高中物理精品专题-交流电
教科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第3章 交流电 4.电能的传输
是把高压线屏蔽起来免遭雷击,故C正确;在输送功率一定时,电流
线上损失的功率
反比,故D错误。
2
P'=I r=
I=,输电
2,输电线上损失的功来自跟输送电压的平方成r
探究点二
高压输电线路的分析与计算
导学探究
某发电站向远处送电的示意图如图所示。
(2)输送功率是指高压输电线起始端输出的功率,损失功率是输电线上损失
的功率。
(3)输电线上的电流由 I 输=
输
输
计算, 而不能由 I 输 =
输
线
计算。
应用体验
【例1】 (多选)(2023河南高二期末)如图甲所示,我国西部山区建有许多水电站,
极大改善了当地居民的生产、生活。某水电站远距离输电的原理图如图乙所
重难探究·能力素养全提升
探究点一
输电线上的电压和能量损失
导学探究
中国发布“双碳战略”,计划到2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和。电力
作为远程输送能量的载体,特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重
要途径之一。若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下,从原来的
150 kV高压输电升级为1 350 kV的特高压输电,若输电线不变,则输电线中
1 2 3 4
解析 设输电线的电阻为 R,当输电线上的电流为 I0 时,损失的电功率 P0=0 2 R。
当输电电压提高为 2U0 时,由
的电功率 P 损=
1 2 3 4
0 2
0
R= ,故
2
4
0
I=可知输电线上的电流变为 2 ,输电线上损失
高中课程交流电知识点总结
高中课程交流电知识点总结1. 电的定义电是一种基本物理现象，是指物质内部或外部的电荷产生的相互作用，其形式包括静电和动电。
2. 电荷电荷是物质中存在的基本物理量，分为正电荷和负电荷，同种电荷相互斥，异种电荷相互吸引。
3. 电荷传递电荷传递分为导体中的自由电子传递和绝缘体中的带电之间的传递。
4. 电场电荷周围存在电场，电场可以描述电荷之间的相互作用力，它的方向与电荷的正负有关。
5. 电位移电场中的电势能在空间传播，称为电位移。
二、静电学1. 静电荷物体带有静电荷时，会产生静电场，其大小与电荷量成正比，与距离平方成反比。
2. 静电感应静电感应是指在电场中，由于电荷的作用，物体间会产生电势差，导致电荷移动。
3. 静电放电静电放电是指带有静电的物体在适当的条件下会放出电荷，产生电流。
三、电流学1. 电流在导体中，电荷受到电场力作用而移动产生的物理现象，称为电流，单位是安培（A）。
2. 电阻导体对电流的阻碍作用称为电阻，单位是欧姆（Ω），其大小与导体材料、长度、截面积和温度有关。
3. 电压电压是指电荷在电场中受到的电势差，单位是伏特（V）。
4. 电源电源是供给电路中各元件电能的装置，可以是直流电源或交流电源。
5. 电路电路是由电源、电阻和导线构成的电子器件，是电流从电源到负载的路径。
6. 串联电路和并联电路串联电路是指电路中各元件依次由一端连接在一起，而并联电路是指各元件的一端相连，另一端也相连。
7. 驻流电路、非驻流电路和混合电路驻流电路是指电路中电流大小不变，而非驻流电路是指电流大小会随时间变化。
混合电路是同时包含驻流和非驻流电路的电路。
8. 电功率电功率是指电路中消耗的能量与时间的比值，单位是瓦特（W）。
四、电磁感应1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是指导体内或磁场中存在相对运动时，会在导体中产生感应电动势。
2. 感应电动势感应电动势是由变化的磁场和导体间的相对运动产生的电动势。
3. 涡流导体中产生的感应电流，称为涡流，会产生磁场，对外产生磁场力。
高中物理 交流电 专题
高中物理 交流电 专题例1：给额定功率60W 、额定电压220V 的白炽灯加上如图所示的电压，恰使灯正常发光，则所加电压U 0的大小约为 （ ） A. 220V B. 310V C. 350V D. 440V解：所加电压的周期为 20× 10 -3s = 8ms 设电灯的电阻为R ，加上图示的电压时的功率为P L ， P L t 2 = (U 02 /R)t 1 +0 (式中t 1 = 8ms t 2 =20 ms) 由题意 P L = (U 02 /R)t 1/t 2= U 额2 /R =60W U 02 = U 额2 t 2/t 1 =2202 ×20/8 =1102 ×10 ∴ U 0≈350V C例2:如图是一个理想变压器的电路图，若A 、B 两点接交流电压U 时，五个相同的灯泡均正常发光，则原、副线圈的匝数比为： ( )A. 5 : 1B. 1 : 5C. 4 : 1D. 1 : 4U-3s解：设灯泡正常发光的电流为I ， 则原、副线圈的电流分别为I 和4I ，如图示。
所以原、副线圈的匝数比为 4 1 C例3.如图所示，abcd 是交流发电机的矩形线圈, ab=30cm,bc=10cm, 共50匝, 它在B=0.8T 的匀强磁场中绕中心轴OO ′顺时针方向匀速转动，转速为480r/min,线圈的总电阻为r=1Ω,外电阻为R=3 Ω,试求: 1. 若线圈从图示位置开始计时,沿abcd的方向为正方向,画出交流电流的图象. 2. 线圈从图示位置转过1/4 转的过程中电阻R 上产生的热量和通过导线截面 的电量3.电流表和电压表的读数4.从图示位置转过180°过程中 的平均感应电动势解：从中性面开始计时有 e=E m sin ω t ，其中E m = NB ω S ，1 2ABω=2πn=2 π ×480/60=16π，∴ E m = NB ωS =60.3V ，I m = E m /（R+r ）=15.1A注意到从开始转动时产生的感应电流沿dcbad 方向，与规定方向相反，为负值。
高三物理交流电知识点
高三物理交流电知识点交流电作为物理学的一个重要概念，在学习物理的过程中占据了重要的地位。
下面将介绍一些高三物理交流电的知识点，包括交流电的基本概念、交流电的特点以及一些与交流电相关的重要公式。
一、交流电的基本概念交流电指的是电流的方向和大小都随时间变化的电流。
与之相对的是直流电，即电流的方向和大小保持恒定不变。
交流电可以通过变压器进行电压的升降，从而实现电能的传输和分配。
二、交流电的特点1. 频率：交流电的频率指的是单位时间内电流方向变换的次数。
国内普遍使用的交流电频率为50Hz，即每秒钟电流方向变换50次。
频率的单位是赫兹（Hz）。
2. 有效值：交流电的有效值指的是与该交流电所产生的热效应相同的恒定电流的大小。
有效值可以用来表示交流电的大小，常用单位是安培（A）。
3. 峰值值：交流电的峰值指的是交流电波形的最大值或最小值，峰值可以用来计算交流电的振幅。
峰值通常用“Vp”表示。
4. 周期：交流电的周期指的是一个完整波形所需的时间，即电流方向从正向到负向再返回正向的时间。
周期的单位是秒（s）。
三、与交流电相关的重要公式1. 交流电的电压与电流之间的关系：在纯电阻电路中，交流电的电压和电流之间满足欧姆定律，可以使用以下公式进行计算：U = I * R其中，U代表电压，I代表电流，R代表电阻。
2. 交流电功率的计算：在交流电路中，交流电功率的计算需要考虑到电压、电流以及电阻之间的相位关系。
交流电功率的计算公式如下：P = U * I * cos(θ)其中，P代表功率，U代表电压，I代表电流，θ代表电压和电流之间的相位差。
3. 交流电的频率和周期之间的关系：交流电的频率和周期之间存在着一定的关系，可以使用以下公式进行计算：f = 1 / T其中，f代表频率，T代表周期。
四、总结通过对交流电的基本概念、特点以及相关公式的介绍，我们可以更好地理解交流电的性质和运行原理。
在高三物理学习中，交流电是一个重要的知识点，掌握好这些知识对于理解电路和电器的运行机制非常重要。
《高中物理课件：交流电路》
串联电路中的电流分配
探讨串联电路中电流分配的原理。
并联交流电路的等效阻抗与电流计算
1
并联电路特点
了解并联电路的特点和应用。
2
计算并联电路等效阻抗
教授如何计算并联电路的等效阻抗。
3
并联电路中的电流分配
探讨并联电路中电流分配的原理。
பைடு நூலகம்
正弦波
学习如何用正弦波表示交流电。
方波
了解方波表示交流电的特点。
三角波
探索三角波在交流电中的应用。
交流电的频率与周期
1
周期计算
2
学习如何计算交流电的周期。
3
频率定义
解释交流电频率的概念。
常见频率值
介绍常见交流电的频率范围。
交流电的均方根值
1 什么是均方根值？
讲解均方根值的定义和重 要性。
2 均方根值的计算
3 复数的意义
了解复数表示法在交流电 路分析中的应用。
电阻、电感、电容在交流电路中的作用
1
电阻
研究电阻在交流电路中的功率损耗。
电感
2
揭示电感在交流电路中的感应作用。
3
电容
探索电容在交流电路中的储能特性。
串联交流电路的阻抗与电流计算
什么是串联电路？
学习串联电路的定义和特点。
计算串联电路总阻抗
教授如何计算串联电路的总阻抗。
高中物理课件：交流电路
交流电路是高中物理中的重要知识点之一，通过本课件，你将深入了解交流 电的特点、波形表示以及在电路中的作用等内容。
交流电的基本概念
1 交流电是什么？
了解交流电的定义和基本特点。
3 交流电的来源
揭开交流电的发电原理。
物理高二交流电知识点
物理高二交流电知识点交流电是电学的重要内容之一，它是指电流方向和大小周期性地变化的电流。
在日常生活和工业生产中，交流电广泛应用于电器、电机等各个领域。
掌握交流电的知识对于理解电学原理和解决实际问题具有重要意义。
本文将从交流电的概念、交流电的产生和特点、交流电的参数等几个方面来探讨物理高二交流电知识点。
1. 交流电的概念交流电是指电流方向和大小周期性地改变的电流。
与交流电相对应的是直流电，直流电的电流方向和大小保持不变。
交流电的周期性变化是由于电源的电压或电流的周期性变化引起的。
交流电的周期是指电流方向和大小完成一个完整变化所需要的时间，周期的倒数称为频率，单位是赫兹（Hz）。
2. 交流电的产生和特点交流电的产生主要是通过交流发电机实现的。
交流发电机通过电磁感应的原理将机械能转化为电能，输出的电压和电流是交流的。
交流电具有以下几个主要特点：（1）电流方向和大小周期性变化；（2）电压和电流的大小随时间变化呈正弦曲线；（3）交流电的频率可以调整。
3. 交流电的参数交流电的基本参数有电压、电流和频率，它们对于交流电的特性和应用具有重要影响。
（1）电压（V）：交流电的电压是指在单位时间内电荷通过一个导体截面的能量转移量，单位是伏特（V）。
（2）电流（I）：交流电的电流是指单位时间通过导体截面的电荷量，单位是安培（A）。
（3）频率（f）：交流电的频率是指电流方向和大小变化的周期，单位是赫兹（Hz）。
4. 交流电的应用交流电在现代社会的各个领域都有广泛的应用，例如：（1）电器：家庭中使用的电灯、电视、空调等电器设备都是基于交流电工作的。
（2）电机：交流电驱动的电机被广泛应用于工业生产、交通运输等各个领域。
（3）输电：交流电的电压可以通过变压器调整，以便进行远距离的输电，为人们生产和生活提供电能支持。
总结：交流电作为电学的重要内容，具有周期性变化的特点，通过交流发电机产生，包括电压、电流和频率三个基本参数。
交流电广泛应用于电器、电机以及输电领域等各个方面。
高考物理交流电必考知识点
高考物理交流电必考知识点随着社会科技的不断进步，电力成为了人们生活中不可或缺的一部分。
而在物理学中，交流电是一种重要的电路结构，其在高考中经常出现。
本文将深入讨论高考物理交流电的必考知识点，以帮助考生更好地备考。
1. 什么是交流电交流电又称交流电流，是指电流的大小和方向随时间的变化而周期性地改变。
与之相对的是直流电，直流电的大小和方向不随时间的变化而改变。
交流电的波形通常用正弦曲线表示，其周期表示了电流一次从正向到负向再回到正向的完整过程。
2. 变压器的原理与应用变压器是交流电路中常见的元件，其原理基于电磁感应。
变压器由两个线圈（分别称为初级线圈和次级线圈）和一个铁心组成。
当在初级线圈中通入交流电时，变压器会通过电磁感应将电能从初级线圈传递到次级线圈中，从而改变电压的大小。
利用变压器，我们可以实现电压的升高或降低，从而适应不同设备的使用需求。
3. 交流电的频率与周期交流电的频率表示了电流在单位时间内完成周期性改变的次数。
单位为赫兹（Hz），常见的交流电频率为50Hz或60Hz。
频率与周期的关系是频率等于1除以周期，即f = 1/T。
高考中经常提到的电压、电流的频率就是指交流电的频率。
4. 交流电的有效值与峰值交流电的有效值表示了相同功率时所需要的直流电的大小。
对于正弦交流电而言，有效值通常是其峰值的1/√2。
在实际应用中，我们常常关心的是交流电的有效值，因为它可以更好地反映电流的实际强度。
5. 交流电的电压与电流之间的相位关系交流电的电压与电流之间存在一定的相位差。
相位差可以用角度或时间表示。
对于正弦交流电而言，电压与电流之间的相位差通常为90度（π/2弧度）。
在电路中，交流电的电流和电压的相位差会影响电路元件的工作状态和能量的传递。
6. 交流电的电阻与电感在交流电路中，电阻和电感是两个常见的元件。
电阻是电流通过时产生电场能量损失的元件，其阻碍电流通过的能力称为电阻。
而电感则是电流通过时产生磁场能量的元件，其能够储存电能。
高中物理交流电高考题
高中物理交流电高考题一、简介交流电是高中物理中的重要知识点，也是高考中经常涉及的题目。
本文将以高中物理交流电为主题，探讨几个与该知识点相关的高考题。
二、题目及解析1. 题目某交流电源的电压方程为 $U = U_m \\sin(\\omega t +\\phi)$，该电源的频率为 50 Hz，在实验中测得电源的最大电压U U=220U。
求该电源的频率。
1. 解析已知电压方程为 $U = U_m \\sin(\\omega t + \\phi)$，可以将其与标准的正弦函数形式进行对比，得到 $\\omega = 2\\pi f$，其中 $\\omega$ 为角频率，U为频率。
根据题目中已知的条件，U U=220U，频率为 50 Hz，代入上述公式，得到角频率 $\\omega = 2\\pi \\times 50 =100\\pi$。
因此，该交流电源的频率为 50 Hz。
2. 题目某电路中有一个电感器和一个电阻器串联，电感器的电感为U=0.1U，电阻器的电阻为 $R = 100\\Omega$，当该电路连接到 220V 的交流电源上时，电路中电流的最大值为U U=2U。
求该电路中的电阻。
2. 解析根据电路中电感和电阻的串联特点，可以得到电路中的总阻抗 $Z = \\sqrt{R^2+(\\omega L - \\frac{1}{\\omegaC})^2}$，其中 $\\omega = 2\\pi f$，U为电源的频率。
题目中已知交流电源电压为220V，电流最大值为U U=2U，根据电路中的电流和电压关系U U=U U U，可以得到 $Z =\\frac{U_m}{I_m} = \\frac{220}{2} = 110\\Omega$。
由于电路中的总阻抗 $Z = \\sqrt{R^2+(\\omega L -\\frac{1}{\\omega C})^2}$，已知电感U=0.1U，代入已知条件，得到方程 $\\sqrt{R^2+(100\\pi - \\frac{1}{100\\pi C})^2} = 110$。
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2020-2021学年度高中物理·专题复习
交流电
一、不定项选择题
1．在如图所示的电路中，三个定值电阻的阻值分别为
126Ω
R R
==，
3=12Ω
R，在a，b两端输入正弦式交
变电流，电压的表达式为πV
u t
=，已知理想变压器原、副线圈的匝数比为3:1，当开关S闭合后，下列说法正确的是（）
A．通过R3的电流为0.5A B．电阻R1、R2消耗的功率之比为1:6
C．电路消耗的总功率为9W D．流过电阻R2的电流的频率为150Hz
2．如图所示，一个匝数为N=100匝的线圈以固定转速50r/s在匀强磁场中旋转，其产生的交流电通过匝数比为n1∶n2=10∶1的理想变压器给阻值R=20Ω的电阻供电。
已知电压表的示数为20V，从图示位置开始计时，下列说法正确的是（）
A．t=0时刻流过线圈的电流最大
B．原线圈中电流的有效值为10A
C
．穿过线圈平面的最大磁通量为
50π
Wb
D．电阻R上的电流方向每秒变化50次
3．如图所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动。
沿着OO′从上向下观察，线圈沿逆时针方向转动。
已知线圈匝数为n，总电阻为r，ab边长为l1，ad边长为l2，线圈转动的角速度为ω，外电阻阻值为R，匀强磁场的磁感应强度为B，则下列判断正确的是（）A．在图示位置ab边所受的安培力为
22
12
nB l l
F
R r
ω
=
+
B．线圈从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为q＝
2
12
nB l l
R r
+
C．在图示位置穿过线圈的磁通量为0
D．在图示位置穿过线圈的磁通量的变化率为0
4．教学用发电机能够产生正弦式交变电流，原理如图所示。
矩形线圈abcd面积为S，匝数为N，电阻为r，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO＇以角速度ω匀速转动，利用该发电机向定值电阻R供电，电压表和电流表均可视为理想电表。
下列说法正确的是（）
A．线圈每转动一个周期电流方向改变1次
B
C．线圈由图示位置转过30时，线圈中的电流为
2()
NBS
R r
ω
+
D．线圈由图示位置转过30的过程中通过线圈磁通量的变化量为
1
2
BS
5．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈与热水器、抽油烟机连接．已知副线圈上的电压按图乙所示规律变化，现闭合开关S接通抽油烟机，下列说法正确的是
A．电压表示数为220 V
B．副线圈上电压的瞬时值表达式u＝
（100πt）V
C．热水器消耗的功率变大
D．变压器的输入功率增大
第1页共8页◎第2页共8页
第3页 共8页 ◎ 第4页 共8页
6．如图xoy 平面为光滑水平面，现有一长为d 宽为L 的线框MNPQ 在外力F 作用下，沿正x 轴方向以速度v 做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度0cos
B B x d
π
= （式中B 0为已知量），规定竖直向
下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为R ，t =0时刻MN 边恰好在y 轴处，则下列说法正确的是（ ）
A ．外力为恒力
B ．t=0
时，外力大小F =
C ．通过线圈的瞬时电流
02cos
vt
B Lv d I R
=
π
D ．经过d t v = ，线圈中产生的电热2202B L vd
Q R
=
三、解答题
7．如图所示，PM 、QN 是两根半径为d 的光滑
1
4
圆弧轨道，其间距为L ，OO ＇为两轨道圆心的连线，P 、Q 连线水平，M 、N 在同一水平高度，圆弧轨道电阻不计，在其上端连有一阻值为R 的电阻，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B 。
现有一根长度稍大于L ，质量为m ，电阻为r 的金属棒，在外力F 的作用下，从轨道的顶端PQ 处沿圆弧轨道以角速度ω匀速下滑，求： (1)金属棒到达最低点时，其两端的电压U MN ；
(2)金属棒下滑到最低点的过程中通过电阻R 的电荷量q ； (3)金属棒下滑过程中外力F 所做的功W F 。
8．如图所示，一半径为r =10cm 的圆形线圈共100匝，在磁感应强度2
5
B T π=
的匀强磁场中，绕垂直于磁场
方向的中心轴线OO ′以n =600r/min 的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置(图中位置)时开始计时。
(1)写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式；
(2)求线圈从图示位置开始在
1
60s 时的电动势的瞬时值； (3)求线圈从图示位置开始在1
60
s 时间内的电动势的平均值。
9．如图甲，两条足够长、间距为d的平行光滑金属直轨道MN、PQ与水平面成θ角，EF上方存在垂直导轨
平面的如图乙所示的磁场，磁感应强度在0~T时间内按余弦规律变化（周期为T、最大值为B0），T时刻后稳
定为B0．t=0时刻，正方形金属框ABCD在平行导轨向上的恒定外力作用下静止于导轨上。
T时刻撤去外力，
框将沿导轨下滑，金属框在CD边、AB边经过EF时的速度分别为v1和v2。
已知金属框质量为m、边长为d、
每条边电阻为R，框中磁场按余弦规律变化时产生的正弦式交变电流的电动势峰值
2
2
m
B d
E
T
π
=，求：
（1）CD边刚过EF时，A、B两点间的电势差；
（2）撤去外力到AB边经过EF的总时间；
（3）从0时刻到AB边经过EF的过程中产生的焦耳热。
10．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。
一小型发电机的线圈
共220匝，线圈面积S＝0．05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝√2
π
T。
如
果用此发电机带动两个标有“220V，11kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理
想变压器，电路如图。
求：
（1）发电机的输出电压为多少？
（2）变压器原副线圈的匝数比为多少？
（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少？
第5页共8页◎第6页共8页
11．如图所示为某学校一套校内备用供电系统，由一台内阻r=19Ω的发电机向全校22个教室（每个教室有
“220V40W”的白炽灯6盏）供电，理想降压变压器的原副线圈匝数比
1
2
19
11
n
n
，不计导线电阻，当灯都正常工
作时：
（1）发电机的输出功率应是多大？（2）发电机的电动势是多大？（3）发电机的效率是多少？
12．有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变
压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻R＝4 Ω，全校共22个班，每班有“220 V,40 W”的电灯6盏，若保证
电灯全部正常发光，求：
(1)发电机输出功率多大？
(2)发电机电动势多大？
(3)输电效率是多少？
(4)若使用灯数减半且正常发光，发电机输出功率是否减半？
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