中学《交变电流》专题复习
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解析 (1)全过程的线路图如图所示:
(2)升压变压器副线圈的输出电压U2=
n2 n1
U1=2
200
V
升压变压器副线圈的输出电流I2= n1 I1
n2
由P=U1I1,得升压变压器原线圈的输入电流
I1= P = 44103 A=200 A
U1 220
所以I2= n1 I1=20 A
n2
输电线路上的电压损失为
(2)规律
a.函数形式:若N匝面积为S的线圈以角速度ω绕垂直于磁场方向的轴匀速
转动,磁感应强度为B,从中性面开始计时,其函数形式为e=NBSω sin ωt,用
Em=NBSω表示电动势的最大值,则有e=Em
sin
ωt。其电流大小为i= e
R
=Em
R
sin ωt=Im sin ωt。
b.图像:用以描述正弦交流电电流随时间变化的规律,如图(a)所示。
2(R r)
求,则q=
I
×t=
N
ΔΦ
=
N
(BS
-
1 2
BS
)
=
NBS
,故B正确;电阻R产生的热量应该
Rr
R r 2(R r)
用有效值来计算,线圈由图示位置转过90°过程中,电阻R产生的热量为
π
NBSω 2(R r
)
2
R×
2 ω
=
N 2B2 4(R
S 2ωRπ r)2
,故C错误;线圈由图示位置转过60°时的电流
电容器两极板上积累 的电荷对向这个方向 定向移动的电荷的反 抗作用
在电路 中的 作用 特点
决定 因素
电能的 转化与 做功
对直流电、交流电均 有阻碍作用
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例9、 如图5－15所示，单匝面积为S旳矩形线圈，在磁感应强度 为B旳匀强磁场中绕垂直磁场方向旳轴匀速转动，角速度为ω ，线圈本身电阻为r，负载电阻为R．线圈由图示位置转动90° 旳过程中：
1）线圈产生旳平均电动势？
2）经过电阻R上旳电量 ？
解1 ：线圈转过900过程旳时间
平均电动势
t
2 BS
(1)
1 2
nBL1
L2
(2) nBL1L2R
2(R r)
d
B c
(3) n2B2L12L22 (4) BL1L2
(R r)
2(R r)
O′ R
V
合作探究
边长为 a 旳N 匝正方形线圈，在磁感应强 度为B 旳匀强磁场中以角速度ω绕垂直于 磁感线旳轴匀速转动，线圈旳电阻为 R 。 (1)求线圈从中性面开始转过90°角旳过程 中产生旳热量； (2)求线圈从中性面开始转过90°角旳过程 中，经过导线截面旳电量
解1 ：线圈产生旳最大电动势
则电流旳有效值
I Im 2
BS
2（R rm) BS
电阻R上产生旳焦耳热
Q
I 2Rt
B2S 2R
4(R r)2
4 ：由功和能旳关系，外力所
Q I 2 (R r)t
B2S 2
做旳功
4(R r)
典例导悟：
如图所示，为一交流发电机构造示意图，矩形线圈 abcd，
(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线 圈中感应电动势旳瞬时体现式；
解析：
e Em sint NBS2 nsin(2 nt)
100 1 0.05 2 300 sin(2 300 t)
60
60
50sin(10 t)V
高二物理-高二物理交变电流单元复习课
a
2
小都为 ，速度方向与磁感线夹角为30°或150°
2
d
B.线圈转动过程中只有ab、cd两边产生感应电动势，大小
1
各为 1 2
2
sinω（从中性面开始计时），且在线圈回
路中提供的电流方向相同
C.如果闭合线圈能绕ab边为轴转动，线圈中产生的感应电
动势也是 = 1 2 sin
d
变化规律：Φ = Bl1l2 cos ω
R
O
（1）关于穿过线圈平面的磁通量及其变化
A.线圈处于中性面位置时，磁通量最大，磁
b
通量的变化率为零.
B.线圈从中性面转过30°过程中，磁通量的
变化量为Bl1l2 cos 30°.
a
c
d
C.线圈平面与磁感线夹角为60°时，磁通量
的变化率为 1 2 (1 −
流电。
图像
b
交变电流
O'
a
交变电流
c
定义
d
R
产生
O
正弦式
交变电流
变化规律
从中性面计时
图像
交变电流
交变电流
定义
产生
正弦式
交变电流
变化规律
从中性面计时
图像
= sin
交变电流
周期T
频率f
交变电流
的四值
描述交变电
流的பைடு நூலகம்理量
正弦式
交变电流
工作原理
常见变压器
定义
产生
构造
基本关系
交变电流
变压器
D.若从垂直于中性面位置开始计时，线圈转动过程产生的
感应电动势表达式为 = 1 2 cos
高中物理选修交变电流知识复习
电流与匝数的关系
练习1、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝4：1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，图中电流表A1的示数为12mA，则电流表A2的示数为 （ ） A．3mA B．0 C．48mA D．与负载R的值有关
I=P2/U2=P1/U2=4400/2200=2(A)
Pr=I'2r=16(W)
U3=U2-Ur=2200-I2r==2192(V)
P用=P1-Pr=4400-16==4384(W)
U用=U4=n4U3/n3=219.2(V)
2、如图示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。
Im＝20A
ω＝100πrad/s.
电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt (A)
T＝0.02s
三、峰值和有效值
1、峰值：电流或电压所能达到的最大值。
2、有效值 定义：
根据电流的热效应来规定，让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。(重、难点）
c
d
k
L
A
B
a
b
c
d
k
L
A
B
a
b
c
d
k
L
A
B
交流电的图像
Em=NBSω =NФmω
e
o
Em
T/4
2T/4
3T/4
T
π/2
π
3π/2
2π
ωt
t
交流电的变化规律
周期性变化
２、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速旋转时，线圈中就产生 ．
2024-2025高中物理人教版必修专题3.2.1交变电流的描述同步练习(解析版)02 02
3.2.1交变电流的描述 同步练习一、单选题1．（2023·浙江杭州市·高二期末）家庭电路中交流电压随时间变化的规律为u sin100πt V ，则该电压的（ ）A ．最大值是220VB ．有效值是220VC ．周期是100sD ．频率是100Hz 【答案】B【解析】AB ．根据交流电压随时间变化的瞬时电压表达式为u sin100t V ，可知该电压的最大值为m U =正弦交流电压的有效值为220VU ==,故A 错误，B 正确； CD ．根据瞬时表达式可知100rad/s ωπ= 可得周期为20.02s πT ω== 频率为150Hz f T== 故CD 错误；故选B 。
2．（2023·浙江衢州市·高二期末）如图是一矩形线圈在匀强磁场中转动产生的正弦式交变电流的i t -图象，由此图象可知这个交变电流的（ ）A ．0.01s t =时与线圈串联的理想电流表示数为零B ．交流电压瞬时值的表达式为()10sin 100A i t =C ．0.005s t =时通过线圈的磁通量最大D ．电流的方向每秒改变100次 【答案】D【解析】A ．0.01s t =时的瞬时电流为零，而理想电流表的示数为电流的有效值为，故A 错误； B ．根据i t -图像可读得，最大电流为10A m I = 角速度为2100rad/s Tπωπ==则电流的瞬时表达式为sin 10sin100(A)m i I t t ωπ==,故B 错误；C ．0.005s t =时瞬时电流最大，则磁通量的变化率最大，磁通量为零，故C 错误；D ．交流电的频率50Hz f =，即1s 线圈转50圈，而每一圈电流的方向改变两次，则电流的方向每秒改变100次，故D 正确；故选D 。
3．（2023·西藏·拉萨那曲高级中学高二期中）将交变电流加在阻值为10Ω的电阻两端，电路中电流的图象如图所示，由图可知（ ）A ．用电流表测该电流其示数为10AB ．用电流表测该电流其示数为7.07AC ．电阻消耗的电功率为1000WD ．该交变电流的瞬时值表达式为i ＝πt （A ） 【答案】B 【详解】AB ．由图象可知交流电的电流最大值为10A ，因此其有效值为7.07AI =≈ 电流表的示数为有效值，即7.07A ，故A 错误，B 正确； C ．电阻消耗的电功率为2500W P I R ==，故C 错误； D ．由图得22rad/s 200rad/s 0.01T ππωπ=== 所以该交流电流瞬时值表达式为10sin 200(A)i t π=，故D 错误。
《常考题》初中高中物理选修二第三章《交变电流》知识点总结(含答案解析)
一、选择题1．如图所示，用交流发电机和理想变压器构成一供电电路。
下列说法正确的是（）A．仅将滑片向下移动，则电压表读数变大B．仅将发电机的线圈转速增大，则电压表读数增大C．仅将滑片向下移动，则发电机输出功率减小D．仅将发电机的线圈转速增大，则通过L1的交流电频率不变2．远距离输电的原理图如图所示，T1、T2为理想变压器，其原、副线圈匝数比分别为1：10和10：1，输电线路的总电阻R=10Ω，A、B均是额定电压为220V额定功率为1100W的电热器。
开关S断开时，用电器A正常工作，则下列说法正确的是（）A．开关S断开时，输电线的热功率为2.5WB．变压器T1的输入电压为225VC．闭合开关S，输电线损失的电压不变D．闭合开关S，用电器A、B均正常工作3．一交变电压随时间变化的图像如图所示已知横轴下方为正弦曲线的一半，则该交变电压的有效值为（）A．10V B．10C．10V D．2V4．据美国气候预测中心发布的数据表明：2020年拉尼娜现象已经形成，2020年冬天或出现极寒天气。
假如出现低温雨雪冰冻天气，我国北方的高压输电线路也会因结冰而损毁。
为消除200k V高压输电线上的冰凌，有人设计了利用电流热效应除冰的方法，当输送功率和输电线电阻一定时，线上损耗的热功率增大为原来的16倍，输电电压应变为（ ） A ．800kV B ．400kV C ．100kV D ．50kV5．如图所示，电阻均匀的正方形导线框ad 边的中点和bc 边的中点连线'OO 恰好位于某磁场右边界上，磁场方向与线框平面垂直，已知该磁场的磁感应强度的变化2002sin100π(T/s)B t t∆=∆ ，线框的边长L =20cm 。
则线框c 、d 两点间的电压有效值为（ ）A ．1VB ．2VC ．2VD ．22V6．如图甲所示，手摇发电机在磁感应强度为B 的匀强磁场中匀速转动，外接一电阻R 和一个理想交流电流表。
已知线圈的匝数为n ，角速度为ω，面积为S ，总电阻为r 。
高考物理 专题十一 交变电流考点整合复习课件
1．(单选)下列选项所示的线圈中不能产生交变电流的是( )
A
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．
2．(单选)某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 11－1－1 所示，由图中信息可以
3．(双选)(2011 年肇庆检测)一矩形金属线圈，绕垂直磁场 方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的电动势 e 随
)
时间 t 变化的情况如图 11－1－2 所示．下列说法正确的是( A．此交流电的频率为 0.5 Hz B．此交流电的电动势有效值为 2 V C．t＝0.01 s 时，线圈平面与磁场方向垂直 D．t＝0.02 s 时，线圈磁通量变化率为零 图 11－1－2
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．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．
C
5．(单选)正弦交变电源与电阻 R、交流电压表按照图 11－1 －3 甲所示的方式连接，R＝10 Ω，交流电压表的示数是 10 V．
)
图乙是交变电源输出电压 u 随时间 t 变化的图象．则(
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图 11－1－3
答案:A
高中物理-交变电流-知识点归纳(word文档物超所值)
俯视图代入时间即可求出．不过写瞬时值时，不要忘记写单位，．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．周期与频率：表征交变电流变化快慢的物理量，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(从中性面开始转动(在研究电容器的耐压值时只能用峰值Vt o123424i As图153A ．B ．C ．D ．2sin 2m U t ω4sin 2m U t ω2sin m U t ωsin m U tω二、表征交流电的物理量【例3】. 交流发电机的转子由B 平行S 的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V ，那么当线圈转过30°时交流电压的即时值为______V 。
【例4】. 右图为一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。
【答案】 I=A5【例5】.交流发电机转子有n 匝线圈，每匝线圈所围面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B ，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r ，外电路电阻为R 。
当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：⑴通过R 的电荷量q 为多少？⑵R 上产生电热Q R 为多少？⑶外力做的功W 为多少？分析：⑴由电流的定义，计算电荷量应该用平均值：即，这里电流和电动势都必须要用平均值，不能用()()rR nBSq r R t nBS r R t n r R E I t I q +=∴+=+∆Φ=+==,,而有效值、最大值或瞬时值。
⑵求电热应该用有效值，先求总电热Q ，再按照内外电阻之比求R 上产生的电热Q R 。
这里的()()()()22222222224,4222)(r R RS B n Q r R R Q r R S B n r R nBS r R E t r R I Q R +=+=+=+=⋅+=+=πωπωωπωωπ电流必须要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬时值。
⑶根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热。