高考物理交变电流课件
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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)
交变电流的产生和描述
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
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
高三物理高考第一轮复习课件：交变电流的产生和描述
提示:由Φ—t图象可以看出,在磁通量为零的时刻,磁
通量的变化率最大,产生的感应电动势也最大,原因是 此时线圈的两边框垂直切割磁感线,产生的感应电动 势为最大值.
热点二 对交变电流有效值的理解 1.交变电流的“四值”的比较
物理量 瞬时值
物理 含义
重要 关系
交变电流 某一时刻 的值
e=Emsin ωt i=Imsin ωt
=0.02 s
线圈匀速转动一周,外力做功大小等于电功的大小,即
W=I2(R+r)T=( E )2(R+r)T Rr
代入数据得W=98.6 J
(4)从t=0起转过90°的过程中,Δt内流过R的电荷量 q= NΦtNBS N1 B l2 l
(Rr)t Rr Rr 代入数据得q=0.1 C.
答案 (1)adcba (2)e=314cos 100πt V
第十章 交变电流 传感器
第1课时 交变电流的产生和描述 变压器 考点自清
一、交变电流的产生和变化规律 1.交变电流
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.正弦式交变电流（如图1所示）
图1
（1）定义:按 正弦规律 变化的交变电流.
（2）产生:将闭合矩形线圈置于匀强 磁场中,并绕 垂
变化,且最大感应电动势Em=nBabω,所以感应电动势 的瞬时值表达式为e=nBabωsin ωt.
(3) En Φ t nπB2 / (a) b2nπBab
(4)i=
e
nBasbinπ
3
3nBab
Rr Rr
2(Rr)
答案 (1)自下而上 (2)e=nBabωsin ωt
(3) 2nBab
通量的变化率最大,产生的感应电动势也最大,原因是 此时线圈的两边框垂直切割磁感线,产生的感应电动 势为最大值.
热点二 对交变电流有效值的理解 1.交变电流的“四值”的比较
物理量 瞬时值
物理 含义
重要 关系
交变电流 某一时刻 的值
e=Emsin ωt i=Imsin ωt
=0.02 s
线圈匀速转动一周,外力做功大小等于电功的大小,即
W=I2(R+r)T=( E )2(R+r)T Rr
代入数据得W=98.6 J
(4)从t=0起转过90°的过程中,Δt内流过R的电荷量 q= NΦtNBS N1 B l2 l
(Rr)t Rr Rr 代入数据得q=0.1 C.
答案 (1)adcba (2)e=314cos 100πt V
第十章 交变电流 传感器
第1课时 交变电流的产生和描述 变压器 考点自清
一、交变电流的产生和变化规律 1.交变电流
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.正弦式交变电流（如图1所示）
图1
（1）定义:按 正弦规律 变化的交变电流.
（2）产生:将闭合矩形线圈置于匀强 磁场中,并绕 垂
变化,且最大感应电动势Em=nBabω,所以感应电动势 的瞬时值表达式为e=nBabωsin ωt.
(3) En Φ t nπB2 / (a) b2nπBab
(4)i=
e
nBasbinπ
3
3nBab
Rr Rr
2(Rr)
答案 (1)自下而上 (2)e=nBabωsin ωt
(3) 2nBab
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• 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性 面时开始计时．
（2）电流按正弦规律变化 iImsint
（3）电路上的电压按正弦规 uUmsint
律变化
电流 iImsin t 通过R时：
ui R ， U mImR.
四、交流电的图像
从中性面开始计时
如果从乙图开始计时：交流电图像如何画？
eEmcost
从中性面开始计时磁通量变化图像如何？是正弦还是余弦图
1、在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪 个方向流动？ 由B→A
2、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪 个方向流动？ 由A→B
1．中性面：线圈平面与磁 感线垂直的位置叫做中性面． ．来自 Vrr L 2V
r
E1 BLVsin
BLLsint
2
BSsint
2
E总 E1 E2
所以
eNB L2si nt
交流发电机简介
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什么时刻磁通量变化率最大？什么时刻磁通量变化率最小
（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的 磁通量最大，但磁通量的变化率为零
（ ab和cd边都不切割磁感线），线圈
中的电动势为零
2）线圈经过中性面时，电流将改变 方向，线圈转动一周，两次经过中 性面，电流方向改变两次．
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0.0628V 线圈平面与磁场方向平行。
（2）电流按正弦规律变化 iImsint
（3）电路上的电压按正弦规 uUmsint
律变化
电流 iImsin t 通过R时：
ui R ， U mImR.
四、交流电的图像
从中性面开始计时
如果从乙图开始计时：交流电图像如何画？
eEmcost
从中性面开始计时磁通量变化图像如何？是正弦还是余弦图
1、在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪 个方向流动？ 由B→A
2、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪 个方向流动？ 由A→B
1．中性面：线圈平面与磁 感线垂直的位置叫做中性面． ．来自 Vrr L 2V
r
E1 BLVsin
BLLsint
2
BSsint
2
E总 E1 E2
所以
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交流发电机简介
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什么时刻磁通量变化率最大？什么时刻磁通量变化率最小
（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的 磁通量最大，但磁通量的变化率为零
（ ab和cd边都不切割磁感线），线圈
中的电动势为零
2）线圈经过中性面时，电流将改变 方向，线圈转动一周，两次经过中 性面，电流方向改变两次．
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0.0628V 线圈平面与磁场方向平行。
高中物理交变电流优秀课件
2.有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20 cm，线圈总电阻为1 Ω，线圈绕 垂直磁场方向的OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图3所示，匀强磁场 的磁感应强度为0.5 T，该线圈产生的感应电动势的峰值为__6_.2_8__V_，感应电流 的峰值为_6_._2_8_A__，在图示位置时感应电动势为_6_._2_8_V__，从图示位置转过90° 时感应电动势为__0_.
线圈中电流i随时间t
变化的关系是i＝Imsin ωt
图11
√C.当线圈转到图(c)位置时，感应电流最小，且感应电流方向改变
D.当线圈转到图(d)位置时，感应电动势最小，ab边感应电流方向为b→a
1234
3.(交变电流的图像)一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，
穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图12甲所示，那么以下说法中正确的
内容索引
NEIRONGSUOYIN
自主预习 重点探究 达标检测
预习新知 夯实根底
启迪思维 探究重点 检测评价 达标过关
自主预习
一、交变电流
1.恒定电流：大小和 方向 都不随时间变化的电流，称为恒定电流. 2.交变电流：大小和方向随时间作 周期性 变化的电流，称为交变电流. 3.正弦交变电流：电流随时间按 正弦 函数规律变化的交变电流称为__正__弦__交__ 变电流 .
t＝0.02 s时刻，感应电动势应为零，故C、D错误.
1234
4.(交变电流的变化规律)如图13所示，匀强磁场的磁感应强度B＝
2 π
T，边长L
＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线
的轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω.求：
第三章 1 《交变电流》课件ppt
1
(2)将 t=30 s 代入感应电动势瞬时值表达式中,
1
得 e'=50sin(10π×30)V=25√3 V
'
5 3
对应的感应电流 i'=+ = 2 A。
(3)由闭合电路欧姆定律得
u=+R=40sin 10πt(V)。
答案 (1)e=50sin 10πt(V)
5 3
(2) 2 A
(3)u=40sin 10πt(V)
)
A.线圈平面与磁感线平行
B.通过线圈的磁通量最大
C.线圈中的感应电动势最大
D.线圈中感应电流的方向突变
解析 根据中性面的定义,线圈平面经过中性面瞬间,通过线圈的磁通量最
大,线圈中的感应电动势为零,此后,感应电动势方向(即感应电流方向)将与
原方向相反。
答案 BD
探究二
正弦式交变电流的变化规律
情境探究
实例引导
例3 一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生的交变电动势的图像如图
所示,则(
)
A.当t=0时,穿过线圈的磁通量为0
B.当t=0时,线圈平面与磁感线垂直,磁通量最大
C.当t=π s时,e有最大值
3
D.t= π s 时,e=-10 V 最小,磁通量变化率最小
2
解析 从图像可知 t=π s 时,e=0 最小,C 错误;t=0 时,e 最小,Φ 最大,A 错误,B
(3)若从线圈平面平行磁感线时开始计时,求线圈
2π
在 t= （T= ）时刻的感应电动势大小。
6
解析 (1)由题可知,S=lab·lbc=0.2×0.5 m2=0.1 m2,感应电动势的峰值
Em=nBSω=100×0.1×0.1×100π V=100π V=314 V。
(2)将 t=30 s 代入感应电动势瞬时值表达式中,
1
得 e'=50sin(10π×30)V=25√3 V
'
5 3
对应的感应电流 i'=+ = 2 A。
(3)由闭合电路欧姆定律得
u=+R=40sin 10πt(V)。
答案 (1)e=50sin 10πt(V)
5 3
(2) 2 A
(3)u=40sin 10πt(V)
)
A.线圈平面与磁感线平行
B.通过线圈的磁通量最大
C.线圈中的感应电动势最大
D.线圈中感应电流的方向突变
解析 根据中性面的定义,线圈平面经过中性面瞬间,通过线圈的磁通量最
大,线圈中的感应电动势为零,此后,感应电动势方向(即感应电流方向)将与
原方向相反。
答案 BD
探究二
正弦式交变电流的变化规律
情境探究
实例引导
例3 一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生的交变电动势的图像如图
所示,则(
)
A.当t=0时,穿过线圈的磁通量为0
B.当t=0时,线圈平面与磁感线垂直,磁通量最大
C.当t=π s时,e有最大值
3
D.t= π s 时,e=-10 V 最小,磁通量变化率最小
2
解析 从图像可知 t=π s 时,e=0 最小,C 错误;t=0 时,e 最小,Φ 最大,A 错误,B
(3)若从线圈平面平行磁感线时开始计时,求线圈
2π
在 t= （T= ）时刻的感应电动势大小。
6
解析 (1)由题可知,S=lab·lbc=0.2×0.5 m2=0.1 m2,感应电动势的峰值
Em=nBSω=100×0.1×0.1×100π V=100π V=314 V。
交变电流优质课课件
4 典例精析 5 课堂小结 6Imsin ωt自我检测
一、交变电流
(1)把图 1 电路接在干电池的两端时，可以观察到的现象是什么？
自我检测
课堂小结
典例精析
学习探究
知识储备
图1
(2)把学图习中目电标路接在手摇式发电机两端时，又会观察到怎样的现象？
答案 (1)当接在干电池两端时，只有一个发光二极管会亮.
(1)图中，在线圈由甲转到乙的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？
(典2)在例线精圈析由丙转到丁的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？
(自3)当我线检圈测转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？
(课4)大堂致小画结出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从 E 经过负载流向 F 的电流记为正，
()
2.(交变电流的规律)如图 6 所示，矩形线圈 abcd 放在匀强磁场中，ad＝bc＝l1，ab＝cd＝l2.
从图示位置起该线圈以角速度 ω 绕不同转轴匀速转动，则
(CD )
× A.以 OO′为转轴时，感应电动势 e＝Bl1l2ωsin ωt
× B.以 O1O1′为转轴时，感应电动势 e＝Bl1l2ωsin ωt
( CD)
√ C.每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次 √ D.线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零
中性面
各边切割磁感 线的速度为零
磁通量最大
感应电动势为零 中性面电流方向变
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
三、交变电流的规律
例 3 有一个正方形线圈的匝数为 10 匝，边长为 20 cm，线圈总电阻为 1 Ω，线圈绕 OO′
反之为负.在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻.
人教版高中物理《交变电流》PPT优秀课件
辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。汽车坐垫布莱克
感应电流为零。 当你的希望一个个落空，你也要坚定，要沉着！朗费罗
嘲讽是一种力量，消极的力量。赞扬也是一种力量，但却是积极的力量。 当你的希望一个个落空，你也要坚定，要沉着！朗费罗
任何的 2限.制线，都圈是从自每己的经内心过开始的中。 性面一次，交流电方向改变一次， 线圈每转动一周，两次经过中性面，交流电的方向 改变两次。 3.线圈与磁感线平行时（与中性面垂直） ，磁通量为 零，感应电动势最大，感应电流最大。
2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值——峰值， ω为线圈转动的角速度 e为瞬时值
3、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立
4、若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧
姆定律
i
e Rr
Em sin t
Rr
Im
sin t
R两端的电压为 u iR ImR sin t Um sin t
小结
1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
3、交变电流的变化规律： （1）方向变化规律-------线圈平面每经过中性面一 次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感 应电流的方向改变两次。
（2）大小变化规律-------按正弦规律变化：
5.1 交变电流 （一）交流发电机的基本构造
1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。 3、交变电流的变化规律：
u=Umsinωt
Um=ImR叫电压的最大值
问题：为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？
三．交变电流的变化规律
e为感应电动势在时刻t的瞬时值，
2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值——峰值，
感应电流为零。 当你的希望一个个落空，你也要坚定，要沉着！朗费罗
嘲讽是一种力量，消极的力量。赞扬也是一种力量，但却是积极的力量。 当你的希望一个个落空，你也要坚定，要沉着！朗费罗
任何的 2限.制线，都圈是从自每己的经内心过开始的中。 性面一次，交流电方向改变一次， 线圈每转动一周，两次经过中性面，交流电的方向 改变两次。 3.线圈与磁感线平行时（与中性面垂直） ，磁通量为 零，感应电动势最大，感应电流最大。
2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值——峰值， ω为线圈转动的角速度 e为瞬时值
3、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立
4、若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧
姆定律
i
e Rr
Em sin t
Rr
Im
sin t
R两端的电压为 u iR ImR sin t Um sin t
小结
1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
3、交变电流的变化规律： （1）方向变化规律-------线圈平面每经过中性面一 次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感 应电流的方向改变两次。
（2）大小变化规律-------按正弦规律变化：
5.1 交变电流 （一）交流发电机的基本构造
1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。 3、交变电流的变化规律：
u=Umsinωt
Um=ImR叫电压的最大值
问题：为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？
三．交变电流的变化规律
e为感应电动势在时刻t的瞬时值，
2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值——峰值，
《交变电流》PPT课件下载高中物理 人教版1
法拉第电磁感应定律的发现，激励着已批科 学家和工程师进行机械能转变为电能的探索。他 们设想：厂房中巨型发电机发出的电也许会比蒸 汽动力更加强大，它能通过导线跨越千山万水， 让家家户户都用电流照明，机器、火车都由电流 提供动力······
发 电 机
到了1895年，美国利用尼亚加拉大瀑布发出 了巨大的电能。一年后，电能被传输到20英里外 的布法罗市，使得全城大放光明。现在，电能已 流淌到人们生活的各个领域。
3．交流的周期和频率
（1）周期：
交变电流完成一次周期性变化所需的时间，
用T表示，单位是s．
（2）频率：
1s内交变电流完成周期性变化的次数，用f
表示，单位赫兹，简称赫，符号Hz．
（3）频率和周期有如下关系：T = 1 或 f = 1
f
T
（4）我国使用的交变电流，频率是50 Hz。
3．交变电流的种类 (1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲
（3）物理意义： 反映i或uu随时间变的规律。
Um
0 TT 42
- Um
3T4TtFra bibliotek2．正弦式电流： （1）定义：
电流、电压随时间按正弦函数的规律变 化，叫做正弦式电流。
例电网中的交变电流。 （2）正弦式电流的表达式
i=Imsinωt u=Umsinωt 各量含义：
i、u表示瞬时值。 Im、Um分别表示电流、电压的最大值， 叫做交流的峰值。 ω是线圈转动的角速度。
定子------电枢 转子------磁极 3．能的转化：
将机械能转化为电能
4．原理简图
4．交变电流的产生 （1）直流：
电流方向不随时间 改变而改变的电流 （2）交变电流: