命题点5交变电流

高二物理交变电流知识点交变电流是高中物理学中的一项重要知识点。

在学习交变电流时，我们需要了解交变电流的定义、特点以及相关的数学表达式，以便更好地理解和应用这一知识。

1. 交变电流的定义交变电流是指方向和大小都随时间变化的电流。

与直流电流不同，交变电流的方向在一个周期内不断反向变化。

交变电流广泛应用于家庭、工业和能源等领域。

2. 交变电流的特点2.1 频率：交变电流的频率指的是电流变化方向的周期性重复次数，单位为赫兹（Hz）。

在家庭用电中，常见的频率为50Hz。

2.2 周期：交变电流的周期是指电流从一个方向到另一个方向再返回相同方向所需的时间。

周期的倒数即为频率的数学倒数。

2.3 有效值：交变电流的有效值是指与相同功率的直流电流具有相同的能量消耗效果的交变电流值。

有效值可以通过电流的均方根值计算得到。

3. 交变电流的数学表达式交变电流可以用正弦函数来进行数学表示。

假设电流的峰值为I0，角频率为ω，时间t，那么交变电流可以表示为：I(t) = I0 * sin(ωt)在上述公式中，t为时间变量，I(t)为交变电流强度。

4. 交变电流的应用4.1 家庭用电：家庭中的电源输出的交变电流供应给家电以及照明设备。

通过控制交变电流的电压和频率，可以满足不同家电设备的能量需求。

4.2 工业用电：工业生产中，大部分设备和机器都需要交变电流供电。

通过交变电流可以实现不同功率的电动机、变压器和发电机等设备的正常运行。

4.3 能源传输：交变电流在能源传输和分配中起到关键的作用。

由于交变电流可以经过变压器增减电压，通过输电线路进行远距离传输，使电能得以高效地送达各个地方。

总结：高二物理交变电流知识点包括了交变电流的定义、特点、数学表达式以及应用。

掌握这些知识点可以帮助我们更好地理解和应用交变电流，在日常生活和工作中更好地应对电流和电能的需求。

通过学习交变电流，我们也可以更深入地了解电流在不同领域的应用，为未来的学习和职业发展打下坚实的基础。

高三物理交变电流知识点交变电流是指在电路中，电流的方向和大小以一定的规律进行周期性变化的电流。

交变电流具有许多特点和应用，以下是交变电流的主要知识点。

一、正弦曲线表示交变电流的变化规律交变电流的变化规律可以用正弦曲线来描述。

正弦曲线可以通过以下公式表示：I = I_m sin(ωt + φ)其中，I_m表示交流电流的最大值，ω是角频率，t是时间，φ是初相位。

二、交变电流的频率和周期交变电流的频率指的是单位时间内交流电流变化的周期个数。

频率的单位是赫兹（Hz），常用的交变电流频率有50Hz和60Hz。

交变电流的周期是指交流电流完成一个周期所需的时间。

三、有效值和峰值交变电路中，电流的峰值是指交流电流变化过程中电流达到的最大值。

有效值是指交变电流在一定时间内，所做的功和相同时间内直流电流所做的功相等时的电流值。

四、交变电流的电阻、电感和电容1. 交变电流在电阻中产生的功率为P = I^2R，其中I为交变电流的有效值，R为电阻的阻值。

2. 交变电流通过电感时，由于电感的自感性，电流和电压之间存在相位差。

电感的阻抗为Z_L = ωL，其中ω为角频率，L为电感的大小。

3. 交变电流通过电容时，由于电容的电流滞后于电压，电流和电压之间存在相位差。

电容的阻抗为Z_C = 1/(ωC)，其中C为电容的大小。

五、交变电流的复数表示方法交变电流可以用复数表示，复数形式为A + Bi。

其中，A表示交流电流的实部，B表示交流电流的虚部。

复数形式的交流电流可以用欧拉公式表达为I = I_m * e^(iωt)。

六、交变电流的应用交变电流广泛应用于电力系统、电动机、变压器等领域。

通过交变电流的变压变流作用，可以实现电能的输送、转换和控制。

总结：交变电流是物理学中重要的概念之一，掌握交变电流的知识点对于理解电路的运行原理和应用具有重要意义。

需要理解交变电流的变化规律、频率和周期、有效值和峰值、电阻、电感、电容等基本概念。

同时，了解交变电流的复数表示方法和应用领域，能够更好地应用交变电流的知识解决实际问题。

高二物理第五章交变电流知识精讲人教版一. 本周教学内容：第五章《交变电流》二. 重点、难点：〔一〕核心知识内容分析1. 交变电流的产生与变化规律的分析〔1〕交流电的概念矩形线圈在磁场中匀速转动，在转动的过程中线圈中可产生交变电流。

正弦交变电流：按正弦规律变化的交变电流叫正弦交变电流。

正弦交变电流是一种最简单、最根本的交变电流。

图1〔2〕中性面与线圈平面处于中性面时的特点中性面图2中性面的概念：当线圈平面与磁感线垂直时，线圈的两边没有切割磁感线，线圈的磁通量最大而磁通量的变化为零，线圈内的感应电动势为零，这个面称为中性面。

当线圈平面旋转到与磁感线平行时〔线圈平面与中性面垂直〕，线圈的磁通量最小，磁通量的变化最快〔线圈的两边切割磁感线的速度最大〕，线圈产生的感应电动势最大。

当线圈从中性面开始转动时，产生的交变电流是正弦规律变化。

当线圈从磁通量最小值面开始转动时，产生的交变电流是余弦规律变化。

正弦规律变化与余弦规律变化在本质上无区别，只是起始位置不同。

〔3〕交流电的图象图象的物理意义：描述交流电随时间的变化规律。

正弦曲线与余弦曲线的区别 〔4〕交流电的变化规律 瞬时值表达式e t U U t i I t m m m ===εωωωsin sin sin ，，平面矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时感应电动势的峰值εωωφωωπππm m nBl l nBS n f n T======12222， 2. 表征交流电的物理量 〔1〕交流电的有效值定义方法：根据电流的热效应规定，让交流电与直流电通过同样的电阻，如果在同一时间内产生的热量一样，如此直流电的数值叫交流电的有效值。

〔2〕有效值与峰值的关系 在正弦与余弦交流电的关系I I m =22说明：通常所指的交流电电流、电压、电动势都是指有效值，交流电表测量的值是有效值，交流用电设备铭牌标出的电压、电流值均指有效值。

〔3〕交流电的周期与频率的关系T f=1 交流电的周期与频率表征交流电变化快慢，周期越小，频率越大，交流电的变化越快。

高三交变电流知识点交变电流是电工学中的基础概念之一，对于高三学生来说，了解交变电流的基本知识点对于学习电工学以及相关专业都有着重要的作用。

下面将介绍几个高三交变电流的知识点。

1. 交变电流的概念：交变电流是指电流的方向和大小随时间变化的电流。

与直流电流不同，交变电流的方向在一定的时间内可以在正向和反向之间交替变化。

2. 交变电流的形式：交变电流可以表示为正弦函数的形式，即I=I_m sin(ωt+φ)，其中I是电流的大小，I_m是峰值电流，ω是角频率，t是时间，φ是相位差。

由于交变电流的频率一般比较高，可以用角频率来描述。

3. 交变电流的频率：交变电流的频率是指电流的周期性重复的次数，单位是赫兹(Hz)。

在交流电网中，一般使用50Hz或者60Hz的频率。

4. 交变电流的峰值、有效值和均值：交变电流的峰值是指电流波形的最大值，用I_m表示。

有效值是指交变电流在一定时间内所产生的热效果与相同时间的直流电流所产生的热效果相等的大小，用I_rms表示。

均值是指交变电流在一个电周期内的平均值，用I_avg表示。

5. 交变电流的相位差：交变电流的相位差是指交流电压和电流之间的相位差，用于描述电流和电压之间的时间关系。

相位差的单位是弧度。

6. 交变电流的阻抗：阻抗是交流电路中电流和电压之间的比例关系，可以用来描述电阻对交变电流的阻碍程度。

交变电阻由电阻、电感和电容构成。

7. 交变电流的三要素：交变电流的三要素分别是幅值、频率和相位。

幅值是指电流或电压信号的峰值大小；频率是指信号波形的周期性重复次数；相位是指信号波形与参考信号之间的时间差。

8. 交变电流在电能传输中的应用：交变电流在电力系统中得到了广泛的应用，尤其是高压输电。

通过变压器的升压和降压作用，将交变电流的电压调整到合适的等级，实现电力的远距离传输。

总结：高三学生在学习交变电流时，应该掌握交变电流的基本概念、形式以及相关的计算方法。

了解交变电流的频率、峰值、有效值等重要参数，以及交变电流在电能传输中的应用。

高考物理新电磁学知识点之交变电流知识点(5)一、选择题1．在下图中L 为电感线圈，C 为电容，R 为电阻，A 、B 、C 为三只相同的灯泡，将它们接在电压为U 的交流电源上，三只灯泡的亮度一样．若保持电源电压不变，而将电源频率增大，下列说法中正确的是( )A ．三只灯泡的亮度不变B ．C 灯泡亮度不变，B 灯泡变暗 C ．A 灯泡变暗，B 灯泡变亮D ．A 灯泡变亮，B 灯泡变暗、C 灯亮度不变2．如图甲所示电路，已知电阻21R R R ==，和1R 并联的D 是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A 、B 之间加一个如图乙所示的交变电压（0AB U >时电压为正值）。

则R 2两端电压的有效值为（ ）A ．510VB ．10 VC ．55VD ．102V3．在匀强磁场中，一矩形金属线圈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 ＝0.005s 时线圈平面与磁场方向平行B ．t ＝0.010s 时线圈的磁通量变化率最大C ．线圈产生的交变电动势频率为100HzD．线圈产生的交变电动势有效值为311V4．如图所示，左右两个电路中，当a、b两端和e、f两端分别接220V的交变电压时，测得c、d两端和g、h两端的电压均为110V．若分别在c、d两端和g、h两端加上110V交变电压，则a、b两端和e、f两端测得的电压将分别是( )A．220V，220V B．220V，110VC．110V，110V D．220V， 0V5．有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示，图中N，S是一对固定的磁极，磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮．如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电．关于此装置，下列说法正确的是（）A．自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电B．小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关C．知道摩擦轮与后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数D．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大6．如图甲所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为22∶1，两个标有“10 V,5 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图乙所示，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)。

高二物理选修32_第五章交变电流知识点总结第五章交变电流5.1 交变电流一、直流电(DC) 电流方向不随时间而改变交变电流(AC) 大小和方向都随时间做周期性变化的电流交流发电机模型的原理简图二、交变电流的产生中性面线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面(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，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，电流方向改变两次三、交变电流的变化规律以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势(ab和cd边切割磁感线)e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值(峰值)(四、交流电的图像1五、交变电流的种类课堂练习25.2《描述交变电流的物理量》复习回顾(一)交变电流:大小和方向随时间做周期性变化的电流;简称交流。

其中按正弦规律变化的交流电叫正弦交流电。

(二)正弦交流电的产生及变化规律1、产生:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生正弦交流电。

2、中性面:跟磁场方向垂直的平面叫做中性面。

这一位置穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。

3、规律:瞬时值表达式:从中性面开始计时一、周期和频率物理意义:表示交流电变化的快慢1、周期:交变电流完成一次周期性变化所需的时间。

2、频率:交变电流一秒内完成周期性变化的次数。

角频率:线圈在磁场中转动的角速度二、峰值和有效值3.有效值定义:E、U、I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3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。

4.正弦交流电的有效值与最大值的关系:IE mmI,E, 22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注意:峰值(最大值)、有效值、平均值在应用上的区别。

高二下物理交变电流知识点交变电流（Alternating Current，简称AC）是电流的一种形式，其方向和大小随时间而变化。

在物理学中，学习交变电流的知识点对于理解电路的工作原理和解决相关问题至关重要。

本文将介绍高二下学期物理课程中的交变电流知识点。

一、交变电流的定义和特点交变电流是指电流方向和大小都随时间周期性变化的电流。

交变电流可以用一个简单的正弦函数表达，一般表示为I=Iₘsin(ωt+φ)，其中Iₘ为交流电的峰值电流，ω为角频率，t为时间，φ为初始相位。

与直流电流（Direct Current，简称DC）相比，交变电流具有以下特点：1. 方向变化：交变电流的方向随时间周期性变化。

2. 大小变化：交变电流的大小随时间周期性变化，呈正弦曲线。

3. 频率和周期：交变电流的频率指单位时间内交变电流方向变化的次数，单位为赫兹（Hz）。

周期指一次完整的正弦波所需的时间，单位为秒。

4. 零点：交变电流的正负半周期均通过零点，即电流值为零。

二、交变电流与交流电路交流电路是指交变电流在电路中的传输和变换过程。

为了便于分析交流电路，引入了交流电路中的重要参数：1. 电压（Voltage）：交变电压的表示方式与交变电流类似，也可用正弦函数表达。

2. 频率和周期：交变电压的频率与交变电流的频率相同，往往用相同的符号表示。

3. 平均值和有效值：在交流电路中，由于电流和电压存在周期性变化，因此引入平均值和有效值对交变电流和电压进行描述。

平均值表示周期内电流或电压的平均大小，有效值表示等效于某一直流电流或电压所产生的功率相同的交流电流或电压。

三、交变电流的传输和变换1. 交变电流的传输：交变电流在导体中的传输遵循欧姆定律，即I=V/R，其中I为电流，V为电压，R为电阻。

与直流电路相比，交流电路中需考虑电流的方向变化和导体内部电场的分布。

2. 交变电流的变换：交变电流可以通过变压器（Transformer）进行电压的升降变换。

专题12 交变电流【高考命题热点】主要考查以理想变压器相关计算为核心的选择题。

【知识清单】一、交变电流的产生与描述1. 交变电流：大小和方向都做周期性变化的电流即为交变电流，简称交流电。

2. 产生和规律（1）产生：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈中产生正弦式交变电流。

（2）规律：①中性面特点：B S ⊥且φ最大，感应电动势为零，感应电流为零，线圈经过中性面时，电流方向发生改变；B S //（或垂直于中性面）时，0=φ且有最大感应电动势和感应电流。

②变化规律（交变电流瞬时值表达式）从中性面开始计时（B S ⊥），则t E e m ωsin = t U u m ωsin = t I i m ωsin =从垂直中性面开始计时（B S //），则则t E e m ωcos = t U u m ωcos = t I i m ωcos = 其中f n T πππω222===（n ：转速；f ：频率，Tf 1=） 感应电动势最大值ωNBS E m =说明：①交变电流的最大值与线圈形状、转动轴位置无关，但转动轴应与磁感线垂直；②某些电学元件（电容器、晶体管）的击穿电压指的是交变电压最大值。

3.交变电流的有效值（1）定义：相同时间内交流电通过一电阻产生的热量与直流电通过该电阻产生的热量相等，则直流电数值就称为交流电的有效值。

（2）正（余）弦交变电流有效值2最大值有效值= 即m m E E E 707.02== m m U U U 707.02== m m I I I 707.02== 扩展：我国民用家庭电路交变电流周期s T 02.0=，频率Hz 50=f ，角频率πω100=。

二、变压器1.构造电能损耗 减少I R 或 采用高压输电 1P 2P 3P 4P 原线圈 副线圈 ⇒ 原线圈 副线圈闭合铁芯 简化图（实物图）2.工作原理：在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象，是变压器工作的基础。

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。

高中物理交变电流知识点总结及五年真题详解标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]交变电流、电磁学第一部分（理论知识点、重点）一、知识网络1((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=NBSωsinωt 。

用εm表示峰值NBSω则e=εm sinωt在纯电阻电路中,电流I=RRemε=sinωt=Imsinωt，电压u=Umsinωt 。

机械能及其转化定义：机械能是指动能和势能的总和。

转化：动能和势能之间相互转化。

机械能守恒：无阻力，动能和势能之间总量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 IU=2m U 。

注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有ε=2mε，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。

交变电流_知识点_例题详解第⼗四章交变电流第⼀单元交流电的产⽣及变化规律基础知识⼀．交流电⼤⼩和⽅向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。

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。

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12—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 ωtωt 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；。

是线框⾯与中性⾯的夹⾓2．当从图位置开始计时：则：e=εm cos ωt ， i ＝I m cos ωtωt 是线框在时间t 转过的⾓度；是线框与磁感应强度B 的夹⾓；此时V 、B 间夹⾓为（π/2⼀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．所以 e=εm 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：εm ＝B ωS 当为N 匝时εm ＝NB ωS（1）ω是匀速转动的⾓速度，其单位⼀定为弧度／秒，nad/s（注意rad 是radian 的缩写，round/s 为每秒转数，单词round 是圆，回合）．（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=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωt 代⼊时间即可求出．不过写瞬时值时，不要忘记写单位，如εm =2202V ，ω=100π，则e=2202sin100πtV ，不可忘记写伏，电流同样如此．4．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．就是分别⽤交流电，直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产⽣的热量相同，则直流电的值为交流电的有效值．（1）有效值跟最⼤值的关系εm=2U有效，I m=2I有效（2）伏特表与安培表读数为有效值．（3）⽤电器铭牌上标明的电压、电流值是指有效值．5．周期与频率：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交流电的频率．单位1/秒为赫兹（Hz）．第⼆单元交流电的图象、感抗与容抗基础知识⼀、.正弦交流电的图像1.任何物理规律的表达都可以有表达式和图像两种⽅法，交流电的变化除⽤瞬时值表达式外，也可以⽤图像来进⾏表述.其主要结构是横轴为时间t或⾓度θ，纵轴为感应电动势E、交流电压U或交流电流I.正弦交流电的电动势、电流、电压图像都是正弦(或余弦)曲线。

高考物理第一轮考点复习 （5）交变电流的产生及变化规律学习、解析+练习基础知识一．交流电大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。

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。

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12—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 ωtωt 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；。

是线框面与中性面的夹角2．当从图位置开始计时：则：e=εm cos ωt ， i ＝I m cos ωtωt 是线框在时间t 转过的角度；是线框与磁感应强度B 的夹角；此时V 、B 间夹角为（π/2一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．所以 e=εm 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：εm ＝B ωS 当为N 匝时εm ＝NB ωS（1）ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，nad/s（注意rad 是radian 的缩写，round/s 为每秒转数，单词round是圆，回合）．（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=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωt 代入时间即可求出．不过写瞬时值时，不要忘记写单位，如εm =2202V ，ω=100π，则e=2202sin100πtV ，不可忘记写伏，电流同样如此．4．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．就是分别用交流电，直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产生的热量相同，则直流电的值为交流电的有效值．（1）有效值跟最大值的关系εm =2U 有效，I m =2I 有效（2）伏特表与安培表读数为有效值．（3）用电器铭牌上标明的电压、电流值是指有效值．5．周期与频率：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交流电的频率．单位1/秒为赫兹（Hz ）．规律方法一、关于交流电的变化规律【例1】如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0．5T ，边长L=10cm 的正方形线圈abcd 共100匝，线圈电阻r ＝1Ω，线圈绕垂直与磁感线的对称轴OO /匀速转动，角速度为ω＝2πrad ／s ，外电路电阻R ＝4Ω，求：（1）转动过程中感应电动势的最大值．（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过600时的即时感应电动势．（3）由图示位置转过600角时的过程中产生的平均感应电动势．（4）交流电电表的示数．（5）转动一周外力做的功．（6）61周期内通过R 的电量为多少？ 解析：（1）感应电动势的最大值，εm ＝NB ωS ＝100×0．5×0．12×2πV=3．14V（2）转过600时的瞬时感应电动势：e ＝εm cos600=3．14×0．5 V ＝1．57 V（3）通过600角过程中产生的平均感应电动势：ε=N ΔΦ/Δt=2．6V（4）电压表示数为外电路电压的有效值： U=r R +ε·R ＝2143⋅×54=1．78 V （5）转动一周所做的功等于电流产生的热量 W ＝Q ＝（2m ε）2（R 十r ）·T ＝0．99J （6）61周期内通过电阻R 的电量Q ＝I ·61T ＝R ε61T ＝()6/60sin 0r R T NBS +＝0．0866 C【例2】磁铁在电器中有广泛的应用，如发电机，如图所示。

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交变电流 (正弦式交变电流 )1.电压刹时价 e=Emsint 电流刹时价 i=Imsin(=2f)2.电动势峰值 Em=nBS=2BLv 电流峰值 (纯电阻电路中 )Im=Em/R 总3.正(余 )弦式交变电流有效值： E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/24.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P 入=P 出中华考试网5.在远距离输电中 ,采纳高压输送电能能够减少电能在输电线上的损失损 =(P/U)2R;(P 损:输电线上损失的功率， P:输送电能的总功率， U:输送电压， R:输电线电阻 )〔见第二册 P198〕;6.公式 1、2、3、4 中物理量及单位： :角频次 (rad/s);t:时间 (s);n:线圈匝数;B:磁感强度 (T);S:线圈的面积 (m2);U 输出 )电压 (V);I: 电流强度 (A);P:功率 (W) 。

注:(1)交变电流的变化频次与发电机中线圈的转动的频次同样即:电=线，f 电=f 线;(2)发电机中 ,线圈在中性面地点磁通量最大,感觉电动势为零 ,过中性面电流方向就改变 ;(3)有效值是依据电流热效应定义的,没有特别说明的沟通数值都指有效值 ;(4)理想变压器的匝数比一准时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定，输入功率等于输出功率,当负载的耗费的功率增大时输入功率也增大，即P 出决定 P 入;(5)其余有关内容：正弦沟通电图象〔见第二册P190〕/电阻、电感和电容对交变电流的作用〔见第二册 P193〕。

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