高考第一轮复习之16交变电流

2006年高考第一轮复习之十六----交变电流

复习要点

1、交变电流的产生、变化规律及图象表达

2、表征交变电的物理量、交变电的有效值

3、电感和电容对交变电的影响

4、变压器的构造、作用、原理

5、理想变压器的理想化条件及规律

6、远距离办理电

二、难点剖析

1、交变电流的几个基本问题 （1）产生交变电流的基本原理

交变电流的产生，一般都是借助于电磁感应现象得以实现的。因此，可以说，产生交变电流的基本原理，就是电磁感应现象中所遵循的规律——法拉第电磁感应定律。

（2）产生交变电流的基本方式

一般来说，利用电磁感应现象来产生交变电流的具体操作方式可以有很多种。例如，使图中所示的线圈在匀强磁场中往复振动，就可以在线圈中产生方向交替变化的交变电流。但这种产生交变电流的操作方式至少有如下两个方面的不足：第一，操纵线圈使之往复振动，相对而言是比较困难的；第二，使线圈往复振动而产生的交变电流，其规律相对而言是比较复杂的。正因为如此，尽管理论上产生交变电流的具体操作方式可以有很多种，但人们却往往都是选择了操作较为方便且产生的交变电流的规律较为简单的一种基本方式 ——使线圈在匀强磁场中相对做匀速转动而切割磁感线来产生交变电流。这几乎是所有交流发电机的基本模型。

（3）交变电流的规律（以交变电动势为例）

使线圈在匀强磁场中相对做匀速转动而切割磁感线所产生的交变电流是正弦交变电流，其规律的一般表达式为)sin(0?ωε+=t e m 。推导过程如下：如图—2所示，边长ab=l 1，bc=l 2的N 匝矩形线圈，绕其对称轴OO ’在磁感强度为B 的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，当线圈平面转到与中性面（穿过线圈的磁通量达到最大值时线圈所在的平面）夹0?角时为初始时刻，经过时间t 线圈转至图-3所示位置（此图是在图7-2的基础上俯视而得），则此时bc 和ab 两条边上各有N 条长为l 2的导线以速率2

1

l v ω=

沿图示方向做切割磁感线运动，于是此时线圈回路程中总的感应电动势可用法拉第电磁感应定律求得，为

)sin(22022?ω+==⊥t vB Nl B v Nl e

)

sin()sin()

sin(00021?ωε?ωω?ωω+=+=+=t t B NS t B l Nl m

（4）把握交变电流规律的三个要素（以交变电动势为例）。m ε——交变电动势最大值：当线圈转到穿过线圈的磁通量为0的位置时，取得此值。应强调指出的是，m ε与线形状无关，与转轴位置无关，其表达式为B NS m ωε=。

ω——交变电流圆频率：实际上就是交流发电机转子的转动角速度。它反映了交变电流变化的快慢

程度，与交变电流的周期T 和频率f 间的关系为f T

ππ

ω22==

。 0?——交变电流初相：它由初始时线圈在磁场中的相对位置决定，实际上就是计时起点线圈平面与

中性面间的夹角。

（5）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，在周期的整数倍时间内（一般交变电流周期较短，如市电周期仅为0.02s ，因而对于我们所考察的较长时间来说，基本上均可视为周期的整数倍），如果交变电流与某恒定电流流过相同电阻时其热效应相同，则将该恒定电流的数值叫做该交变电流的有效值。

②一般交变电流表直接测出的是交变电流的有效值，一般用电器铭牌上直接标出的是交变电流的有效值，一般不作任何说明而指出的交变电流的数值都是指有效值。

③交变电流的有效值),,(I U ε与其相应的最大值()m m m I U ,,ε间的关系为

I I U U m m m 2,2,2===εε。

上述关系式只适用于线圈在匀强磁场中相对做匀速转动时产生的正弦交变电流，对于用其他方式产生的其他交变电流，其有效值与最大值间的关系一般与此不同，京戏根据有效值的定义作具体分析。 2、理想变压器的几个基本问题

（1）理想变压器的构造、作用、原理及特征。

构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁心上构成所谓的变压器。 作用：在办理送电能的过程中改变电压。 原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。

特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交流电压。

（2）理想变压器的理想化条件及规律

如图—4所示，在理想变压器的原线圈两端加交流电压U 1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律，有

?

?=??=

222111,φ

εφεn t n 忽略原、副线圈内阻，有 2211,εε==U U 。

另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相同，于是又有

21φφ?=?。

由此便可得理想变压器的电压变化规律为

2

1

21n n U U =。 在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括了线圈内能量损失和铁心内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有P 1=P 2，而

P 1=I 1U 1，P 2=I 2U 2。

于是又得理想变压器的电流变化规律为

1

2

21n n I I =

。 由此可见：

①理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗（实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因素的差别）。

②理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想化条件下的新的表现形式。

（3）多组副线圈理想变压器的规律。

由法拉第电磁感应定律，并考虑到线圈无同阻等，有 U 1：U 2：U 3…=n 1:n 2:n 3……。

由能的转化和守恒定律，并考虑到为变压器自身无能量损耗，又有P 入=P 出，即 I 1U 1=I 2U 2+I 3U 3+……。 （4）原副线圈的地位

原（副）线圈在原（副）线圈回路中所处的地位是充当负载（电源）。 3、关于电感与电容对交变电的影响

（1）电感和电容对交变电流均有阻碍。电感对交变电流的阻碍作用随着交变电流的频率升高而增大；电容对交变电流的阻碍作用随着交变电流的频率升高而减小。

（2）电感和电容除了对交变电流有阻碍作用外，对其相位还将产生一定的影响。

三、典型例题

例1 如图所示，矩形线圈边长为ab=20cm ，ab=10cm ，匝数N=100匝，磁场的磁感强度B =0.01T 。当线圈以50r/s 的转速从图示位置开始逆时针匀速转动，求：

（1）线圈中交变电动势瞬时值表达式；

（2）从线圈开始转起动，经0.01s 时感应电动势的瞬时值。

分析：只要搞清交变电的三个要素ω、m ε、0?，进而写出交变电的瞬时值表达式，这样就把握到交变电的变化规律了

解答：（1）欲写出交变电动势的瞬时值，先求出ω、m ε、0?三个要素。线圈旋

转角速度为s rad f /100

2ππω==，感应电动势的最大值为V B NS m 28.6==ωε，刚开始转动时线圈平面与中性夹角rad 6

0π

?=

。于是线圈中交变电动势的瞬时值表达式为

V t e ??? ?

?

+=6100sin 28.6ππ。

（2）把t=0.01s 代入上式，可量，此时感应电动势的瞬时值

V V e 14.36sin 28.6'-=??? ?

?

+=ππ。

例2 两个完全相同的电热器分别通以图中（a ）和(b)所示的电流最大值相等的正弦交变电流和方波交变电流，则这两个电热器的热功率之比P 甲：P 乙=_______________。

分析：对于正弦交变电，其最大值恰等于有效值的2倍，但对于非正弦交变电，其最大值与有效值间的关系一般需要根据有效值的定义来确定。

解答：通以正弦我变电流的电热器的热功率为P a =I 2R=(I m 2)2R=I m 2R/2；通以方波交变电流的电热器，尽管通电时电流方向不断变化，但线时刻流过的电流数值均为I m ，且电流的热功率与电流方向无关，所以P b =I m 2R .。于是得P a ：P b =1：2。

交变电流的有效值与最大值间的关系I m =2I ，只对正弦交变电流才成立。图21-6所示的方波交变电流，有效值等于最大值。

例3 如图所示，理想自耦变压器1与2间匝数为40匝，2与3间匝数为160匝，输入电压为100V ，电阻R 上消耗的功率为10W ，则交流电流表的示数为（ ）

A 、0.125A

B 、0.100A

C 、0.225A

D 、0.025A

分析：由于2与3之间流过的既有原线圈电流，又有副线圈电流，所以必须搞清原、副线圈电流的方向关系；而欲搞清原、副线圈电流的方向关系又必须明确原、副线圈在相应的回路里的地位。 解答：由理想变压器的变压规律，有

U 1：U 2=n 1:n 2， 由此解得R 两端的电压为

V U n n U 80100160

40160

1122=?+==

。 由功率公式P 2=I 2U 2可解得流过R 的电流，即变压器副线圈电流为

I 2=P 2/U 2=10/80=0.125A 。

再由理想变压器的变流规律I 1：I 2=n 1:n 2，解得原线圈电流为

A I n n I 1125.0160

401602121=?+==

考虑到2与3之间的一段线圈既是副线圈，又是原线圈的一部分，而副线圈在副线圈回路中是电源，其电流应从低电势流向高电势，原线圈在原线圈回路中是负载，其电流应从高电势流向低电势，这就决定着同时流过2与3间的电流I 1与I 2始终是反向的，所以，图21-7中的交流电流表的示数应该为I 1与I 2的差的绝对值，即 I A =0.025A 此例应选D 。

例4 在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁心的左右两个臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈1、2的匝数之比N

1：N 2=2：1，在不接负载的情况下（ ）

A 、当线圈1输入电压220V 时，线圈2输出电压为110V

B 、当线圈1输入电压220V 时，线圈2输出电压为55V

C 、当线圈2输入电压110V 时，线圈1输出电压为220V

D 、当线圈2输入电压110V 时，线圈1输出电压为110V

分析：该题考查的是变压器的原理，若不去深入研究变压器的变压原理，只死记公式，很容易错选。 解答：该题给出的变压器的铁心为日字形，与考生熟知的口字形变压器不同，且通过交变电流时，每个线圈产生的磁通量只有一半通过另一线圈，故电压比2

1

21n n U U =

不再成立。所以只能利用电磁感应定律，从变压器的原理入手，才能解出该题。

当线圈1作为输入端时，

141212221122

1

1

2

1=?=??=??Λ?=

φφφφn n t

n t n U U 。 因为U 1=220V ，所以U 2=55V ，所以选项B 对。 当线圈2作为输入端时，

11

2

21''''122121=?=??=φφn n U U 。 因为U 2’=110V ，所以U 1’=110V ，所以选项D 对。

例5 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n 1:n 2=4:1，原线圈回路中的电阻A 与副线圈回路中的负载电阻B 的阻值相等。a 、b 端加一定交变电流电压后，两电阻消耗的电功率之比P A ：P B =_________________________。

分析：抓住理想变压器（图中的虚线框内的部分）原、副线圈的电流关系，A 、B 两电阻消耗的电功率关系及电压关系均可求得 解答：对理想变压器，有

4

11221==n n I I R I P R I P B A 2

221,== 16

12

212221=???? ??==∴I I I I P P B A 又U A =I 1R ，U B =I 2R 4

1

2121===∴I I R I R I U U B A 应依次填充：161和4

1

单元检测

一、选择题

1、某交变电流的方向在1s 内改变100次，则其周期T 和频率f 分别为（ ） A 、T=0.01s B 、T=0.02s C 、f=100Hz D 、f =50Hz

2、线圈在匀强磁场中匀速转动而产生交变电流，则（ ） A 、当线圈位于中性面时，感应电动势为零 B 、当线圈通过中性面时，感应电流方向将改变

C 、当穿过线圈的磁通量为零时，线圈中感应电流也为零

D 、当线圈转过一周时，感应电动势方向改变一次

3、线圈在匀强磁场中匀速转动所产生的感应电动势的变化规律可表示为t e m ωεsin =，则当线圈的匝数和转速均增加一倍后所产生的感应电动势的变化规律应为（ ）

A 、t e m ωεsin 2=

B 、t e m ωε2sin 2=

C 、t e m ωεsin 4=

D 、t e m ωε2sin 4=

4、某电阻两端加10V 恒定电压时，消耗的电功率为P ，当把该电阻接在原副线圈匝数之比为10：1的理想变压器副线圈两端时，所消耗的电功率为

4

1

P ，则加在原线圈两端的正弦交变电压的峰值为（ ） A 、100V B 、502V C 、50V D 、102V

5、理想变压器原线圈接某一确定的正弦交流电压，欲使接在其副线圈上的电阻所消耗的电功率增大，可以（ ）

A 、增大原线圈匝数

B 、减少原线圈匝数

C 、增大副线圈匝数

D 、减少副线圈匝数

6、一单匝半合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动。在转动过程中，线框中的最大磁通量为m φ，最大感应电动势为E m ，下列说法中正确的是（ ）

A 、当磁通量为零时，感应电动势也为零

B 、当磁通量减小时，感应电动势在增大

C 、当磁通量等于0.5m φ时，感应电动势等于0.5E m 。

D 、角速度ω等于

E m /m φ

7、如图所示，一矩形线圈abcd 处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向与ab 垂直。当线圈以角速度ω绕ab 转动时，感应电动势的最大值为E 1，线圈受到的最大磁力矩为M 1；当以角速度ω绕中心轴OO ’转动时，感应电动势的最大值为E 2，最大磁力矩为M 2。则E 1：E 2和M 1：M 2分别为（ ） A 、1：1，1：1 B 、1：1，1：2 C 、1：2，1：1 D 、1：2，1：2 8、一只变压器的闭合铁芯上有两个线圈，其中一个线圈是用较粗的导线绕制的。那么这个导线较粗的线圈可以肯定的是（ ）

A 、原线圈

B 、副线圈

C 、电压低的线圈

D 、功率大的线圈

9、理想变压器原副线圈两侧一定相同的物理量有（ ） A 、交变电流的频率 B 、交变电流的功率 C 、磁通量的变化率 D 、交变电流的最大值

10、理想变压器的原副线圈的端电压之比等于3：1，图所示中有四个完全相同的灯泡，若副线圈上的三个灯泡都正常发光，则灯L 1一定（ ）

A 、正常发光

B 、比正常发光亮一些

C 、比正常发光亮，并有可能烧毁

D 、条件不足，无法判断

11、如图所示，理想变压器原副线圈匝数比n 1:n 2=4：1，当导体棒向右匀速切割磁感线时，电流表A 1的读数是12mA ，则副线圈中电流表A 2的读数应该为（ ）

图21-10

A 、3mA

B 、48mA

C 、0

D 、与R 阻值有关

12、如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈ab 和cd （匝数都为n 1）、ef 和gh （匝数都为n 2）组成。用I 1和U 1表示输入电流和电压，I 2和U 2表示输出电流和电压。在下列四种说法中，符合关系U 1/U 2=n 1/n 2,I 1/I 2=n 2/n 1的有（ ）

A 、b 与c 相连，以a 、d 为输入端；e 与g 相连，以e 、g 为输出端，

B 、b 与c 相连，以a 、d 为输入端；e 与g 相连，f 与h 相连为输出端。

C 、a 与c 相连，b 与d 相连为输入端；f 与g 相连，以e 、h 为输出端。

D 、a 与c 相连，b 与d 为输入端；e 与g 相连，f 与h 相连为输出端。

二、填充题

13、一面积为S 的矩形线圈在匀强磁场中以一边为轴匀速转动，磁场方向与轴垂直，线圈中的感应电动势如图所示，感应电动势的峰值和周期可由图中读出，则磁感应强度B=_______________。在12

T t =时刻，线圈平面与磁场的方向夹角为____________。

14、我国照明用的交变电流压是220V ，频率是50Hz ，它的有效值是____________，最大值是______________，周期是____________。我国动力供电线路的交变电流压是380V ，它的有效值是____________，最大值是____________，频率是_____________，周期是_________。

15、一理想变压器，原线圈匝数n 1=100，接在电压220V 的交变电流源上。当它对11只并联的“36V ，60W ”灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知该变压器副线圈的匝数n 2=_______，通过原线圈的电流I 1=____________A 。

16、用电压U 和kU 通过同距离相同材料的输电线向用户输送同样的总功率，若要求输电线损失的功率相同，则前后两种情况输电线的横截面积之比为___________，若采用同样粗细的导线输电，则前后两种情况输电线损失的功率之比为________________。

17、一只理想变压器接在220V 的交变电源上，副线圈两端的电压为11V 。将副线圈拆去18匝后，原线圈仍接在同一电源上，这时副线圈两端的电压降为8V ，则原线圈的匝数为_____________匝。

18、一理想变压器原、副线圈的匝数比为n 1:n 2=1：2，电源电压

tV u 314sin 2220=，原线圈电路中接入熔断电流I 0=1A 的保险丝，副线圈中接入一可变电阻R 时，如图所示，其阻值最低不能低于_____________Ω。

19、如图所示为一发电机的示意图，转子是一只面积为1.41×10-2m 2的矩形线圈，共20匝，总电阻为0.8Ω。匀强磁场的磁感强度B =、0.5T ，接在电路里的灯泡规格是“24V 30W ”，为使灯泡能正常发光，线圈的转速应为多少？

20、发电机输出功率为100kW ，输出电压为500V ，输电线总电阻为10Ω，允许损失的电功率占输出功率的4%。用户需要22V 电压，则升压与降压变压器的原、副线圈匝比分别为多大？

21、发电机转子是100匝边长为20cm 的正方形线圈，将它置于B =0.05T 的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以s rad /100πω=的角速度转动，转动开始时线圈平面与磁场方向垂直，已知线圈的电阻为2Ω，外电路的电阻为8Ω，试求： （1）交变电流的瞬时表达式； （2）外电路上所消耗的功率；

（3）如保持转子匀速转动，外力每分钟需要对转子所做的功； （4）从计时开始，线圈转过3/π的过程中，通过外电阻的电量；

（5）线圈受到的最大磁力矩。

22、如图所示，把电动势为ε、内电阻为r 的交流电源接在理想变压器的输入端，输出端接电阻为R 的用电器。变压器原、副线圈匝数比为多大时，用电器R 上获得的功率最大？最大功率为多少？

参考答案

一、选择题

13、

s EmT π2，6

π

14、220V ，311V ，0.02s ，380V ，537V ，50Hz ，0.02s 15。、18，3 16、K 2，K 2 17、1320 18、880

图21-17

三、计算题

19、n=40r/s 20、

11

240

,1014321=

=n n n n 21、(1))(314sin 28.6A t i = (2)W P 158≈外 (3)J W 11831≈

(4)C q 210-= (5)Nm M 256.1=

22\当R

r

n n

=

2

1时，r P m 42ε=

【全国试题总结】2020版高考物理一轮复习专题八直流电路和交变电流教参

专题八 直流电路和交变电流 1．基本概念 (1)电流强度：I ＝q t ＝U R ＝nqSv ，电阻：R ＝U I ＝ρl S 。 (2)电功：W ＝qU ＝UIt ，电功率：P ＝UI 。 (3)电热：Q ＝I 2Rt ，热功率：P ＝I 2 R 。 2．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较 (1)纯电阻电路：W ＝Q ，W ＝UIt ＝I 2 Rt ＝U 2R t ，P ＝UI ＝I 2 R ＝U 2R 。 (2)非纯电阻电路：W >Q ，W ＝UIt ＝I 2Rt ＋W 其他，P ＝UI ＝I 2 R ＋P 其他。 3．闭合电路欧姆定律 (1)表达式：I ＝ E R ＋r 或E ＝U 外＋U 内或E ＝U 外＋Ir 或EI ＝UI ＋I 2 r 。 (2)电源的几个功率 ①电源的总功率：P 总＝P 出＋P 内＝EI ＝I 2 (R ＋r )＝E 2 R ＋r ； ②电源内部消耗的功率：P 内＝I 2 r ＝P 总－P 出； ③电源的输出功率：P 出＝UI ＝P 总－P 内＝I 2 R 。 (3)电源的效率：η＝ P 出P 总×100%＝U E ×100%＝R R ＋r ×100%。 当R ＝r 时，电源的输出功率最大，P m ＝E 2 4r ，此时电源效率只有50%。 4．交变电流 (1)正弦交变电流瞬时值：e ＝E m sin ωt 或e ＝E m cos ωt 。 (2)正弦交变电流有效值和最大值的关系：E ＝E m 2 ，I ＝ I m 2，U ＝U m 2 。 (3)理想变压器及其关系式 ①电压关系：U 1U 2＝n 1 n 2(多输出线圈时为U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3 …)。 ②功率关系：P 出＝P 入(多输出线圈时为P 入＝P 出1＋P 出2＋…)。 ③电流关系：I 1I 2＝n 2n 1 (多输出线圈时为n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…)。 一、选择题(本题共8个小题，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求) 1．某金属导线的电阻率为ρ，电阻为R ，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别变为( ) A ．4ρ和4R B ．ρ和4R C ．16ρ和16R D ．ρ和16R 解析：选D 导体的电阻率反映材料的导电性能，温度一定时电阻率是不变的。导线拉长后，直径变为原来的一半，则横截面积变为原来的1 4，因总体积不变，长度变为原来的4 倍，根据电阻定律计算可知电阻变为原来的16倍。 2．某交流电源电动势随时间变化的规律如图所示，现用该电源对标称为“5 V 10 W ”

高中物理交变电流知识点总结

交变电流知识点总结 一、交变电流 1定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，称为交变电流，简称交流，用符号“~”表示。 2特点：电流方向随时间做周期性变化，是交流电最主要的特征，也是交流电与直流电最主要的区别。 3、正弦式交变电流 交流电产生过程中的两个特殊位置 图像

4、描述交变电流的物理量 4.1周期和频率 （1）周期：交变电流完成一次周期性变化所需要的时间叫做交变电流的周期，用符号T表示，其单位是秒（s）。 （2）频率：交变电流在1s内完成周期性变化的次数叫做交变电流的频率，用符号f表示，其单位是赫兹（Hz）。 5、解题方法及技巧 5.1正弦交变电流图像的信息获取 ? ? → ? ? ?? → ? ? ? ?→ ? ? 直接读取：最大值、周期 最大值有效值 图像信息 间接获取周期频率、角速度、转速 瞬时值线圈的位置 5.2交变电流有效值的求解方法 （1）对于按正（余）弦规律变化的电流，可利用交变电流的有效值与峰值的关系求解，即E=、U、I= （2）对于非正（余）弦规律变化的电流，可从有效值的定义出发，由热效应的“三同原则”（同电阻、同时间、同热量）求解，一般选一个周期的时间计算。 5.3交变电流平均值和有效值的区別 求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，q It =。平均值的计算需用E t Φ ? = ? 和

E I R = 。切记122E E E +≠，平均值不等于有效值。 三、变压器和远距离输电 1、变压器的构造 如图甲所示为变压器的结构图，它是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。跟电源相连的叫原线圈；另一^线圈跟负载连接，叫副线圈。铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。图乙是电路符号。 2、工作原理 变压器的工作原理是电磁感应的互感现象。当在原线圈上加交变电流时，电流的大小和方向不断改变，它在铁芯中产生交变的磁场，穿过副线圈，变化的磁场在副线圈上产生感应电动势。这样原、副线圈在铁芯中的磁通量发生了变化，从而发生互感现象，产生了感应电动势。 3、能量转化过程 →→原线圈的电能 磁场能副线圈的电能 续表

高考综合复习交变电流专题复习

高考综合复习——交变电流专题复习 总体感知 知识网络 复习策略 1．要注意区分瞬时值、有效值、最大值、平均值 （1）瞬时值随时间做周期性变化，表达式为。 （2）有效值是利用电流的热效应定义的，即如果交流电通过电阻时产生的热量与直流电通过同一电阻在相同时间内产生的热量相等，则直流电的数值就是该交流电的有效值。 （3）最大值用来计算，是穿过线圈平面的磁通量为零时的感应电动势。 （4）平均值是利用来进行计算的，计算电量时用平均值。 2．理想变压器的有关问题，要注意掌握电流比的应用，当只有一原一副时电流比，当理想变压器为一原多副时，电流比关系则不适用，只能利用输入功率与输出功率相等来进行计算。 第一部分交变电流的产生和描述 知识要点梳理 知识点一——交变电流的产生及变化规律 ▲知识梳理 1．交变电流的定义 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流。 2．正弦交变电流 随时间按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流，正弦交变电流的图象是正弦曲线。 3．交变电流的产生 （1）产生方法：将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动，线圈中就会产生正（余）弦交流电。

（2）中性面：与磁场方向垂直的平面叫中性面，当线圈转到中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为0，感应电动势为0，线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过一次中性面，电流的方向就改变一次。 4．交变电流的变化规律 正弦交流电的电动势随时间的变化规律为，其中, t=0时，线圈在中性面的位置。 特别提醒： （1）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，仅是产生交变电流的一种方式，但不是惟一方式。例如导体在匀强磁场中垂直磁场方向，按正弦规律运动切割磁感线也产生正弦交流电。 （2）线圈所在的计时位置不同，产生的交变电流的正、余弦函数的规律表达式不同。 ▲疑难导析 1、正弦式交变电流的变化规律（线圈在中性面位置开始计时） 函数图象 磁通量 电动势 电压 电流 2、对中性面的理解 交流电瞬时值表达式的具体形式是由开始计时的时刻和正方向的规定共同决定的。若从中性面开始计时，虽然该时刻穿过线圈的磁通量最大，但线圈两边的运动方向恰与磁场方向平行，不切割磁感线，电动

高中物理交变电流复习课(详细)

专题一 交变电流的产生和图像 1、将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示．下列说法正确的是 （ ） A ．电路中交变电流的频率为0.25 Hz B C ．电阻消耗的电功率为2.5 W D ．用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V 2、一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知（ ） A ．该交流电的电压瞬时值的表达式为u ＝100sin （25t ）V B ．该交流电的频率为25 Hz C ．该交流电的电压的有效值为 D ．若将该交流电压加在阻值R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W 3、正弦交变电源与电阻R 、交流电压表按照图1所示的方式连接，R =10Ω，交流电压表的示数是10V 。图2是交变电源输出电压u 随时间t 变化的图象。则 （ ） A.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos100πt (A) B.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos50πt (V) C.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =52cos100πt (V) D.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =52cos50πt (V) 4、如图所示，同轴的两个平行导线圈M 、N ，M 中通有图象所示的交变电流，则（ ） A.在t 1到t 2时间内导线圈M 、N 互相排斥 B.在t 2到t 3时间内导线圈M 、N 互相吸引 C.在t 1时刻M 、N 间相互作用的磁场力为零 D.在t 2时刻M 、N 间相互作用的磁场力最大 5、在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为r =1m 、电阻为R =3.14Ω的圆形线框，当磁感应强度B 按图示规律变化时（以向里为正方向），线框中有感应电流产生。⑴画出感应电流i 随时间变化的图象（以逆时针方向为正）。 ⑵求该感应电流的有效值。 /s -2s U -U

(完整word版)交变电流知识点总结

第17章:交变电流 一、知识网络 二、重、难点知识归纳 1．交变电流产生 ( 交变电流 产生: 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生的 描 述 瞬时值: I=I m sin ωt 峰值:I m = nsB ω/R 有效值:2/m I I = 周期和频率的关系:T=1/f 图像：正弦曲线 电感对交变电流的作用：通直流、阻交流，通低频、阻高频 应用 电容对交变电流的作用：通交流、阻直流，通高频、阻低频 变压器 变流比： 电能的输送 原理：电磁感应 变压比：U 1/U 2=n 1/n 2 只有一个副线圈：I 1/I 2=n 2/n 1 有多个副线圈：I 1n 1= I 2n 2= I 3n 3=…… 功率损失：线损R ）U P （P 2= 电压损失：线损R U P U =

（二）、正弦交流的产生及变化规律。 (1)、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。 (2)、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。 (3)、规律：从中性面开始计时，则e=NBS ωsin ωt 。用εm 表示峰值NBS ω则e=εm sin ωt 在纯电阻电路中,电流I=R R e m ε=sin ωt=I m sin ωt ，电压u=U m sin ωt 。 2、表征交变电流大小物理量 (1)瞬时值：对应某一时刻的交流的值 用小写字母x 表示，e i u (2)峰值：即最大的瞬时值。大写字母表示，U m Ｉm εm εm = nsB ω Ｉm =εm / R 注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为εm =NBS ω，即仅由匝数N ，线圈面积S ，磁感强度B 和角速度ω四个量决定。与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。 (3)有效值： a 、意义：描述交流电做功或热效应的物理量 b 、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。 c 、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= 2m ε I=2m I U=2m U 。 注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= 2m ε，U=2 2m m I I U =的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=I m 。

高三一轮复习交变电流专题

交变电流 一．交流电 1.大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。 2.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。 【例1】、下列电流波形图中，表示交变电流的是 （ ） 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 ωt ωt 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； (2)．当从图1位置开始计时： 则：e=εm cos ωt ， i ＝I m cos 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2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．ΔΦ/Δt=0 所以 e=E m 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：E m ＝B ωS 当为N 匝时E m ＝NB ωS 应用： （1）ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，． （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=E m sin ωt ， i ＝I m sin ωt 代入时间即可求出．应用： t D B i t

高中物理交变电流知识点的总结

高中物理交变电流知识点的总结 高中物理交变电流知识点的总结 物理学史集中地体现了人类探索和逐步认识世界的现象,结构,特性,规律和本质的历程.随着科学的发展，我们更要重视物理学。下面准备这篇2013高中物理交变电流知识点总结，欢迎阅读。 (1)中性面线圈平面与磁感线垂直的位置，或瞬时感应电动势为零的位置。 中性面的特点：a.线圈处于中性面位置时，穿过线圈的磁通量Φ最大，但 =0; 产生：矩形线圈在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。 变化规律e=NBSωsinωt=Emsinωt;i=Imsinωt;(中性面位置开始计时)，最大值Em=NBSω 四值：①瞬时值②最大值③有效值电流的热效应规定的;对于正弦式交流U= =0.707Um④平均值 不对称方波： 不对称的正弦波 求某段时间内通过导线横截面的电荷量Q=IΔt=εΔt/R=ΔΦ/R 我国用的交变电流，周期是0.02s，频率是50Hz，电流方向每秒改变100次。 表达式：e=e=220

sin100πt=311sin100πt=311sin314t 线圈作用是“通直流，阻交流;通低频，阻高频”. 电容的作用是“通交流、隔直流;通高频、阻低频”. 变压器两个基本公式：① ②P入=P出，输入功率由输出功率决定， 远距离输电：一定要画出远距离输电的示意图来， 包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。并按照规范在图中标出相应的物理量符号。一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、n1、n1/n2、n2/，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。 功率之间的关系是：P1=P1/，P2=P2/，P1/=Pr=P2。 电压之间的关系是： 电流之间的关系是： .求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。 输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。 分析和计算时都必须用 ，而不能用 特别重要的是要会分析输电线上的功率损失 以上就是2013高中物理交变电流知识点总结的全部内容，希望能够对大家有所帮助! 延伸阅读： 恒定电流公式：2016年高考物理知识点 1.电流强度：I=q/t{I:电流强度(A)，q:在时间t内通过导体横载面的电量(C)，t:时间(s)｝

高三物理专题训练之 交变电流及理想变压器

2019届高三物理专题训练之交变电流及 理想变压器 典例1. (2019·全国III卷·16)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交变电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值为u0，周期为T，如图所示。则Q方: Q正等于( ) A.1:2 B.2:1 C. 1 : 2 D. 2 : 1 典例2. (2019·全国Ⅰ卷·16)一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为() A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 1．如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动。磁场的磁感应强度B＝2×10－2T，线圈的面积S＝0.02 m2，匝数N＝400 匝，线圈总电阻r＝2 Ω，线圈的两端经集流环和电刷与电 阻R＝8 Ω连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，线圈的转速n＝50 πr/s。在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是() A．交流发电机产生电动势随时间的变化关系是e＝82sin 100t(V) B．交流电压表的示数为8 V C．从t＝0时刻开始线圈平面转过30°的过程中，通过电阻的电荷量约为5.7×10－3 C D．电阻R上的热功率为6.4 W 2．如图所示，理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电，副线圈接有光敏电阻R1（光照增强时，光敏电阻阻值减小）、用电器R2。下列说法正确的是()

人教版高中物理选修3-2第五章交变电流知识点总结,期中考前必过一遍!

【高中物理】交变电流知识点总结，考前必过一遍！ 一、交流电的产生和变化规律 1、交变电流： 大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。 如图所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。如图（b）所示。而（a）、(d)为直流其中（a）为恒定电流。 2、正弦交流的产生及变化规律 1.产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。 2.中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。 这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。 3.规律： （1）函数表达式：从中性面开始计时，则e=NBSωsinωt 。 用εM表示峰值εM=NBSω，则e=εMsinωt在纯电阻电路中,电流I=sinωt=Isinωt，电压u=Usinωt 。 4.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 二、表征交变电流的物理量 1、表征交变电流大小物理量 （1）瞬时值：对应某一时刻的交流的值，用小写字母x 表示，e i u （2）峰值：即最大的瞬时值，用大写字母表示，U m Ｉmεm εm= nsBω Ｉm=εm/ R 注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为ε=NBSω，即仅由匝数N，线圈面积S，磁感强度B和角速度ω四个量决定。 与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。 （3）有效值： ①意义：描述交流电做功或热效应的物理量

高二物理交变电流知识点及习题

第一节交流电的产生和变化规律 一、交变电流： c）、（e）所示电流都属 2、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。 3、规律： （1）、函数表达式：从中性面开始计时，则e=NBSωsinωt 。用εM表示峰值εM=NBSω 则e=εM sinωt在纯电阻电路中,电流I= R R e m ε =sinωt=I m sinωt，电压u=U m sinωt 。 4、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 第二节表征交变电流的物理量 1、表征交变电流大小物理量 ①瞬时值：对应某一时刻的交流的值用小写字母x 表示，e i u ②峰值：即最大的瞬时值用大写字母表示，U mＩmεm εm= nsBωＩm=εm/ R 注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为 ε m =NBSω，即仅由匝数N，线圈面积S，磁感强度B和角速度ω四个量决定。与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。 ③有效值： ⅰ、意义：描述交流电做功或热效应的物理量 ⅱ、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。 ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= 2 m ε I= 2 m I U= 2 m U 。 i o t i o t i o t i o t i o t 图151 (a d )) (b () c() d () e

2013届高三物理名校试题汇编B：专题11_交变电流

专题11 交变电流 一、单项选择题 1.（黑龙江省哈六中2012届高三上学期期末考试）如图所示，虚线两侧有垂直线框平面磁感应强度均为B 的匀强磁场，直角扇形导线框半径为L 、总电阻为R ，绕垂直于线框平面轴O 以角速度ω匀速转动。线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流的有效值是（ ） A ．R BL ω2 B ．R BL 222ω C ．R BL 422ω D ．R BL ω22 2．（陕西省西安八校2012届高三上学期期中联考）如图所示，磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一匝数为N 的矩形线圈，其面积为S ，电阻为r ，线圈两端外接一电阻为R 的用电器和一个理想交流电压表。若线圈绕对称轴OO '以角速度ω匀速转动，则当线圈从图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是（ ） A ．通过电阻R 的电量为NBS ／（R+r ） B ．从图示位置开始转动90°磁通量的变化量等于NBS C ．交流电压表示数为NBS ωR ／（R+r ） D ．电阻R 产生的热量为πωRN 2B 2S 2／2（R+r ）2 3．（河北省衡水中学2012届高三上学期期末考试理综试题）如图所示是一种理想自耦变压器示意图．线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P 是可移动的滑动触头，AB 间接交流电压U ，输出端接通了两个相同的灯泡L 1和L 2，Q 为滑动变阻器的滑动触头．当开关S 闭合，P 处于如图所示的位置时，两灯均能发光．下列说法正确的是（ ）

A．P不动，将Q向右移动，变压器的输入功率变大 B．P不动，将Q向左移动，两灯均变暗 C．Q不动，将P沿逆时针方向移动，变压器的输入功率变大 D．P、Q都不动，断开开关S，L1将变暗 4．（北京市海淀区2012届高三第一学期期末考试物理试题）一只电饭煲和一台洗衣 机并联接在输出电压u=311sin314t V的交流电源上（其内电阻可忽略不计），均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A，通过洗衣机电动机的电流是0.50A，则下列 说法中正确的是（） A．电饭煲的电阻为44Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440Ω B．电饭煲消耗的电功率为1555W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5W C．1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103J D．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍 5．（北京市西城区2012届高三第一学期期末考试物理题）如图所示，一单匝矩形金属线 圈ABCD在匀强磁场中绕转轴OO'匀速转动。转轴OO'，过AD边和BC边的中点。若从 图示位置开始计时，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系可以表示为Φ=0.1cos20πt （Wb），时间t的单位为s。已知矩形线圈电阻为2.0Ω。下列说法正确的是（） A．线圈中电流的有效值约为3.14A B．穿过线圈的磁通量的最大值为0.12Wb C．在任意1 s时间内，线圈中电流的方向改变10次 D．在任意l s时间内，线圈克服安培力所做的功约为9.86J 6.（安徽省黄山市2012届高三“七校联考”试题）如图所示，ab间接电压恒定的交变电源，M为理想变压器，如果R1的阻值增大，则（）

高考专题复习《交变电流》

2015高考专题复习《交变电流》【知识回顾】 一、交变电流产生及变化规律 1、交变电流定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流． 2．正弦交流电的产生和图象 (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动． (2)中性面与峰值面的比较 (3)图象：线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线． 二、对交变电流的“四值”的比较和理解 【典例分类】 类型一、正弦交变电流的产生及变化规律 例1、关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的是()． A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C．线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零 D．线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势最大 类型二、正弦交变电流的图像 例2、(2011·天津卷，4)在匀强磁场中，一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()． A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合 C．线框产生的交变电动势有效值为311 V D．线框产生的交变电动势频率为100 Hz 类型三、交流电“四值” 例3、如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′以角速度ω匀速转动，线圈的面积为S、匝数为n、线圈总电阻为r，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表．在t ＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是()． A．交流发电机产生的电动势的最大值E m＝BSω B．交流电压表的示数为 2nRBSω 2(R＋r) C．线圈从t＝0时刻开始转过90°的过程中，通过电阻的电荷量为 πnBS 22(R＋r) D．线圈从t＝0时刻开始转过90°的过程中，电阻产生的热量为 2n2ωRB2S2 π(R＋r)

2021届一轮高考物理：交变电流、传感器习题(含)答案

2021届一轮高考物理：交变电流、传感器习题（含）答案*交变电流、传感器* 1、(双选)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R 1为定值电阻，R 2 为光敏电 阻。光强增大时，R 2的阻值减小，R 3 为滑动变阻器，平行板电容器与定值电阻 R 1 并联，闭合开关，下列判断正确的是( ) A.仅增加光照强度时，电容器所带电荷量将减小 B.仅减弱光照强度时，电源的输出功率一定减小 C.仅将滑动变阻器的滑片向上移动时，电容器贮存的电场能将减小 D.仅将滑动变阻器的滑片向下移动时，电源的效率将增大 2、 如图所示，虚线框内为漏电保护开关的原理示意图，变压器A处用火线和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器，B处有一个输电线圈，一旦线圈B中有电流，经过电流放大器后便能推动继电器切断电源，如果甲、乙、丙、丁四人分别以图示方式接触电线(裸露部分)，甲、乙、丙站在木凳上，则下列说法正确的是( ) A．甲不会发生触电事故，继电器不会切断电源 B．乙会发生触电事故，继电器不会切断电源 C．丙会发生触电事故，继电器会切断电源 D．丁会发生触电事故，继电器会切断电源 3、(多选)如图甲所示，标有“220 V 40 W”的电灯和标有“20 μF300 V”的电容器并联接到交流电源上，V为交流电压表。交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关S，下列判断正确的是( )

甲乙 A．t＝T 2 时刻，V的示数为零 B．电灯恰正常发光 C．电容器有可能被击穿 D．交流电压表V的示数保持1102V不变 4、 有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D 之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是( ) A．当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小B．当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小C．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小 D．当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大 5、(2019·临沂市一模) (多选)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，图中电表均为理想电表，R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L1和L2是两个完全相同的灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是( ) 甲乙 A．交流电压的频率为50 Hz

物理交变电流知识点

第五章交变电流 一、交变电流的产生 1、原理：电磁感应 2、中性面：线圈平面与磁感线垂直的平面。 3、两个特殊位置的比较 ①线圈平面与中性面重合时 （S ⊥B ），磁通量Φ最大， t ??Φ =0，e=0，i=0，感应电流的方向将发生改变。 ②线圈平面平行与磁感线时（S ∥B ），Φ=0， t ??Φ 最大，e 最大，i 最大，电流方向不变。 4、 穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势、感应电流随时间变化的函数关系总是互余的： 注：对中性面的理解 交流电瞬时值表达式的具体形式是由开始计时的时刻和正方向的规定共同决定的。若从中性面开始计时，虽然该时刻穿过线圈的磁通量最大，但线圈两边的运动方向恰与磁场方向平行，不切割 磁感线，电动势为零，故其表达式为 ；但若从线圈平面和磁场平行时开始计时， 虽然该时刻穿过线圈的磁通量为零，但由于此时线圈两边的速度方向和磁场方向垂直，电动势最

大，故其表达式为。 二、对交变电流图像的理解 交变电流的图像包括φ-t、e-t、i-t、u-t等，具体图像见上页，现只研究e-t图像 从图像上可得到信息： 1、线圈平面与中性面平行时为计时平面 2、电流最大值 3、周期T和频率f 4、不同时刻交流电的瞬时值 5、线圈处于中性面和电流最大值对应的时 刻 6、任意时刻线圈的位置和磁场的夹角 ， n E?Φ = __

确定。它表现为交流图象中波形与横轴（ 周期的平均电动势大小为，而一个周期内的平均电动势却为零．而技术在正半个周期或周期内的平均值。同一交流电的平均值和有效值并不相同。 阻碍作用的大小，用容抗表示，

21 21n n U U =1 221n n I I =2211t t ??Φ=? ?Φ 三、变压器： 1、原理：原、副线圈中的互感现象，原、副线圈中的磁通量的变化率相等。 P 1=P 2 2、变压器只变换交流，不变换直流，更不变频。原、副线圈中交流电的频率一样：f 1=f 2高压线圈匝数多、电流小，导线较细；低压线圈匝数少、电流大，导线较粗。 3 、如右图：U 1：U 2：U 3=n 1：n 2：n 3 n 1 I 1=n 2 I 2+ n 3 I 3 P 1=P 2+P 3 四、电能输送的中途损失： （1）功率关系：P 1=P 2，P 3=P 4，P 2=P 损+P 3 （2）输电导线损失的电压：U 损=U 2-U 3=I 线R 线 （3）输电导线损耗的电功率：P 损=P 3-P 2=I 线U 损=I 线2R 线 =( )2R 线 由以上公式可知，当输送的电能一定时，输电电压增大到原来的n 倍， 输电导线上损 耗的功率就减少到原来的。 ΔU=Ir 线= r 线 =U 电源—U 用户 Δ U ∝ ΔP=I 2 r 线= r 线 =P 电源—P 用户 ΔP ∝ 注：理想变压器的动态分析问题，大致有两种情况： 一类是负载电阻不变，原副线圈的电压，电流，输入和输出功率随 匝数比变化而变化的情况。 另一类是匝数比不变，上述各量随负载电阻变化而变化的情况。 不论哪种情况都要注意： （1）根据题意弄清变量与不变量。 （2）要弄清“谁决定于谁”的制约关系，即理想变压器各物理量变化的决定因素。 动态分析问题的思路程序可表示为： P U 1U 2)(U P 2 1 U 2 2 U P U 1

2018高考专题复习-《交变电流》

2018高考复习专题-交变电流 2018年3月 艺学航 基础达标： 1．闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式电流i＝I m sinωt，若保持其他条件不变，使发电机线圈匝数及转速各增加一倍，则电流的变化规律为 () A．i＝2I m sin2ωt B．i＝4I m sin2ωt C．i＝2I m sinωt D．i＝4I m sinωt 2．在如图1所示的电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流；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.下列说法中正确的是 () A．L的作用是“通低频，阻高频” B．C的作用是“通交流，隔直流” C．C的作用是“通高频，阻低频” D．通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的 百分比 3．将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是() A．电路中交变电流的频率为0.25Hz B．通过电阻的电流为2A C．电阻消耗的电功率为2.5W D．用交流电压表测得电阻两端的电压是5V 4．一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的磁通量Φ随时间t的变化如图3所示，下列说法中正确的是 A．t1时刻感应电动势为零 B．t2时刻感应电动势最大 C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D．每当E变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 5．利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电.现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V．如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为 () A．1 kW B．1.6×103 kW C．1.6 kW D．10 kW

高考物理大复习交变电流试题

第10章交变电流 1．在图所示电路中，A是熔断电流I0＝2 A 的保险丝，R是可变电阻，S是交流电源。交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e＝2202sin(314t) V。为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于( ) A．110 2 Ω B．110 Ω C．220 Ω D．220 2 Ω 解析U＝220 V，R min＝U I0＝ 220 2 Ω＝110 Ω。 答案 B 2．线框在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到如图所示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是( ) A．磁通量和感应电动势都在变大 B．磁通量和感应电动势都在变小 C．磁通量在变小，感应电动势在变大 D．磁通量在变大，感应电动势在变小 解析由题图可知，Φ＝Φm cos θ，e＝E m sin θ，所以磁通量变大，感应电动势变小。 答案 D 3．(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin 100πt(V)。对此电动势，下列表述正确的是( ) A．最大值是50 2 V B．频率是100 Hz C．有效值是25 2 V D．周期是0.02 s 解析从中性面开始计时，交变电动势的表达式为e＝E m sin ωt，因e＝50sin 100πt(V)，所以最大值E m＝50 V，A错误；由ω＝2πf＝100π rad/s得f＝50 Hz，B错误；有效值E ＝E m 2 ＝25 2 V，C正确；T＝ 1 f ＝0.02 s，D正确。 答案CD 4．一矩形线框在匀强磁场内绕垂直于磁场的轴匀速转动的过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图象如图所示，下列说法中正确的是( )

高三一轮复习专题交流电复习

交流电 考点1 正弦交变电流的产生及变化规律 1．交流电产生过程中的两个特殊位置 图示 概念中性面位置与中性面垂直的位置 特点 B⊥S B∥S Φ＝BS，最大Φ＝0，最小 e＝n ΔΦ Δt ＝0，最小e＝n ΔΦ Δt ＝nB Sω，最大 感应电流为零， 方向改变 感应电流最大， 方向不变 2.正弦式交变电流的变化规律 磁通量：Φ＝Φm cos ωt；电动势：e＝E m sin ωt；电流：i＝I m sin ωt。 1．[交变电流的产生]如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时( ) A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流

B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势 C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→d→a D．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力2．[交变电流的图象](多选)如图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示。以下判断正确的是( ) A．电流表的示数为10 A B．线圈转动的角速度为50π rad/s C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左3．[交变电流的瞬时表达式]边长为a的N匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动，转速为n，线圈所围面积内的磁通量Φ随时间t变化的规律如图所示，图象中Φ0为已知。则下列说法正确的是( ) A．t1时刻线圈中感应电动势最大B．t2时刻线圈中感应电流为零 C．匀强磁场的磁感应强度大小为Φ0 Na2 D．线圈中瞬时感应电动势的表达式为e＝2NπΦ0ncos 2πnt 考点2 有效值的理解与计算 1．公式法利用E＝E m 2 、U＝ U m 2 、I＝ I m 2 计算，只适用于正(余)弦式交变电流。

2015高考专题复习《交变电流》

2015高考专题复习《交变电流》 【知识回顾】 一、交变电流产生及变化规律 1、交变电流定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流． 2．正弦交流电的产生和图象 (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动． (2)中性面与峰值面的比较 中性面峰值面 含义线圈平面与磁场方向垂直线圈平面与磁场方向平行 磁通量最大(BS)零 磁通量的变化率0最大 感应电动势0最大(nBSω) 电流方向发生改变方向不变 (3)图象：线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线． 二、对交变电流的“四值”的比较和理解 物理量物理意义适用情况及说明 瞬时值e＝E m sin ωt u＝U m sin ωt i＝I m sin ωt 计算线圈某时刻的受力情况 峰值(最大值)E m＝nBSωI m＝E m/(R＋r) 讨论电容器的击穿电压 有效值对正(余)弦交流电有：E ＝E m/2U＝U m/2I＝ I m/ 2 (1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电 功率、电热等) (2)电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值 (3)保险丝的熔断电流为有效值 (4)电表的读数为有效值 平均值 E＝BL v － E＝n ΔΦ Δt I － ＝E/(R＋r) 计算通过电路截面的电荷量 【典例分类】 类型一、正弦交变电流的产生及变化规律 例1、关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的是()． A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C．线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零 D．线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势最大 类型二、正弦交变电流的图像 例2、(2011·天津卷，4)在匀强磁场中，一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示， 产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()． A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合 C．线框产生的交变电动势有效值为311 V D．线框产生的交变电动势频率为100 Hz 类型三、交流电“四值” 例3、如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场 中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′以角速度ω匀速转动，线圈的面积为S、匝数为n、线圈总电 阻为r，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表．在t ＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是()． A．交流发电机产生的电动势的最大值E m＝BSω B．交流电压表的示数为 2nRBSω 2(R＋r) C．线圈从t＝0时刻开始转过90°的过程中，通过电阻的电荷量为 πnBS 22(R＋r) D．线圈从t＝0时刻开始转过90°的过程中，电阻产生的热量为 2n2ωRB2S2 π(R＋r)

高中物理交变电流知识点总结及五年真题详解

交变电流、电磁学 第一部分（理论知识点、重点） 一、知识网络 二、重、难点知识归纳 1．交变电流产生 (产生: 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生的 描 述 瞬时值: I=I m sin ωt 峰值:I m = nsB ω/R 有效值:2/m I I = 周期和频率的关系:T=1/f 图像：正弦曲线 电感对交变电流的作用：通直流、阻交流，通低频、阻高频 应用 交变 电流 电容对交变电流的作用：通交流、阻直流，通高频、阻低频 变压器 变流比： 电能的输送 原理：电磁感应 变压比：U 1/U 2=n 1/n 2 只有一个副线圈：I 1/I 2=n 2/n 1 有多个副线圈：I 1n 1= I 2n 2= I 3n 3=…… 功率损失：线损 R ）U P （P 2 = 电压损失：线损R U P U = 远距离输电方式：高压输电

交流。如图（b ）所示。而（a ）、(d)为直流其中（a ）为恒定电流。 （二）、正弦交流的产生及变化规律。 (1)、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。 (2)、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。 (3)、规律：从中性面开始计时，则e=NBS ωsin ωt 。用εm 表示峰值NBS ω则e=εm sin ωt 在纯电阻电路中,电流I= R R e m ε= sin ωt=I m sin ωt ，电压u=U m sin ωt 。 2、表征交变电流大小物理量 (1)瞬时值：对应某一时刻的交流的值 用小写字母x 表示，e i u (2)峰值：即最大的瞬时值。大写字母表示，U m Ｉm εm εm = nsB ω Ｉm =εm / R 注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为εm =NBS ω，即仅由匝数N ，线圈面积S ，磁感强度B 和角速度ω四个量决定。与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。 (3)有效值： a 、意义：描述交流电做功或热效应的物理量 b 、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。 c 、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= 2m ε I=2 m I U=2m U 。 注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= 2 m ε，U=22m m I I U =的关系，非正弦（或 余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=I m 。