交变电流(全章总结)
高中物理5.1 交变电流
积盾市安家阳光实验学校高中物理第五章交变电流3-2全章概述有一种电流，它的大小和方向都随时间发生周期性的变化，它可以利用变压器升高或者降低电压，可以驱动简单、运行可靠的感电动机，在业生产和日常生活中普遍使用，这就是交变电流。
本章内容实际上是电磁感现象研究的继续和其规律的具体用。
本章知识首先介绍交变电流的产生、变化规律及表征交变电流的一些基本物理量，在此基础上介绍电感和电容对交变电流的影响、变压器工作原理及远距离输电问题。
在学习本章时既要注意本章知识具有的特点（如周期性、最大值和有效值），有要时时注意本章知识与电磁感规律的联系。
高考对本章知识的考查，既有对本章知识的单独考查，也有对本章知识与力学知识内容相联系的综合考查。
课标要求1．内容（1）知道交变电流，能用函数表达式和图像描述交变电流。
例1 用示波器观察交变电流的波形，并测算其峰值和有效值。
（2）通过，了解电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用。
例2 用灯泡或交变电流流表观察电容器和电感器对交变电流的阻碍作用。
（3）通过，探究变压器电压与匝数的关系。
例3 观察生活中常见的变压器，了解其作用。
（4）了解从变电站到住宅的输电过程，知道远距离输电时用高电压的道理。
例4 查阅资料，了解直流输电的原理，比较交流输电和直流输电的特点。
2．活动建议（1）参观当地的小型电厂，了解发电过程。
调查发电机的容量、居民用电和工业用电情况。
撰写调查报告。
（2）观察变电站和高压输电线路。
课程学习5．1 交变电流★课标要求（一）知识与技能1．使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。
2．掌握交变电流的变化规律及表示方法。
3．理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。
（二）过程与方法1．掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。
2．培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。
3．培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。
（三）情感、态度与价值观通过观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性★教学交变电流产生的物理过程的分析。
交变电流教案课程
交变电流教案课程第一章：交变电流的基本概念1.1 交变电流的定义与特点1.2 交流电的表示方法1.3 交流电的频率与周期1.4 交流电的相位与相位差第二章：交变电流的产生与传输2.1 交变电流的产生原理2.2 交流发电机的工作原理2.3 变压器的工作原理2.4 交流电路的传输线第三章：交变电流的电压与电流3.1 交变电流的电压3.2 交变电流的电流3.3 电压与电流的相位关系3.4 电压与电流的波形第四章：交变电流的功率与能量4.1 交变电流的功率4.2 有功功率与无功功率4.3 视在功率与功率因数4.4 交变电流的能量转换与传输第五章：交变电流的电路元件5.1 电阻元件5.2 电感元件5.3 电容元件5.4 电阻、电感、电容元件的串联与并联第六章：交变电流的测量与控制6.1 交变电流的测量方法6.2 电流表与电压表的使用6.3 功率表与电能表的使用6.4 交变电流的控制方法第七章：交变电流的电路分析方法7.1 交变电流的阻抗与导纳7.2 交变电流电路的欧姆定律7.3 交变电流电路的功率分析7.4 交变电流电路的节点与回路分析法第八章：交变电流的滤波与调制8.1 交变电流的滤波器设计8.2 低通滤波器与高通滤波器8.3 带通滤波器与带阻滤波器8.4 交变电流的调制与解调第九章：交变电流的磁路原理9.1 磁路的基本概念9.2 磁通量与磁通密度9.3 磁阻与磁路欧姆定律9.4 变压器与电动机的磁路原理第十章：交变电流的电动机与应用10.1 交变电流电动机的基本原理10.2 异步电动机与同步电动机的区别10.3 电动机的启动与制动10.4 交变电流电动机在实际应用中的选择与使用第十一章：交变电流的故障分析与保护11.1 交变电流电路的常见故障11.2 故障检测与诊断方法11.3 交变电流电路的保护装置11.4 过电流、过电压与短路保护第十二章：交变电流在电力系统中的应用12.1 电力系统的基本结构与功能12.2 交变电流在输电与配电中的应用12.3 交变电流在发电与储能中的应用12.4 交变电流在电力电子设备中的应用第十三章：交变电流在通信技术中的应用13.1 交变电流在模拟通信中的应用13.2 交变电流在数字通信中的应用13.3 交变电流调制与解调技术13.4 交变电流在无线通信与卫星通信中的应用第十四章：交变电流在工业与自动化控制中的应用14.1 交变电流在电机控制中的应用14.2 交变电流在PLC控制系统中的应用14.3 交变电流在工业传感器与检测技术中的应用14.4 交变电流在变频调速系统中的应用第十五章：交变电流的未来发展趋势15.1 交变电流技术的创新与发展15.2 交变电流在新能源领域的应用前景15.3 交变电流与智能电网的结合15.4 交变电流技术的环保与节能贡献重点和难点解析本文教案主要围绕交变电流的基本概念、产生与传输、电压与电流、功率与能量、电路元件、测量与控制、电路分析方法、滤波与调制、磁路原理、电动机与应用、故障分析与保护、电力系统中的应用、通信技术中的应用、工业与自动化控制中的应用以及未来发展趋势等方面展开讲解。
【全优课堂】2014秋高中物理 第五章 交变电流章末整合课件 新人教版选修3-2
解析： (1)感应电动势的最大值为 Em＝nBωS＝3.14 V. (2)转过 60° 时的瞬时感应电动势为 e＝Emcos 60° ＝3.14×0.5 V＝1.57 V. (3)转过 60° 角过程中产生的平均感应电动势为 3 0.5×0.1×0.1× 2 ΔΦ BSsin 60° E ＝n ＝n ＝100× V＝2.6 V. Δt 1 1 2π T × 6 6 2π (4)电压表示数为外电路电压的有效值 3.14 2 E U＝ · R＝ ×4 V＝1.78 V. R＋r 4＋1
交变电流
专题 1 交流电瞬时值、最大值、有效值、平均值的计算和应用 1．瞬时值：它反映的是不同时刻交流电的大小和方向，瞬时值 是时间的函数，正弦交流电瞬时值表达式为：e＝Emsin ωt，i＝Imsin ωt，应当注意此式表示从中性面开始计时． 2． 最大值： 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴旋转所产生的 交变电流的电动势，其最大值 Em＝nBSω，在考虑电容器的耐压值 时，应根据交流电的最大值．
图 5－2
现将开关 S 闭合， 则图中所有交流电表的示数以及输入功率 的变化情况是( ) A. 、 的示数不变， 的示数增大， 的示数减小，P 入 增大 B. 、 的示数不变， 、 的示数增大，P 入增大 C. 、 的示数不变， 、 的示数减小，P 入减小 D. 的示数不变， 的示数增大， 的示数减小， 的示 数增大，P 入减小
专题 2理想变压器的基本关系和动态分析问题 U1 n1 1．电压思路：变压器原、副线圈的电压之比为 ＝ ；当 U2 n2 变压器有多个副线圈时，只要绕在同一闭合铁芯上，任意两线圈 UP nP 之间总有 ＝ . UQ nQ 2．功率思路：理想变压器的输入、输出功率关系为 P 入＝P 出，即 P1＝P2；当变压器有多个副线圈时，P1＝P2＋P3＋„ I1 n2 3．电流思路：对只有一个副线圈的变压器有 ＝ ；当变压 I2 n1 器有多个副线圈时 n1I1＝n2I2＋n3I3＋„
交变电流一章知识整合
交变电流一章知识整合题型1 交变电流的产生和规律【例1】（2008·广东·5）小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示.此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻.下列说法正确的是（）A.交变电流的周期为0.125 sB.交变电流的频率为8 HzC.交变电流的有效值为2AD.交变电流的最大值为4 A答案C题型2 变压器与电能输送【例2】（2008·上海·20B）某小型水电站输出功率为20 kW,输电线路总电阻是6Ω. （1）若采用380 V输电,求输电线路损耗的功率.（2）若改用5 000 V高压输电,用户端利用n1∶n2=22∶1的变压器降压,求用户得到的电压.答案（1）16.6 kW （2）226.2 V题型3 电磁场和电磁波【例3】(2007·江苏·8)2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家,以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化.他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点.下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是 ( )A.微波是指波长在10-3 m到10 m之间的电磁波B.微波和声波一样都只能在介质中传播C.黑体的热辐射实际上是电磁辐射D.普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说答案 ACD1.（2008·山东·20）图（a）、（b）分别表示两种电压的波形,其中图（a）所示电压按正弦规律变化.下列说法正确的是（）A.图（a）表示交流电,图（b）表示直流电B.两种电压的有效值相等C.图（a）所示电压的瞬时值表达式为u=311sin100πt V1D.图（a）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10答案C2.（2008·宁夏·19）如图（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 逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角θ=45°时（如图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（）答案D3.（2007·广东·6）平行板间加如图所示周期变化的电压,重力不计的带电粒子静止在平行板中央,从t=0时刻开始将其释放,运动过程无碰板情况.下图中,能定性描述粒子运动的速度图象正确的是（）答案A4.（2007·北京·17）电阻R1、R2与交流电源按照图（a）方式连接,R1=10Ω,R2=20Ω.合上开关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（b）所示.则（）A.通过R1的电流有效值是1.2 AB.R1两端的电压有效值是6 VC.通过R2的电流最大值是1.22AD.R2两端的电压最大值是62V答案B5.（2008·天津·17）一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压,其最大值保持不变,副线圈有可调电阻R.设原线圈的电流为I1,输入功率为P1,副线圈的电流为I2,输出功率为P2.当R增大时（）A.I1减小,P1增大B.I1减小,P1减小C.I2增大,P2减小D.I2增大,P2增大答案B6.（2008·北京·18）一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶5.原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图所示.副线圈仅接入一个10Ω的电阻.则（）A.流过电阻的电流是20 AB.与电阻并联的电压表的示数是1002VC.经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD.变压器的输入功率是1×103W 答案D7.（2008·四川·16）如图所示,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻,开关S是闭合的. 和为理想电压表,读数分别为U1和U2; 、和为理想电流表,读数分别为I1、I2和I3.现断开S,U1数值不变,下列推断中正确的是（）A.U2变小、I3变小B.U2不变、I3变大C.I1变小、I2变小D.I1变大、I2变大答案BC8.（2008·海南·7）如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1.原线圈接入一电压为u=U0sinωt的交流电源,副线圈接一个R=27.5Ω的负载电阻.若U0=2202V,ω=100πrad/s,则下述结论正确的是（）A.副线圈中电压表的读数为55 VB.副线圈中输出交流电的周期为1s100πC.原线圈中电流表的读数为0.5 AD.原线圈中的输入功率为1102W 答案AC9.（2008·上海·3A）某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380 V,则该交流电压的最大值是V.当吊车以0.1 m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱时,测得电动机的电流为20 A,则电动机的工作效率为 .（g取10 m/s2）答案 537 75 %10.（2006·广东·14）某发电站的输出功率为104kW,输出电压为4 kV,通过理想变压器升压后向80 km远处用户供电.已知输电导线的电阻率为ρ=2.4×10-8 Ω·m,导线横截面积为1.5×10-4 m2,输电线路损失的功率为输出功率的4 %,求:（1）升压变压器的输出电压.（2）输电线路上的电压损失.答案（1）8×104 V （2）3.2×103V。
1 交流电的产生及变化规律
第十四章 交变电流第一单元 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。
(完整版)1交流电的产生及变化规律
第十四章 交变电流第一单元 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 路来说I m =mE R的线圈来说E m =nBS ω.对于总电阻为R 的闭合电三．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=rR +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。
广西专版新教材高中物理第3章交变电流1交变电流课件新人教版选择性必修第二册
生正弦式交变电流,与线圈的形状无关。
4.线圈开始的位置不同时,只是正弦式交变电流表达式中正弦
函数的初相位不同,峰值和函数形式不变。
如图甲所示,一单匝矩形线圈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
圈平面内的轴匀速转动时产生交变电流,则下列说法正确的
是(
)
A.当线圈位于中性面时,线圈中感应电流最大
B.当穿过线圈的磁通量为零时,线圈中感应电动势最大
C.线圈在磁场中每转一周,产生的感应电流方向改变一次
D.每当线圈经过中性面时,感应电流的方向就改变一次
答案:BD
解析:线圈位于中性面时,线圈平面与磁场垂直,此时磁通量最
势、电压、电流的最大值,也叫峰值;e、u、i为电动势、电压、
电流的瞬时值。
微判断(1)线圈转一周有两次经过中性面,每转一周电流方向
改变一次。( × )
(2)当线圈中的磁通量最大时,产生的电流也最大。( × )
(3)交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置无关。( × )
(4)表达式为e=Emsin(ωt+ )的交变电流也是正弦式交变电流。
B 正确。t= π
示方向,选项 D 错误。
s 时,e=-10
V,e 最大, 最大,“-”号表
特别提醒
图像的分析方法
一看:看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”,并理解其物理意
义。
二变:掌握“图与图”“图与式”和“图与物”之间的变通关系。
三判:在此基础上进行正确的分析和判断。
学以致用
动(ab边向纸外,cd边向纸内)。若从图示位置开始计时,并规
2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第3章交变电流第1节交变电流(1)
1．判断正误：
（1）只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流。（ × ）
（2）当线圈中的磁通量最大时，产生的电流也最大。（ × ）
（3）当线圈平面与磁场垂直时，线圈中没有电流。（ √ ）
（4）按正弦规律变化的交变电流称为正弦式交变电流。（ √ ）
（5）电子技术中所用到的交变电流全都是正弦式交变电流。（ × ）
环L上，导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑
环和电刷保持与外电路的连接。关于其工作原理，下列分析正确的是（ AC ）
A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大
B．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大
C．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小
三、交变电流的变化规律
=
=
=
思考：磁通量变化规律？
三、交变电流的变化规律
正弦式交变电流
=
=
=
m
三、交变电流的变化规律
交变电流的种类
正弦交流电
示波器中的
锯齿波扫描电压
（C ）
A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次
B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流
C．图示位置ab边的感应电流方向为a→b
D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
5．有一个10匝正方形线框，边长为20cm，线框总电阻为1Ω，线框绕OO′轴以
10πrad/s的角速度匀速转动，如图所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应
交变电流
一、交变电流
1. 直流电流（DC）
方向不随时间变化的电流称为直流。
电池供给的电流，大小和方向都不随时间变化，所以属于直流。
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a
b
• 5、理想变压器原线圈1400匝，副线圈700 匝并接有电阻R，当变压器工作时原线圈中 （D ） • A、电流的频率之比为2:1 • B、功率之比为2:1 • C、电流之比为：2:1 • D、电压之比为2:1
• 6、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝 数比n1﹕n2=4﹕1，当导体棒L在匀强磁场 中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电 流表A1的示数是12mA，则电流表A2的示 数为（B ） • A、3 mA A1 A2 • B、0 mA v n1 n2 R • C、48 mA B • D、与负载R的值有关
0 0.01 0.02 0.03
• 3、有一个交变电流，其电压u=311sin314tV, 则（ ） AD • A、此交变电流做打点计时器的电源时，打点 周期为0.02S • B、它可使“220V 100W”的灯泡正常发光， 也可使耐压值为220V的电容器正常工作 • C、用交流电压表测量时，读数为311V • D、使用这个交流电的用电器，每通过1C的电 荷量时，电流做功220J
Em
0 t2 t1 t3 t4
t
• 2、如图所示为一正弦交变电流通过一电子 元件时的波形图，则下列说法正确的是 （ B ） • A、这也是一种交变电流 • B、电流的变化周期是0.02S • C、电流变化的周期是0.01S • D、电流通过100欧的电阻时，1S内产生热 量200J i/A
2 t/s
交变电流复习
一、交变电流
• 1、定义: 大小 和 方向 都随时间周期性变化的电流 • 2、产生：线圈在 匀强磁场 中绕垂直于磁场 方向的轴转动。 • 特殊位置：中性面：B ┴ S，磁通量 最大 ， • 感应电动势 最小 ，电流 改变 方向。 • 最大值位置： B ∥ S，磁通量 等于0 ， • 感应电动势 最大 ，电流不改变 方向。 • 3、表达式： e= Emsinωt，（中性面开始） • e= Emcosωt ，（与中性面垂直开始） • Em= nBSω . • 4、按正弦规律变化的电流叫正弦式交变电流
• 4、在电子线路中，从某一装置输出的交变电流 常常既有高频成分又有低频成分，如图所示的电 路，a、b两端得到的交变电流既有高频，又有低 频，L是一个25mH的高频扼流圈，C是一个 100PF的电容器，R是负载电阻，下列说法正确 的是（ACD ） • A、L 的作用是“通低频，阻高频” • B、 C 的作用是“通低频，阻高频” • C、 C 的作用是“通高频，阻低频” • D、 通过R的电流中，低频电流所占百分比远远 大于高频电流
第8题
• 7、、远距离送电，已知升压变压器输出电 压为U，功率为P，降压变压器的输入电压 为U′，输电线的电阻为R，则线路损耗的热 功率P损可用下面哪种方法计算（ ） D • A、P损=U2/R • B、P损=U′2/R • C、（U2-U′2）/R • D、P损＝P2R/U2
• 8、如图所示，理想变压器副线圈上通过输电 线接两个相同的灯泡L1、L2，输电线的等效 电阻为R，开始时，开关S断开，当S接通时， 以下说法正确的是（BCD） • A、副线圈两端M、N间的电压减小 • B、副线圈输电线等效电阻R上的电压将增大 • C、通过灯泡L1的电流减小 • D、原线圈中的电流增大
平均值
交变电流图线与时 间轴所围成面积与 对应时间的比值
E平均=nΔφ/Δt
计算有关电荷 量时，只能用 平均值
电阻 产生的 原因 阻碍的 特点 相关 因素
定向移动的电 荷与不动离子 间的碰撞 对直流、交流 均有阻碍作用
感抗
电感对定向移动 电荷的阻碍
二、表征交变电流的物理量
• 1、周期： ； • 频率: 单位时间内周期性变化的次数 ； T=1/f • 关系： • 我国交流电的频率： 50HZ ，1S内电流 改变方向 100 次
• 2、 交变电流的“四值”
交变电流完成一次周期性变化所用的时间
物理量 瞬时值 最大值
物理含义
交变电流某一 时刻的值
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五、电能的输送 输电导线损失的功率：P损=I2R线=（P/U)2R线 减小电能损失的方法： （1）减小输电线路的电阻 （2）提高输送电压 当输送的电功率一定时，输电电压增大为原 来的n倍，输电线上损失的功率就减少到原来 的1/n2 • 远距离输送电能的几个基本关系：
• 1、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，下列说法正确的是 （ ） BD • A、t1时刻通过线圈的磁通量是0 • B、 t1时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 • C、 t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值 最大 • D、每当电动势e变换方向时，通过线圈的磁 通量的绝对值都为最大 e
通直流、阻交流；通交流、隔直流； 通高频、阻低频 通低频、阻高频 由线圈的自感系 数和交流电的频 率共同决定 XL=2∏fL 由电容的大小和 交流电的频率共 同决定 Xc=1/(2∏fc)
由导体本身决 定
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四、变压器 1、结构及电路示意图 2、工作原理：电磁感应（互感现象） 。 3、理想变压器的特点 不计 铜损 、 铁损 、 磁漏 ； 4、理想变压器的变压、变流、功率关系 U1/U2=n1/n2 （与负载、副线圈的多少无关） P入=P出 I1/I2=n2/n1 (仅适用于只有一个副线圈的情况） 5、因果关系： 电压： 电流： I2决定I1 功率：U1决定U2 输出决定输入，功率按需分配
• 9、一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直磁感 线的对称轴转动，形成如图所示的交变电 动势图象,试根据图象求出： • （1）线圈转动的角速度； • （2）电动势的有效值； • （3）t = 1.0×10−2 s时，线圈平面和磁场 方向的夹角。
• 10、有一台发电机通过升压和降压变压器给用户 供电，已知发电机的输出功率是20kW，端电压为 400V，升压变压器原、副线圈的匝数比为 n1﹕n2=1﹕5，两变压器之间输电导线的总电阻 R=l.0Ω，降压变压器输出电压U4＝220V，求： • （1）升压变压器的输出电压； • （2）输送电能的效率多大； • （3）降压变压器的原、副线圈的匝数比n3﹕n4； • （4）如果不用变压器，输电导线的热损耗是用变 压器时的几倍.
重要关系
e=Emsinwt i=Imsinwt Em=nBSw Im=Em/(R+r) 对正弦式交变 电流：
应用及说明
计算线圈某一时 刻的受力情况
最大的瞬时值
有效值
根据电流的热 效应定义的
注意“三同”：相 I 同电阻、相同时间、 相同热量。
1 I m 0.707 I m 2
当考虑某些电学元 件的击穿电压时， 指交变电压的最大 值 通常所说的电压、电 流值、交流电表读数、 保险丝熔断电流电流 值都指有效值；求解 电热、电功率时要使 用有效值；计算时的 相同时间指一个周期。