高三一轮复习交变电流专题
2025届高考物理一轮复习课件：第1讲+交变电流的产生和描述+(1)
1、交变电流有效值
i/A 5
交流电的有效值是根据电流的热效应规定的
遵循“三同原则”：同一个周期，同一个电阻， 相同的热量
0
t
-3
u U
m0
t
E
Em 2
0.707Em
I
Hale Waihona Puke Im 20.707Im
U
Um 2
0.707U m
直流（DC）电源有正负极，交流（AC)电源没有正负极
例1：如图所示的交变电流由正弦式交变电流的一半和反向脉冲电流组合而 成，则这种交变电流的有效值为（ C ）
⑤ 线圈中的感应电动势多大？
e
2BL1
L2 2
sin t
BS
sin t
t=0
A(
B) θ
v⊥
中性面
B
D(C)
交变电流的产生和描述
2、正弦交变电流的产生和变化规律
最大值（峰值）
Em nBS nm
Im
Em Rr
Um ImR
Φ＝Φmcos ωt
e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt
e NBS sin t e E m sin t
例2：在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd。线圈cd边沿竖 直方向且与磁场的右边界重合。线圈平面与磁场方向垂直。从t＝0时刻起， 线圈以恒定角速度ω绕cd边沿如图5所示方向转动，规定线圈中电流沿abcda 方向为正方向，则从t＝0到t＝T时间内，线圈中的电流I随时间t变化关系图
象为（ B ）
C
最大值： 电容器的耐压值
平均值： 求通过的电荷量 q It
有效值：（1）求电功、电功率、电热、电热功率
高中物理高考 新课标2020高考物理一轮复习11 1交变电流课件新人教版201908021194
考点二 有效值的理解与计算
1．正弦交变电流的有效值的计算
利用 I＝ Im ，U＝Um，E＝Em计算．
2
2
2
2．非正弦交变电流的有效值的计算
根据电流的热效应计算，注意“三同”：即“相同电阻”，
“相同时间”内产生“相同热量”，利用公式 Q＝I2Rt 或 Q＝UR2
t 列式求解，“相同时间”一般取一个周期．
如图所示，匀强磁场的磁感应强 度 B＝0.5 T，边长 L＝10 cm 的正方形线 圈共 100 匝，线圈总电阻 r＝1 Ω，线圈 绕垂直于磁感线的对称轴 OO′匀速转动， 角速度 ω＝2π rad/s，外电路中的电阻 R ＝4 Ω，不计摩擦，求：
(1)由图示位置计时感应电动势瞬时表达式； (2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过 60°时的瞬时感 应电动势；
以恒定的角速度 ω 沿逆时针方向做匀速圆周运动，则线框中的电
流有效值为( )
BωR2 A. 2r
2BωR2 C. r
3BωR2 B. 2r
5BωR2 D. 2r
【答案】 D 【解析】 设电流逆时针方向为正方向； 在 0－t 时间内，线框从图示位置开始(t＝0)转过 90°的过程 中，产生的感应电动势为：E1＝12Bω·R2；回路电流为：I1＝Er1 ＝Bω2rR2.线框中感应电流方向沿逆时针． 在 t－2t 时间内，线框进入第 3 象限的过程中，回路电流方 向为顺时针．感应电动势为：E2＝12Bω·R2＋12×2Bω·R2＝32B ω·R2＝3E1；感应电流为：I2＝3I1＝3B2ωrR2；
A．转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大 B．转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零 C．转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大 D．转到图丁位置时，AB 边感应电流方向为 A→B
(7)交变电流——2023届高考物理一轮复习揭秘高考原题
B.闭合开关 ，电灯L变暗
C.将滑动变阻器 的滑片向右移动，电灯L变暗
D.将滑动变阻器 的滑片向右移动，电灯L变亮
答案以及解析
1.答案：B
解析：本题考查理想变压器的工作原理、闭合电路欧姆定律的应用。设原、副线圈匝数比为 ，电源电压为 ，变压器电路等效为电源与滑动变阻器 及阻值为 的电阻串联。当保持 的位置不变， 向左缓慢滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，电压表的读数减小，A项错误；当保持 的位置不变， 向左缓慢滑动的过程中，由于原线圈中的电流增大，根据理想变压器的变流规律可知，副线圈上电流增大，根据 可知， 消耗的功率增大，B项正确；保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中，副线圈匝数 减小，k增大，回路的总电阻增大，电路中电流I减小，电阻 上电压减小，C项错误；由于电阻 上电压减小，原线圈上电压 增大，副线圈上电压 ，无法确定 是增大还是减小，电阻 消耗的功率的变化也无法确定，D项错误。
A.保持 位置不变， 向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变
B.保持 位置不变， 向左缓滑动的过程中， 消耗的功率增大
C.保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大
D.保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中， 消耗的功率减小
2.【2022年山东卷】如图所示的变压器，输入电压为220V，可输出12V、18V、30V电压，匝数为 的原线圈中电随时间变化为 。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1V。将阻值为12Ω的电阻R接在 两端时，功率为12W。下列说法正确的是()
（三）变式训练
5.某同学设计了一个充电装置，如图所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V。理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1:60。下列说法正确的是()
高考物理一轮总复习(固考基+抓细节+重落实)10-1 交变电流的产生和描述课件(含13高考、14模拟)
电流图象
有效值 1 U＝ Um 2 Um U＝ 2 U＝ t1 Um T
1 2 U1＋U2 2 2
U＝
(2012· 全国大纲高考 )一台电风扇的额定电压为 交流 220 V．在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一 段时间内的工作电流 I 随时间 t 的变化如图 10－1－7 所示． 这 段时间内电风扇的用电量为( )
3．正弦式交变电流的图象(如图 10－1－2 所示)
图 10－1－2
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) 2π 所需的时间 ，单位是秒(s)．公式表达式为 T＝ . ω
(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) . 1 1 (3)周期和频率的关系：T＝ 或 f＝ . f T
瞬时值
根 据 电 对正弦、 余 (1) 通 常 所 说 的 交 变 电 流 的 电 流的热 弦 交 变 电 压、电流，交流电表的读 数，保险丝的熔断电流值，电 器设备铭牌上所标的电压、电 流值都是指交变电流的有效值 (2) 求 解 交 变 电 流 的 电 热 问 题 时，必须用有效值来进 行计算
效应(电 流 有效值 流通 过 电 阻 产生的 热量)进 行定义 Em E＝ ， 2 Um U＝ ， 2 Im I＝ 2
2．电流变化规律和磁通量变化规律的对比
电流
i＝Imsin ωt Φ＝Φmcos ωt ＝BScos ωt 磁通量为最大值时，电流为零，线圈 位于中性面位置
磁通量
说明
3．由正弦交流电的图象可得到的信息 (1)交变电流的最大值． 1 (2)周期 T(频率 f＝ )． T (3)任意时刻线圈中产生的电流的大小和方向．
专题66 交变电流的产生和描述-2025版高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
2025届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题66交变电流的产生和描述导练目标导练内容目标1交变电流的产生规律目标2交变电流的四值问题目标3交变电流的有效值【知识导学与典例导练】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⊥B，Φ最大，ΔΦΔt＝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，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。
【例1】如图所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图像如图线b 所示，以下关于这两个正弦交流电的说法错误．．的是（）A ．在t =0时刻穿过两线圈的磁通量均为最大B ．线圈先后两次转速之比为3∶2C ．图线bD ．图线a 所对应的交流电的瞬时值表达式为()5V e t π=【答案】D【详解】A ．由题图可知，t =0时刻两线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，故A 正确，不符合题意；B ．由题图可知周期T a ∶T b =2∶3角速度2Tπω=，则ωa ∶ωb =3∶2转速n a ∶n b =3∶2故B 正确，不符合题意；C ．交流电的最大值U m =NBSω，故U ma ∶U mb =3∶2所以m m 240V 33b a U U ==所以图线b 所对应的交流电的有效值为V3b U ==故C 正确，不符合题意；D ．由题图可知，图线a 所对应的交流电的最大值为20V ，角速度为25rad/s aT ππ=所以瞬时值的表达式为e =20sin 5πt （V ），故D 错误，符合题意。
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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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。
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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．]
高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器 第二节 变压器 电能的输送课件
220×0.2 44
A＝1
A，C、D错误；原线圈和副线圈的匝数比nn12
＝II12＝51，A错误，B正确．
答案：B
2．用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变 压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则( )
A.变压器输入功率约为3.9 W B.输出电压的最大值是110 V C.变压器原、副线圈匝数比是1 2 D.负载电流的函数表达式i＝0.05sin(100πt＋π2)A
第十章
交变电流 传感器
第二节 变压器 电能的输送
突破考点01 突破考点02 突破考点03
突破考点04 课时作业 高考真题
突破考点01
变压器
自主练透
1.构造和原理(如图所示)
(1)主要构造：由________、________和铁芯组成． (2)工作原理：电磁感应的________现象．
2.基本关系 (1)电压关系：UU12＝________. (2)电流关系：只有一个副线圈时：II12＝________. (3)功率关系：P入＝________. (4)频率关系：原、副线圈中电流的频率相等．
(3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化．
2.负载电阻不变的情况(如图所示)
(1)U1不变，nn12发生变化，U2变化． (2)R不变，U2变化，I2发生变化． (3)根据P2＝UR22和P1＝P2，可以判断P2变化时，P1发生变 化，U1不变时，I1发生变化．
【例1】 如下图所示，理想变压器输入端PQ接稳定的交流 电源，通过单刀双掷开关S可改变变压器原线圈匝数(图中电压表 及电流表皆为理想电表)，则下列说法中正确的是( )
3.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——也叫________变压器． (2)互感器 ①电压互感器，用来把高电压变成________； ②电流互感器，用来把大电流变成________．
2024高考物理一轮复习--交变电流的产生和描述
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。
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交变电流
一．交流电
1.大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。
2.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。
【例1】、下列电流波形图中，表示交变电流的是 （ ）
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；
(2)．当从图1位置开始计时：
则：e=εm cos ωt ， i ＝I m cos 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2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．ΔΦ/Δt=0
所以 e=E m 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：E m ＝B ωS 当为N 匝时E m ＝NB ωS 应用：
（1）ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，．
（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=E m sin ωt ， i ＝I m sin ωt 代入时间即可求出．应用：
t D B i t
(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．应用：
①有效值跟最大值的关系E
m =2U
有效
，I
m
=2I
有效
（只适用于正余弦交流电）
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)．平均值E=nΔΦ/Δt 。
应用：
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）．
【例2】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）
6
1周期内通过R的电量为多少？
练习题
1.如图所示，（甲）和（乙）所示的电流最大值相等的方波交流电
流和正弦交流电流，则这两个电热器的电功率之比P
a ∶P
b
=
2、一矩形线圈，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的变化如图所示.下列说法中正确的是（）
A．t
1
时刻通过线圈的磁通量为零
B．t
2
时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
C．t
3
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。