专题十一交变电流.ppt
专题十一 交变电流
2020-11-16
xx
1
考点内容
要求
热点考向
1.交变电流、交变 电流的图象
1.高考对本专题突出考查交变电 Ⅰ
流的产生过程；考查交变电流的
2.正弦交变电流的
图象，如通过线圈的 e－t 图象、
函数表达式、峰值 Ⅰ i－t 图象、Φ－t 图象及它们的
和有效值
对应关系；交变电流的四值特别
2020-11-16
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10
考点 2 描述交变电流的物理量
1．周期和频率：交变电流的周期和频率都是描述交变电流 变化快慢的物理量．
(1)周期 T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需
的时间，单位是秒(s)．周期越大，交变电流变化越_慢___，在一 个周期内，交变电流的方向变化__两___次．
2．交变电流瞬时值、最大值、有效值和平均值的比较(线 圈在中性面位置开始计时)
物理量 物理含义
重要关系
适用情况及说明
瞬时值 某一时刻的值 最大值
最大的瞬时值 (峰值)
e＝Emsinωt i＝Imsinωt
Em＝nBSω
Im＝RE＋mr
计算线圈某时 刻的受力情况
讨论电容器 的击穿电压
2020-11-16
A
2020-11-16
B
C
xx
D
17
解析：当线圈绕垂直于磁场的轴转动，磁通量发生变化， 才能产生交变电流，B、C、D 均符合要求，A 项中线圈的磁通 量不发生变化，故不产生交变电流．
倍，一般取一个周期．
②注意：在交流电路中，电压表、电流表等电工仪表的示
数均为交变电流的有效值，一般用电器铭牌上直接标出的是交
变电流的有效值，在没有具体说明的情况下，所给出的交变电
流的电压、电流指的是有效值．
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题组 1 对应考点 1 1．下列选项所示的线圈中不能产生交变电流的是( )
与生产、生活的密切联系.
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3
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4
第1讲 交变电流的产生和描述
考点 1 正弦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． 2．正弦式交变电流 (1)定义：按___正__弦__规__律____变化的交变电流，简称正弦式 电流．
是交变电流的有效值计算、峰值
3.理想变压器
Ⅰ 与有效值的关系等．
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2
续表
考点内容 要求
热点考向
4.远距离输电 Ⅰ 2．突出考查变压器的原理、电压比、 电流比及变压器的电路动态变化分析，
5.实验十二： 传感器的简单 使用
一般试题难度不大，且多以选择题的 形式出现．
3．远距离输电特别是输电线路中电能 损耗要引起重视． 4．考查传感器敏感元件的特性，传感 器的工作原理及应用，要注意传感器
xx
12
续表 物理量 物理含义
重要关系
适用情况及说明
对正(余)弦交流 ①计算与电流的热
电有：
效应有关的量(如功、
跟交变电流的 有效值 热效应等效的
恒定电流值
E＝Em2 U＝U2m
功率、热量等) ②电气设备“铭 牌”上所标的一般 是有效值
I＝
Im 2
③保险丝的熔断电 流为有效值
2020-11-16
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15
(2)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，如果交变电流与
某恒定电流在相同时间内通过相同电阻时其产生的热效应相
同，则将该恒定电流的数值叫做该交变电流的有效值．注意：
这是在“三个相同”，即“相同电阻”、“相同时间”内产生
“相同热量”下的等效．计算时“相同时间”要取周期的整数
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9
5．确定交变电流瞬时值表达式的基本思路 (1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式 Em＝nBSω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． 如：①线圈从中性面开始转动，则 i－t 图象为正弦函数图 象，函数式为 i＝Imsinωt. ②线圈从垂直中性面开始转动，则 i－t 图象为余弦函数图 象，函数式为 i＝Imcosωt.
xx
6
3．正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
物理量
函数
图象
磁通量 Ф＝Фmcosωt＝BScosωt
电动势 e＝Emsinωt＝nBSωsinωt
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7
续表 物理量
函数
电压 u＝Umsinωt＝
sinωt
图象
电流 i＝Imsinωt＝ RE＋mrsinωt
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(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，符号为 Hz.频率越大，交变电流变化越__快___．
(3)周期和频率的关系：f＝
1 T
＝
ω 2π
.
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11
(4)我国生活用电的电压是__2_2_0_V__，周期是_0_._0_2_s_，频率 是__5_0__H_z_，每秒钟电流方向变化_1_0_0___次．
xx
8
4.对中性面的理解 (1)中性面是与磁场方向_垂__直___的平面，是假想的参考面． (2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量_最__大__， 而磁通量的变化率为__0__，产生的感应电动势为___0__. (3)线圈平面与中性面垂直时,穿过线圈平面的磁通量为_0_， 但磁通量的变化率_最__大__，产生的感应电动势_最__大__． (4)线圈每经过中性面一次电流方向就改变一次，线圈转动 一周，两次经过中性面，所以电流的方向改变两次．
13
续表 物理量 物理含义
重要关系
交变电流图象 中图线与时间 平均值 轴所夹的面积 与时间的比值
E ＝BL v E ＝nΔΔФt I ＝R＋E r
适用情况及说明
计算通过电路 截面的电量
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3.对交变电流最大值、有效值的理解(以电动势为例) (1)最大值(峰值)Em：当线圈转到与中性面垂直时，穿过线 圈的磁通量为 0，感应电动势最大，其表达式为 Em＝nBSω.应 强调指出的是，Em 仅由匝数 n，线圈面积 S，磁感应强度 B 和 角速度ω四个量决定，与转轴位置，线圈的形状及线圈是否闭 合都无关．
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5
(2)产生：当闭合线圈由中性面位置(图 11－1－1 中 O1O2 位置)开始在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴__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：e＝ Emsinωt，其中 Em＝nBSω.这就是正弦交变电流．
图 11－1－1
2020-11-16
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考点内容
要求
热点考向
1.交变电流、交变 电流的图象
1.高考对本专题突出考查交变电 Ⅰ
流的产生过程；考查交变电流的
2.正弦交变电流的
图象，如通过线圈的 e－t 图象、
函数表达式、峰值 Ⅰ i－t 图象、Φ－t 图象及它们的
和有效值
对应关系；交变电流的四值特别
2020-11-16
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10
考点 2 描述交变电流的物理量
1．周期和频率：交变电流的周期和频率都是描述交变电流 变化快慢的物理量．
(1)周期 T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需
的时间，单位是秒(s)．周期越大，交变电流变化越_慢___，在一 个周期内，交变电流的方向变化__两___次．
2．交变电流瞬时值、最大值、有效值和平均值的比较(线 圈在中性面位置开始计时)
物理量 物理含义
重要关系
适用情况及说明
瞬时值 某一时刻的值 最大值
最大的瞬时值 (峰值)
e＝Emsinωt i＝Imsinωt
Em＝nBSω
Im＝RE＋mr
计算线圈某时 刻的受力情况
讨论电容器 的击穿电压
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A
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B
C
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解析：当线圈绕垂直于磁场的轴转动，磁通量发生变化， 才能产生交变电流，B、C、D 均符合要求，A 项中线圈的磁通 量不发生变化，故不产生交变电流．
倍，一般取一个周期．
②注意：在交流电路中，电压表、电流表等电工仪表的示
数均为交变电流的有效值，一般用电器铭牌上直接标出的是交
变电流的有效值，在没有具体说明的情况下，所给出的交变电
流的电压、电流指的是有效值．
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题组 1 对应考点 1 1．下列选项所示的线圈中不能产生交变电流的是( )
与生产、生活的密切联系.
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第1讲 交变电流的产生和描述
考点 1 正弦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． 2．正弦式交变电流 (1)定义：按___正__弦__规__律____变化的交变电流，简称正弦式 电流．
是交变电流的有效值计算、峰值
3.理想变压器
Ⅰ 与有效值的关系等．
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续表
考点内容 要求
热点考向
4.远距离输电 Ⅰ 2．突出考查变压器的原理、电压比、 电流比及变压器的电路动态变化分析，
5.实验十二： 传感器的简单 使用
一般试题难度不大，且多以选择题的 形式出现．
3．远距离输电特别是输电线路中电能 损耗要引起重视． 4．考查传感器敏感元件的特性，传感 器的工作原理及应用，要注意传感器
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续表 物理量 物理含义
重要关系
适用情况及说明
对正(余)弦交流 ①计算与电流的热
电有：
效应有关的量(如功、
跟交变电流的 有效值 热效应等效的
恒定电流值
E＝Em2 U＝U2m
功率、热量等) ②电气设备“铭 牌”上所标的一般 是有效值
I＝
Im 2
③保险丝的熔断电 流为有效值
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(2)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，如果交变电流与
某恒定电流在相同时间内通过相同电阻时其产生的热效应相
同，则将该恒定电流的数值叫做该交变电流的有效值．注意：
这是在“三个相同”，即“相同电阻”、“相同时间”内产生
“相同热量”下的等效．计算时“相同时间”要取周期的整数
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5．确定交变电流瞬时值表达式的基本思路 (1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式 Em＝nBSω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． 如：①线圈从中性面开始转动，则 i－t 图象为正弦函数图 象，函数式为 i＝Imsinωt. ②线圈从垂直中性面开始转动，则 i－t 图象为余弦函数图 象，函数式为 i＝Imcosωt.
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3．正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
物理量
函数
图象
磁通量 Ф＝Фmcosωt＝BScosωt
电动势 e＝Emsinωt＝nBSωsinωt
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续表 物理量
函数
电压 u＝Umsinωt＝
sinωt
图象
电流 i＝Imsinωt＝ RE＋mrsinωt
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(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，符号为 Hz.频率越大，交变电流变化越__快___．
(3)周期和频率的关系：f＝
1 T
＝
ω 2π
.
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(4)我国生活用电的电压是__2_2_0_V__，周期是_0_._0_2_s_，频率 是__5_0__H_z_，每秒钟电流方向变化_1_0_0___次．
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4.对中性面的理解 (1)中性面是与磁场方向_垂__直___的平面，是假想的参考面． (2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量_最__大__， 而磁通量的变化率为__0__，产生的感应电动势为___0__. (3)线圈平面与中性面垂直时,穿过线圈平面的磁通量为_0_， 但磁通量的变化率_最__大__，产生的感应电动势_最__大__． (4)线圈每经过中性面一次电流方向就改变一次，线圈转动 一周，两次经过中性面，所以电流的方向改变两次．
13
续表 物理量 物理含义
重要关系
交变电流图象 中图线与时间 平均值 轴所夹的面积 与时间的比值
E ＝BL v E ＝nΔΔФt I ＝R＋E r
适用情况及说明
计算通过电路 截面的电量
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xx
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3.对交变电流最大值、有效值的理解(以电动势为例) (1)最大值(峰值)Em：当线圈转到与中性面垂直时，穿过线 圈的磁通量为 0，感应电动势最大，其表达式为 Em＝nBSω.应 强调指出的是，Em 仅由匝数 n，线圈面积 S，磁感应强度 B 和 角速度ω四个量决定，与转轴位置，线圈的形状及线圈是否闭 合都无关．
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(2)产生：当闭合线圈由中性面位置(图 11－1－1 中 O1O2 位置)开始在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴__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：e＝ Emsinωt，其中 Em＝nBSω.这就是正弦交变电流．
图 11－1－1
2020-11-16
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交变电流 课件
交变电流
一、交流发电机
1、交流发电机的构造 定子和转子 交流发电机的种类 旋转电枢式发电机 旋转磁极式发电机
2、交变电流的定义：强度和方向都 随时间做周期性变化的电流叫做交 变电流 。
（1）方向都不变的电流叫直流电。
（2）大小不变方向改变的电流也是 交流电。
3、交变电流的产生：
闭合矩形线圈在磁场中绕垂直于场强方向的轴转动 产生的电流随时间作周期性变化，称交变电流．
O1
Hale Waihona Puke ωBO2●现象：缓慢转动线圈时，电流计指针在左右摇 动，线圈每转一周，指针左右摆动一次．这说明： 线圈在不断转动，电路中电流大小和方向不断改 变，且每一周电流方向改变两次。
二、交流电的变化规律
1.正弦式电流 (1)定义：电网中的交变电流，它的电流、 电压随时间按正弦函数的规律变化。 从中性面开始计时： 电流瞬时值表达式：i=Imsinωt 电压瞬时值表达式：u=Umsinωt 交流的峰值：电流和电压的最大值。
（3）特点：交变电流的有效值根据电流的热 效应来规定，与电流的方向无关，在计算时， 要紧扣电流通过电阻生热或热功率进行计算， “相同时间”至少要取一个周期的时间
（4） 有效值与峰值的关系
Ie
1 2
Im
0.707 I m
1 Ue 2 Um 0.707Um
任何电流都有有效值，但上述关系只限于 正弦式交变电流，对其他形式的交变电流 并不适用.但可按有效值的定义进行推导
U/ V 电流最大值
Um
电流瞬时值
t/s 0
交流电的图像
3. 交变电流的周期和频 率
（1） 周期 : 交变电流完成一次周期性变化所需的时 间,叫做交变电流的周期，通常用T表示，单位是s．
一、交流发电机
1、交流发电机的构造 定子和转子 交流发电机的种类 旋转电枢式发电机 旋转磁极式发电机
2、交变电流的定义：强度和方向都 随时间做周期性变化的电流叫做交 变电流 。
（1）方向都不变的电流叫直流电。
（2）大小不变方向改变的电流也是 交流电。
3、交变电流的产生：
闭合矩形线圈在磁场中绕垂直于场强方向的轴转动 产生的电流随时间作周期性变化，称交变电流．
O1
Hale Waihona Puke ωBO2●现象：缓慢转动线圈时，电流计指针在左右摇 动，线圈每转一周，指针左右摆动一次．这说明： 线圈在不断转动，电路中电流大小和方向不断改 变，且每一周电流方向改变两次。
二、交流电的变化规律
1.正弦式电流 (1)定义：电网中的交变电流，它的电流、 电压随时间按正弦函数的规律变化。 从中性面开始计时： 电流瞬时值表达式：i=Imsinωt 电压瞬时值表达式：u=Umsinωt 交流的峰值：电流和电压的最大值。
（3）特点：交变电流的有效值根据电流的热 效应来规定，与电流的方向无关，在计算时， 要紧扣电流通过电阻生热或热功率进行计算， “相同时间”至少要取一个周期的时间
（4） 有效值与峰值的关系
Ie
1 2
Im
0.707 I m
1 Ue 2 Um 0.707Um
任何电流都有有效值，但上述关系只限于 正弦式交变电流，对其他形式的交变电流 并不适用.但可按有效值的定义进行推导
U/ V 电流最大值
Um
电流瞬时值
t/s 0
交流电的图像
3. 交变电流的周期和频 率
（1） 周期 : 交变电流完成一次周期性变化所需的时 间,叫做交变电流的周期，通常用T表示，单位是s．
交变电流 课件
交变电流
一、交变电流
知识探究
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？
答案 当接在干电池两端时，只有一个
图1
发光二极管会亮.
2.把图中电路接在手摇式发电机两端时，又会观察到怎 样的现象？ 答案 当接在手摇式发电机两端时两个发光二极管间或 的闪亮，原因是发电机产生与直流不同的电流，两个发 光二极管一会儿接通这一个，一会儿再接通另外一个， 电流方向不停地改变.
(3)线圈从中性面位置开始，转过30°时，感应电动势的瞬 时值是多大. 解析 线圈从中性面位置开始转过30°，感应电动势 e＝Emsin 30°≈3.14 V.
答案 3.14 V
四、交变电流的图象 例4 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴 匀速转动，产生交变电流的图象如图6所示， 由图中信息可以判断( )
1.正弦式交变电流瞬时值表达式： (1)当从中性面开始计时：e＝ Emsin ωt . (2)当从与中性面垂直的位置开始计时：e＝ Emcos ωt . 2.正弦式交变电流的峰值表达式： Em＝ nBSω 与线圈的形状及转动轴的位置 无关.(填“有关”或“无关”)
3.两个特殊位置：
(1)中性面：线圈平面与磁场 垂直 .
解析 方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的 特征. A、B、D三项所示的电流大小随时间做周期性变化， 但其方向不变，不是交变电流，它们是直流电. C选项中电流的大小和方向都随时间做周期性变化，故 选C. 答案 C
二、交变电流的产生 例2 矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转 动时产生了交变电流，下列说法正确的是 ( ) A.当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零 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
一、交变电流
知识探究
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？
答案 当接在干电池两端时，只有一个
图1
发光二极管会亮.
2.把图中电路接在手摇式发电机两端时，又会观察到怎 样的现象？ 答案 当接在手摇式发电机两端时两个发光二极管间或 的闪亮，原因是发电机产生与直流不同的电流，两个发 光二极管一会儿接通这一个，一会儿再接通另外一个， 电流方向不停地改变.
(3)线圈从中性面位置开始，转过30°时，感应电动势的瞬 时值是多大. 解析 线圈从中性面位置开始转过30°，感应电动势 e＝Emsin 30°≈3.14 V.
答案 3.14 V
四、交变电流的图象 例4 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴 匀速转动，产生交变电流的图象如图6所示， 由图中信息可以判断( )
1.正弦式交变电流瞬时值表达式： (1)当从中性面开始计时：e＝ Emsin ωt . (2)当从与中性面垂直的位置开始计时：e＝ Emcos ωt . 2.正弦式交变电流的峰值表达式： Em＝ nBSω 与线圈的形状及转动轴的位置 无关.(填“有关”或“无关”)
3.两个特殊位置：
(1)中性面：线圈平面与磁场 垂直 .
解析 方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的 特征. A、B、D三项所示的电流大小随时间做周期性变化， 但其方向不变，不是交变电流，它们是直流电. C选项中电流的大小和方向都随时间做周期性变化，故 选C. 答案 C
二、交变电流的产生 例2 矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转 动时产生了交变电流，下列说法正确的是 ( ) A.当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零 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
人教版高中物理选修11第3章第3节交变电流共26张PPT[可修改版ppt]
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人教版高中物理选 修11第3章第3节交 变电流共26张PPT
一、交变电流
交变电流(AC):大小和方向随 时间做周期性变化的电流
法拉第的发电机
初识交变电流
连接示教电流 计观察指针在 零位置两侧摆 动说明不但电 流大小改变， 而且方向也在 改变
手摇发电机
那么交变电流是如何产生的呢？
二.交变电流的产生
V
L2 2
sin ,
t
ab边中的感应电动势就是
eab
BL1V
BL1
L2 2
sin t
1 2
BS sin t
cd边中的感应电动势跟ab边中
的大小相同，而且又是串联的。
所以，这一瞬间整个线圈感应
电动势
e BSsint
a(b)
B
.o
V⊥
d(c)
2.交变电流的大小变化规律
(1)感应电动势的瞬时值: e=nBSωsinωt=Emsinωt (从中性面开始计时) Em为电动势的峰值Em=nBSω (2)感应电流的瞬时值:
5.交流发电机
（1）发电机的基本组成： ①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极
（2）发电机的基本种类 ①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动） ②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动
无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部 分叫定子.
• 练习：在交流式发电机中，如 果磁感应强度为0.1T，单匝线 圈面积为0.2 m 2 ,转速为每秒 50转，求线圈转动时的感应电 动势的最大值。
课后练习：试画u-t 图
总结
1.交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化 的电流。
2.交变电流的产生 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。
一、交变电流
交变电流(AC):大小和方向随 时间做周期性变化的电流
法拉第的发电机
初识交变电流
连接示教电流 计观察指针在 零位置两侧摆 动说明不但电 流大小改变， 而且方向也在 改变
手摇发电机
那么交变电流是如何产生的呢？
二.交变电流的产生
V
L2 2
sin ,
t
ab边中的感应电动势就是
eab
BL1V
BL1
L2 2
sin t
1 2
BS sin t
cd边中的感应电动势跟ab边中
的大小相同，而且又是串联的。
所以，这一瞬间整个线圈感应
电动势
e BSsint
a(b)
B
.o
V⊥
d(c)
2.交变电流的大小变化规律
(1)感应电动势的瞬时值: e=nBSωsinωt=Emsinωt (从中性面开始计时) Em为电动势的峰值Em=nBSω (2)感应电流的瞬时值:
5.交流发电机
（1）发电机的基本组成： ①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极
（2）发电机的基本种类 ①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动） ②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动
无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部 分叫定子.
• 练习：在交流式发电机中，如 果磁感应强度为0.1T，单匝线 圈面积为0.2 m 2 ,转速为每秒 50转，求线圈转动时的感应电 动势的最大值。
课后练习：试画u-t 图
总结
1.交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化 的电流。
2.交变电流的产生 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。
交变电流》课件共31张
（1）发电机的基本组成： ①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极 （2）发电机的基本种类 ①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动） ②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）
无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子
第五章 交变电流
1.放置在水平面上彼此平行的导轨与电阻R相连， 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，与导轨平
思考:磁通量是多大?
0
E=Bsω是最大感应电动势吗？
第五章 交变电流
问题3.若单匝线框从中性面开始转动,经过 一段时间t,在这一时刻整个线框产生的电 动势又是多大?
c a
d
F H
V4
θ
第五章 交变电流
中性面
V3
c d
F H
瞬时值
b
a
中性面
V4
θ
V4⊥
θ
V4∥ θ
V3⊥
V3∥
V3
e BL1V3 sin BL1V4 sin
§5.1 交变电流
永丰中学物理组
第五章 交变电流
定子
转子
电刷
第五章 交变电流
【演示1】 观察小灯泡的发光情况
“亮”、“闪”
亮: 说明有电流通过灯泡 闪: 通过灯泡电流大小是变化
线框中产生的感应电流强度大小是变化的
第五章 交变电流
【演示2】 二极管的发光情况
交替发光
G
通过二极管的电流方向是周期性变 化的
的交流电．既然是切割磁感线的运动，根据E＝Blv即可求
得感应电动势，要注意v应代入瞬时值求得瞬时感应电动 势．导体棒速度为零时，瞬时电动势为零，就在此时改变 速度方向，也同时改变电流方向． 解析:(1)因为导体棒做简谐运动，必定在AA′和BB ′中间的OO′速度最大，此时刻便是v=v0cosωt的 计时起点． 导体棒产生的感应电动势
《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:
《认识交变电流》课件
交流电的产生过程
交流电的产生
当发电机转子绕组中的电流发生 变化时，就会产生旋转磁场，这 个旋转磁场与定子绕组相互作用 产生感应电动势，从而产生交流
电。
交流电的特性
交流电的电压和电流的大小和方 向均随时间作周期性变化，具有 频率、幅值和相位三个基本参数
。
交流电的应用
交流电广泛应用于工业、商业和 家庭等领域，如电动机的驱动、
THANKS
感谢观看
照明、加热等。
交流电的波形图
01
02
03
正弦波交流电
在理想情况下，交流电的 波形是正弦波。正弦波具 有固定的频率、幅值和相 位。
波形图分析
通过分析波形图，可以了 解交流电的频率、幅值和 相位等参数，从而了解交 流电的基本特性。
非正弦波交流电
在实际应用中，由于各种 因素的影响，交流电的波 形可能会发生畸变，不再 是标准的正弦波。
使用绝缘材料、避免接触裸露的 电线、不私拉乱接电线等措施可 有效预防触电事故的发生。
切断电源 心肺复苏 医疗救治 防护措施
一旦发现有人触电，应立即切断 电源或使用绝缘物体将受害者与 电源分离。
尽快将受害者送往医院接受进一 步治疗。
05
交变电流在生活中的应用
Chapter
家用电器中的交流电
电视机
电视机是家庭中常见的电器，它 使用交流电来驱动内部的电子元
交流电对人体的伤害
电击
交流电会对人体造成电击 ，导致肌肉痉挛、心跳异 常甚至呼吸停止。
电热灼伤
交流电在人体内产生的热 量会导致皮肤灼伤、组织 坏死。
电离辐射
交流电产生的磁场会对人 体产生微弱的电离辐射， 长期接触可能对人体健康 产生影响。
交变电流课件
2.理想变压器原副线圈的端电压之 比等于这两个线圈的匝数之比
U1 n1 U 2 n2
n2 >n1 U2>U1 -----变压器使电压升高，
升压变压器
n2 <n1 U2 <U1 -----变压器使电压降低，
降压变压器
3.电流与匝数的关系
理想变压器输出功率应等于输入功率
即: P出= P入 U1I1=U2I2
说明：
A、以上关系式只适用于正弦或余弦交 流电；
B、交流用电器的额定电压和额定电流 指的是有效值；
C、交流电流表和交流电压表的读数是 有效值
D、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值
1.如图表示一交流的电流随时间变 化的图像,求该电流的有效值。
I 2RT
1 2
I12 RT
1 2
I 22 RT
42
P1=4400(W)
U1=220(v) U2=n2U1/n1=2200(v)
I=P2/U2=P1/U2=4400/2200=2(A)
U3=U2-Ur=2200-I2r==2192(V) U用=U4=n4U3/n3=219.2(V)
Pr=I'2r=16(W)
P用=P1-Pr=4400-16==4384(W)
连入电路中，若灯泡L2、L3、L4均能正常发光，
则灯泡L1
（ A）
A、也能正常发光
B、较另三个灯暗些
C、将会烧坏
D、不能确定
若输入电压为U，则灯 泡的额定电压为多大？ 电源输入功率多大？
n1
n2
五、电能的输送
｛ 1.减少电压
功率损失
减小输电线的电阻 减小输电电流
U损=Ir P损=I2r
高中物理人教版《交变电流》优秀课件下载
答案： BD
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考点一 交变电流的产生及变化规律
1. (2019·北京朝阳区期末)如图甲所示，一个矩形导线框放
置在匀强磁场中，并绕过 ab、cd 中点的固定轴 OO′ 以角速度 ω＝π2 rad/s 顺时针转动．若以线框平面与磁 场方向垂直时(如图乙)为计时 起点，并规定 bc 边中电流 i 的 方向由 b 流向 c 时为正，则下 列 i-t 图象正确的是( )
解析：由交流电压的瞬时值表达式可知 ω＝ 50π rad/s，由 ω＝2πf 可得该交流电压的频 率为 f＝25 Hz，选项 A 错误；在 t＝0.01 s 时，该交流电压的瞬时值为 200 2 V，选 项 B 错误；直接用电压表测量交流电压， 测量的结果为有效值，示数为 U＝200 V， 选项 C 错误；若将该交流电压加在阻值为 2 kΩ 的电阻两端，由 P＝UR2可知发热功率 为 20 W，选项 D 正确。
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1．对有效值的理解 (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。
答案： BC
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考点一 交变电流的产生及变化规律
1. (2019·北京朝阳区期末)如图甲所示，一个矩形导线框放
置在匀强磁场中，并绕过 ab、cd 中点的固定轴 OO′ 以角速度 ω＝π2 rad/s 顺时针转动．若以线框平面与磁 场方向垂直时(如图乙)为计时 起点，并规定 bc 边中电流 i 的 方向由 b 流向 c 时为正，则下 列 i-t 图象正确的是( )
解析：由交流电压的瞬时值表达式可知 ω＝ 50π rad/s，由 ω＝2πf 可得该交流电压的频 率为 f＝25 Hz，选项 A 错误；在 t＝0.01 s 时，该交流电压的瞬时值为 200 2 V，选 项 B 错误；直接用电压表测量交流电压， 测量的结果为有效值，示数为 U＝200 V， 选项 C 错误；若将该交流电压加在阻值为 2 kΩ 的电阻两端，由 P＝UR2可知发热功率 为 20 W，选项 D 正确。
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1．对有效值的理解 (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。
答案： BC
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交变电流课件
C.是从线圈平面与磁场方向平行的时刻开始计时的
D.每当感应电动势 e 变换方向时,穿过线圈的磁通量都最大
解析:由图象可知,当 t=0 时,感应电动势有最大值,说明穿过线圈
的磁通量的变化率最大,即线圈平面与磁场平行,选项 C 正确;t1、t3
时刻,感应电动势为零,说明这两个时刻穿过线圈的磁通量的变化率
C.灯先发光,再慢慢熄灭
D.灯一直不亮
思路点拨:解答本题的关键是对电容器充放电的理解和电容器
在电路中的作用.
解析:电容器充电过程有电流,当电容器充电完毕后,电路中就没
有电流,故闭合开关,灯会先发光,再慢慢熄灭,C 对.
答案:C
⑤分析判断 i、e 随时间变化的规律.
典题例解
【例 2】 (双选)一个按正弦规律变化的交变电流的 i-t 图象如
图所示,根据图象可以断定(
)
A.交变电流的频率 f=0.2 Hz
B.交变电流的有效值 Ie=14.1 A
C.交变电流瞬时值表达式 i=20sin(0.02t) A
8
D.在 t= 时刻,电流的大小与其有效值相等
次.
(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,
1
符号为 Hz;频率越大,交变电流变化越快.f= =
流的频率为 50 Hz,周期为 T=0.02 s.
.我国民用交变电
2π
5.正弦式交变电流的图象
(1)如果以时间 t 为横坐标、电流 i 或电压 e 为纵坐标,把交变电
能够通过这个电容器,也就是说机芯、外壳间始终在进行着充放电,
所以你能感觉到“漏电”.解决方案就是金属外壳接地.其实,现在生产
的电气设备一般都增加了这一接地线.
D.每当感应电动势 e 变换方向时,穿过线圈的磁通量都最大
解析:由图象可知,当 t=0 时,感应电动势有最大值,说明穿过线圈
的磁通量的变化率最大,即线圈平面与磁场平行,选项 C 正确;t1、t3
时刻,感应电动势为零,说明这两个时刻穿过线圈的磁通量的变化率
C.灯先发光,再慢慢熄灭
D.灯一直不亮
思路点拨:解答本题的关键是对电容器充放电的理解和电容器
在电路中的作用.
解析:电容器充电过程有电流,当电容器充电完毕后,电路中就没
有电流,故闭合开关,灯会先发光,再慢慢熄灭,C 对.
答案:C
⑤分析判断 i、e 随时间变化的规律.
典题例解
【例 2】 (双选)一个按正弦规律变化的交变电流的 i-t 图象如
图所示,根据图象可以断定(
)
A.交变电流的频率 f=0.2 Hz
B.交变电流的有效值 Ie=14.1 A
C.交变电流瞬时值表达式 i=20sin(0.02t) A
8
D.在 t= 时刻,电流的大小与其有效值相等
次.
(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,
1
符号为 Hz;频率越大,交变电流变化越快.f= =
流的频率为 50 Hz,周期为 T=0.02 s.
.我国民用交变电
2π
5.正弦式交变电流的图象
(1)如果以时间 t 为横坐标、电流 i 或电压 e 为纵坐标,把交变电
能够通过这个电容器,也就是说机芯、外壳间始终在进行着充放电,
所以你能感觉到“漏电”.解决方案就是金属外壳接地.其实,现在生产
的电气设备一般都增加了这一接地线.
物理选修-人教版交变电流-ppt精品课件
Tt
2π ωt
作图时规定感应电流 正方向为dcbad
物理选修3-2人教版 5.1交变电流 (共27张PPT)
物理选修3-2人教版 5.1交变电流 (共27张PPT)
电路中的电动势和电流关系
e
Em
T/4
2T/4
O
π/2
π
─Em
i
Im
T/4
2T/4
O
π/2
π
─Im
3T/4 3π/2
3T/4 3π/2
物理选修3-2人教版 5.1交变电流 (共27张PPT)
•
5.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。
•
6.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。
的是( BCD )
i
i
O
t
A
i
O
t
C
O
t
B
i
O
t
D
二、交变电流的产生
1、过程分析
选取线圈运动过程中如图所示的几个特殊时刻 进行研究
将立体图转化 为平面正视图
A( B )
v
我们称为 中性面
v
D( C )
此 时
线圈平面与磁场垂直，速度方向与磁场方向平行
线 磁通量为最大 圈