原、副线圈没有电阻，不产生焦耳热，不计铜损。

③不计铁芯内电磁感应，即不计铁损。

?注：￥三. 远距离输电1. 输电原理：输电线总电阻R线，输送电功率P，输电电压U。

2. 高压输电原理：已知P输，输电电压U，输电线电阻R线，n1，n2，n3，n4。

/【典型例题】例1. 如图所示，N=100匝的正方形线圈，边长L=10cm，电阻r=1Ω，在匀强磁场中，B=，以n=100/π（r/s）的转速匀速转动，线圈通过滑环和电刷与R=9Ω的电阻组成闭合回路（伏特表是恒热电表），求：（1）从中性面开始计时，写出线圈中产生电动势e的表达式。

交变电流(一）1.交流发电机的线圈在匀强磁场中转动，当线圈平面通过中性面时，说法正确的是（）A.穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大B.穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大C.穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零D.穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零2.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电流电动势如图所示，下面说法正确的是（）A.交流电动势的最大值为20 VB.交流电动势的有效值为102VC.交流电动势的频率为50 HzD.交流电动势的周期为0.04 s3．(2011·厦门模拟)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(如图所示)，线圈的cd边离开纸面向外运动，若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流方向为正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图象是图中的( )4.一只“220 V 100 W”的灯泡接在u=311sin314t V的交变电源上，则下列判断正确的是（）A.灯泡不能正常发光 B.与灯泡串联的电流表的读数为0.45 AC.与灯泡并联的电压表的读数为220 VD.通过灯泡的电流表达式为i=0.64sin314t A 5．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)，则多用电表的示数为()A．4 2 AB．4 AC．5 AD．5 26．(08山东）图中甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化。

下列说法正确的是 ( )A ．图甲表示交流电，图乙表示直流电B ．两种电压的有效值相等C ．图甲所示电压的瞬时值表达式为u ＝311sin 100πt VD ．图甲所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的1107．(2012·大纲全国卷)一台电风扇的额定电压为交流220 V 。

2015届高中物理交变电流专项复习知识梳理： 一、交变电流1.交变电流：电流强度的大小和方向 ，这种电流叫交变电流。

2.交变电电流的产生和变化规律（1）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产生的是 交变电流. （2）规律（瞬时值表达式）： ①中性面的特点：②变化规律：（交变电流瞬时值的表达式）电动势： 电压： 电流： ③正弦（余弦）交变电流的图象二、描述交变电流的物理量 1. 交变电流的最大值：（1）交变电流的最大值（m m I E 、）与 无关，但是转动轴应与磁感线 . （2）某些电学元件（电容器、晶体管等）的击穿电压指的是交变电压的最大值. 2.交变电流的有效值：（1）有效值是利用 定义的.（即 ，则直流电的数值就是该交流电的有效值.）（2）正弦交变电流的有效值：（3）通常说的交变电流的电压、电流强度以及交流电表的读数、保险丝的熔断电流的值，都是指交变电流的值.此外求解交变电流的电热问题时，必须用值来进行计算.3.交变电流的周期、频率、角速度：（1）周期T：交变电流完成一次周期性变化所需的时间.（2）频率f：1s完成周期性变化的次数.（3）角速度ω：1s转过的角度.（4）三者关系：我国民用交变电流的周期T= s、频率f= Hz、角速度ω= rad/s. 4.交变电流平均值：（1）交变电流图象中图象与t轴所围成的面积与时间的比值叫做交变电流的平均值. （2）平均值是利用来进行计算的，计算时只能用平均值.三、电感和电容对交流的作用电感是“通流、阻流、通频、阻频”.电容是“通流、隔流、通频、阻频”.四、变压器1.变压器的构造图：2.变压器的工作原理：3. 理想变压器（1）电压跟匝数的关系：（2）功率关系：（3）电流关系：（4）决定关系：五、远距离输电1、示意图：2、两个关系：（1）.输电过程的电压关系：（2）.输电过程功率的关系：专题一 交变电流的产生和图像1、将阻值为5Ω的电阻接到阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示．下列说确的是 （ ） A ．电路中交变电流的频率为0.25 Hz B ．通过电阻的电流为2AC ．电阻消耗的电功率为2.5 WD ．用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V2、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 （25t ）V B ．该交流电的频率为25 HzC ．该交流电的电压的有效值为100 2 VD ．若将该交流电压加在阻值R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W3、正弦交变电源与电阻R 、交流电压表按照图1所示的方式连接，R =10Ω，交流电压表的示数是10V 。

6
转动过程中产生电动势的有效值为E= Em = BSω ,所以电流的有效值为I= E
22
R
=
2BSω ,故B正确;产生的热量Q=I2Rt=
2R
2BSω 2R2Fra bibliotek·R·2π
ω
=πB2S 2ω
R
,故C错误;
从中性面开始转过 π 的过程中,通过导线横截面积的电荷量为q=I t= E t=
2
R
ΔΦ ×t= ΔΦ = BS ,故D错误。
T
考向一 交变电流的产生
考向突破
正弦式交变电流磁通量和电动势的关系
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例1 如图所示,在水平向右的匀强磁场中,一线框绕垂直于磁感线的轴匀 速转动,线框通过电刷、圆环、导线等与定值电阻组成闭合回路。t1、t2时 刻线框分别转到图甲、乙所示的位置,下列说法正确的是 ( )
A.t1时刻穿过线框的磁通量最大 B.t1时刻电阻中的电流最大,方向从右向左 C.t2时刻穿过线框的磁通量变化最快 D.t2时刻电阻中的电流最大,方向从右向左
①正弦式交变电流的有效值U=
2
Um
I
2
2 2
Im
,E
2 2
Em
;
②非正弦式交变电流的有效值由有效值定义计算。
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例2 如图所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平
匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R,线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以
角速度ω从中性面开始匀速转动,下列说法正确的是 ( )
物理量
物理含义
重要关系
适用情况及说明
交变电流某一时刻的 值
e=Em sin ωt i=Im sin ωt