第一篇：2011高考物理總復(fù)習(xí)教案 交變電流

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2011高考物理總復(fù)習(xí)教案

交變電流

復(fù)習(xí)要點

1、交變電流的產(chǎn)生、變化規(guī)律及圖象表達

2、表征交變電的物理量、交變電的有效值

3、電感和電容對交變電的影響

4、變壓器的構(gòu)造、作用、原理

5、理想變壓器的理想化條件及規(guī)律

6、遠距離辦理電

二、難點剖析

1、交變電流的幾個基本問題

（1）產(chǎn)生交變電流的基本原理

交變電流的產(chǎn)生，一般都是借助于電磁感應(yīng)現(xiàn)象得以實現(xiàn)的。因此，可以說，產(chǎn)生交變電流的基本原理，就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中所遵循的規(guī)律——法拉第電磁感應(yīng)定律。

（2）產(chǎn)生交變電流的基本方式

一般來說，利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象來產(chǎn)生交變電流的具體操作方式可以有很多種。例如，使圖中所示的線圈在勻強磁場中往復(fù)振動，就可以在線圈中產(chǎn)生方向交替變化的交變電流。但這種產(chǎn)生交變電流的操作方式至少有如下兩個方面的不足：第一，操縱線圈使之往復(fù)振動，相對而言是比較困難的；第二，使線圈往復(fù)振動而產(chǎn)生的交變電流，其規(guī)律相對而言是比較復(fù)雜的。正因為如此，盡管理論上產(chǎn)生交變電流的具體操作方式可以有很多種，但人們卻往往都是選擇了操作較為方便且產(chǎn)生的交變電流的規(guī)律較為簡單的一種基本方式

——使線圈在勻強磁場中相對做勻速轉(zhuǎn)動而切割磁感線來產(chǎn)生交變電流。這幾乎是所有交流發(fā)電機的基本模型。

（3）交變電流的規(guī)律（以交變電動勢為例）

使線圈在勻強磁場中相對做勻速轉(zhuǎn)動而切割磁感線所產(chǎn)生的交變電流是正弦交變電流，其規(guī)律的一般表達式為e??msin(?t??0)。推導(dǎo)過程如下：如圖—2所示，邊長ab=l1，bc=l2的N匝矩形線圈，繞其對稱軸OO’在磁感強度為B的勻強磁場中以角速度?做勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與中性面（穿過線圈的磁通量達到最大值時線圈所在的平面）夾?0角 網(wǎng)絡(luò)文檔便捷服務(wù)、腳本、軟件定制，提供各類文檔批量下載、上傳、處理、腳本和軟件定制。另有百度積分財富值贈送，相關(guān)營銷工具以及論文代查代檢服務(wù)http://shop63695479.taobao.com 時為初始時刻，經(jīng)過時間t線圈轉(zhuǎn)至圖-3所示位置（此圖是在圖7-2的基礎(chǔ)上俯視而得），則此時bc和ab兩條邊上各有N條長為l2的導(dǎo)線以速率v??l12沿圖示方向做切割磁感線運動，于是此時線圈回路程中總的感應(yīng)電動勢可用法拉第電磁感應(yīng)定律求得，為

e?2Nl2v?B?2Nl2vBsin?(t??0)

?Nl1l2?Bsin?(t??0)

?NS?Bsin?(t??0)

??msin?(t??0)

（4）把握交變電流規(guī)律的三個要素（以交變電動勢為例）。?m——交變電動勢最大值：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到穿過線圈的磁通量為0的位置時，取得此值。應(yīng)強調(diào)指出的是，?m與線形狀無關(guān)，與轉(zhuǎn)軸位置無關(guān)，其表達式為?m?NS?B。

?——交變電流圓頻率：實際上就是交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動角速度。它反映了交變電流變化的快慢程度，與交變電流的周期T和頻率f間的關(guān)系為??2?T?2?f。

?0——交變電流初相：它由初始時線圈在磁場中的相對位置決定，實際上就是計時起點線圈平面與中性面間的夾角。

（5）交變電流的有效值

①有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的，在周期的整數(shù)倍時間內(nèi)（一般交變電流周期較短，如市電周期僅為0.02s，因而對于我們所考察的較長時間來說，基本上均可視為周期的整數(shù)倍），如果交變電流與某恒定電流流過相同電阻時其熱效應(yīng)相同，則將該恒定電流的數(shù)值叫做該交變電流的有效值。

②一般交變電流表直接測出的是交變電流的有效值，一般用電器銘牌上直接標(biāo)出的是交變電流的有效值，一般不作任何說明而指出的交變電流的數(shù)值都是指有效值。

③交變電流的有效值(?,U,I)與其相應(yīng)的最大值??m,Um,Im?間的關(guān)系為

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?m?2?,Um?2U,Im?2I。

上述關(guān)系式只適用于線圈在勻強磁場中相對做勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的正弦交變電流，對于用其他方式產(chǎn)生的其他交變電流，其有效值與最大值間的關(guān)系一般與此不同，京戲根據(jù)有效值的定義作具體分析。

2、理想變壓器的幾個基本問題

（1）理想變壓器的構(gòu)造、作用、原理及特征。

構(gòu)造：兩組線圈（原、副線圈）繞在同一個閉合鐵心上構(gòu)成所謂的變壓器。作用：在辦理送電能的過程中改變電壓。原理：其工作原理是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

特征：正因為是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象來工作的，所以變壓器只能在輸送交變電流的電能過程中改變交流電壓。

（2）理想變壓器的理想化條件及規(guī)律

如圖—4所示，在理想變壓器的原線圈兩端加交流電壓U1后，由于電磁感應(yīng)的原因，原、副線圈中都將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有

?1?n1??1?t,?2?n2??2?

忽略原、副線圈內(nèi)阻，有

U1??1,U2??2。

另外，考慮到鐵心的導(dǎo)磁作用而且忽略漏磁，即認為任意時刻穿過原、副線圈的磁感線條數(shù)都相同，于是又有

??1???2。

由此便可得理想變壓器的電壓變化規(guī)律為

U1U2?n1n2。

在此基礎(chǔ)上再忽略變壓器自身的能量損失（一般包括了線圈內(nèi)能量損失和鐵心內(nèi)能量損失這兩部分，分別俗稱為“銅損”和“鐵損”），有P1=P2，而

P1=I1U1，P2=I2U2。

于是又得理想變壓器的電流變化規(guī)律為

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I1I2?n2n1。

由此可見：

①理想變壓器的理想化條件一般指的是：忽略原、副線圈內(nèi)阻上的分壓，忽略原、副線圈磁通量的差別，忽略變壓器自身的能量損耗（實際上還忽略了變壓器原、副線圈電路的功率因素的差別）。

②理想變壓器的規(guī)律實質(zhì)上就是法拉第電磁感應(yīng)定律和能的轉(zhuǎn)化與守恒定律在上述理想化條件下的新的表現(xiàn)形式。

（3）多組副線圈理想變壓器的規(guī)律。

由法拉第電磁感應(yīng)定律，并考慮到線圈無同阻等，有 U1：U2：U3?=n1:n2:n3??。

由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，并考慮到為變壓器自身無能量損耗，又有P入=P出，即 I1U1=I2U2+I3U3+??。（4）原副線圈的地位

原（副）線圈在原（副）線圈回路中所處的地位是充當(dāng)負載（電源）。

3、關(guān)于電感與電容對交變電的影響

（1）電感和電容對交變電流均有阻礙。電感對交變電流的阻礙作用隨著交變電流的頻率升高而增大；電容對交變電流的阻礙作用隨著交變電流的頻率升高而減小。

（2）電感和電容除了對交變電流有阻礙作用外，對其相位還將產(chǎn)生一定的影響。

三、典型例題

例1

如圖所示，矩形線圈邊長為ab=20cm，ab=10cm，匝數(shù)N=100匝，磁場的磁感強度B=0.01T。當(dāng)線圈以50r/s的轉(zhuǎn)速從圖示位置開始逆時針勻速轉(zhuǎn)動，求：

（1）線圈中交變電動勢瞬時值表達式；

（2）從線圈開始轉(zhuǎn)起動，經(jīng)0.01s時感應(yīng)電動勢的瞬時值。

分析：只要搞清交變電的三個要素?、?m、?0，進而寫出交變電的瞬時值表達式，這樣就把握到交變電的變化規(guī)律了

解答：（1）欲寫出交變電動勢的瞬時值，先求出?、?m、?0三個要素。線圈旋轉(zhuǎn)角速度為??2?f?100?rad/s，感應(yīng)電動勢的最大值為?m?NS?B?6.28V，剛開始轉(zhuǎn)動時線 網(wǎng)絡(luò)文檔便捷服務(wù)、腳本、軟件定制，提供各類文檔批量下載、上傳、處理、腳本和軟件定制。另有百度積分財富值贈送，相關(guān)營銷工具以及論文代查代檢服務(wù)http://shop63695479.taobao.com 圈平面與中性夾角?0??6rad。于是線圈中交變電動勢的瞬時值表達式為

??e?6.28sin?100?t?6???V。?（2）把t=0.01s代入上式，可量，此時感應(yīng)電動勢的瞬時值

???e'?6.28sin????V??3.14V。

6??例

2兩個完全相同的電熱器分別通以圖中（a）和(b)所示的電流最大值相等的正弦交變電流和方波交變電流，則這兩個電熱器的熱功率之比P甲：P乙=_______________。

分析：對于正弦交變電，其最大值恰等于有效值的2倍，但對于非正弦交變電，其最大值與有效值間的關(guān)系一般需要根據(jù)有效值的定義來確定。

22解答：通以正弦我變電流的電熱器的熱功率為Pa=I2R=(Im2)R=ImR/2；通以方波交變電流的電熱器，盡管通電時電流方向不斷變化，但線時刻流過的電流數(shù)值均為Im，且電流的熱功率與電流方向無關(guān)，所以Pb=Im2R.。于是得Pa：Pb=1：2。

交變電流的有效值與最大值間的關(guān)系Im=2I，只對正弦交變電流才成立。圖21-6所示的方波交變電流，有效值等于最大值。

例3 如圖所示，理想自耦變壓器1與2間匝數(shù)為40匝，2與3間匝數(shù)為160匝，輸入電壓為100V，電阻R上消耗的功率為10W，則交流電流表的示數(shù)為（）

A、0.125A

B、0.100A

C、0.225A

D、0.025A 分析：由于2與3之間流過的既有原線圈電流，又有副線圈電流，所以必須搞清原、副線圈電流的方向關(guān)系；而欲搞清原、副線圈電流的方向關(guān)系又必須明確原、副線圈在相應(yīng)的回路里的地位。

解答：由理想變壓器的變壓規(guī)律，有

U1：U2=n1:n2，由此解得R兩端的電壓為

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由功率公式P2=I2U2可解得流過R的電流，即變壓器副線圈電流為

I2=P2/U2=10/80=0.125A。

再由理想變壓器的變流規(guī)律I1：I2=n1:n2，解得原線圈電流為

I1?n2n1I2?16040?160?0.125?1A

考慮到2與3之間的一段線圈既是副線圈，又是原線圈的一部分，而副線圈在副線圈回路中是電源，其電流應(yīng)從低電勢流向高電勢，原線圈在原線圈回路中是負載，其電流應(yīng)從高電勢流向低電勢，這就決定著同時流過2與3間的電流I1與I2始終是反向的，所以，圖21-7中的交流電流表的示數(shù)應(yīng)該為I1與I2的差的絕對值，即

IA=0.025A 此例應(yīng)選D。

例

4在繞制變壓器時，某人誤將兩個線圈繞在如圖所示變壓器鐵心的左右兩個臂上，當(dāng)通以交變電流時，每個線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個線圈，另一半通過中間的臂，已知線圈1、2的匝數(shù)之比N1：N2=2：1，在不接負載的情況下（）

A、當(dāng)線圈1輸入電壓220V時，線圈2輸出電壓為110V B、當(dāng)線圈1輸入電壓220V時，線圈2輸出電壓為55V C、當(dāng)線圈2輸入電壓110V時，線圈1輸出電壓為220V D、當(dāng)線圈2輸入電壓110V時，線圈1輸出電壓為110V 分析：該題考查的是變壓器的原理，若不去深入研究變壓器的變壓原理，只死記公式，很容易錯選。

解答：該題給出的變壓器的鐵心為日字形，與考生熟知的口字形變壓器不同，且通過交變電流時，每個線圈產(chǎn)生的磁通量只有一半通過另一線圈，故電壓比

U1U2?n1n2圖21-8

不再成立。所以 網(wǎng)絡(luò)文檔便捷服務(wù)、腳本、軟件定制，提供各類文檔批量下載、上傳、處理、腳本和軟件定制。另有百度積分財富值贈送，相關(guān)營銷工具以及論文代查代檢服務(wù)http://shop63695479.taobao.com 只能利用電磁感應(yīng)定律，從變壓器的原理入手，才能解出該題。

當(dāng)線圈1作為輸入端時，U1U2n1?n2??1n??224?t?11???。??2n2??2111?t因為U1=220V，所以U2=55V，所以選項B對。當(dāng)線圈2作為輸入端時，U1'U2'?n1??2'n2??1'?12?21?1。

因為U2’=110V，所以U1’=110V，所以選項D對。

例如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為n1:n2=4:1，原線圈回路中的電阻A與副線圈回路中的負載電阻B的阻值相等。a、b端加一定交變電流電壓后，兩電阻消耗的電功率之比PA：PB=_________________________。

分析：抓住理想變壓器（圖中的虛線框內(nèi)的部分）原、副線圈的電流關(guān)系，A、B兩電阻消耗的電功率關(guān)系及電壓關(guān)系均可求得 解答：對理想變壓器，有

I1I2?n2n1?1422

2PA?I1R,PB?I2R

?22PAPB?I1I2?I1?1???? ?I?16?2?又UA=I1R，UB=I2R

?11614UUAB?I1RI2R?I1I2?14

應(yīng)依次填充：和

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第二篇：交變電流教案

§5.1《交變電流》

靈臺一中 王佛寶

教學(xué)目標(biāo) 知識與技能：

（1）使學(xué)生理解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是中性面。（2）掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。

（3）理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準(zhǔn)確含義。過程與方法：

（1）掌握描述物理量的三種基本方法（文字法、公式法、圖象法）。

（2）培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，空間想象能力以及將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖形的能力。（3）培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力。情感、態(tài)度與價值觀： 培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的思想

教學(xué)重點：交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析 教學(xué)難點：交變電流的變化規(guī)律及應(yīng)用 教學(xué)過程： 新課導(dǎo)入：

今天我們開始學(xué)習(xí)交變電流，交變電流是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的進一步延伸。新課教學(xué)：

（一）探究手搖交流發(fā)電機輸出電流的特點： 實驗一：用手搖交流發(fā)電機對小燈泡供電 現(xiàn)象：小燈泡一閃一閃地發(fā)光

結(jié)論：電流的大小是周期變化的實驗二：把手搖交流發(fā)電機和示教電流表相連

現(xiàn)象：指針左右擺動

結(jié)論：電流的方向是周期變化的

小結(jié)：手搖交流發(fā)電機的輸出電流的大小和方向都隨時間 做周期性的變化。

大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫交變電流，簡稱交流（AC）

方向不隨時間變化的電流稱為直流（DC）

大小、方向均不隨時間變化的電流叫恒定電流。

（二）探究交變電流的產(chǎn)生原理： 交流發(fā)電機的構(gòu)造：

哪些邊切割磁感線？（ab和cd）問題討論：

（1）在轉(zhuǎn)動過程中，哪個位置線圈中沒有電流，哪個位置線圈中有電流，哪個位置線圈中電流最大？

物理學(xué)中把線圈平面垂直與磁感線的位置稱為中性面。

2、你能判斷出線圈從中性面開始逆時針轉(zhuǎn)動一周中，線框中電流方向的規(guī)律嗎？

3、你能總結(jié)線圈在轉(zhuǎn)動過程中，電流的方向的變化規(guī)律嗎？

線圈平面每經(jīng)過中性面時，感應(yīng)電流的方向就改變一次，線圈轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次。

4、你能定性的分析出線圈從中性面轉(zhuǎn)動半周過程中電流的大小變化規(guī)律嗎？

從中性面開始轉(zhuǎn)動過程中，電流從零逐漸變大到最大，再由最大減小到下一個中性面變?yōu)榱恪?/p>

（三）定量分析交變電流的變化規(guī)律：

設(shè)AB長為L1，BC長為L2，轉(zhuǎn)動的角速度為ω，磁感應(yīng)強度為B。單匝：E=2BL1v⊥=2BL1VSin?t=2BL1.N匝：E=N BS?Sin?t

?L2 Sin?t=BS? Sin?t 2Em=N BS?是感應(yīng)電動勢的最大值，叫做峰值。

由于電動勢按正弦規(guī)律變化，當(dāng)負載為電燈等用電器時，負載兩端的電壓u、通過的電流i，也按正弦規(guī)律變化，e?NBS?sin?t?Emsin?t

i?NBS?sin?t?Imsin?tR?r

u?NBS?Rsin?t?Umsin?tR?r

這種按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流，簡稱正弦式電流。思考：如果從線框平面與磁感線平行的位置開始計時，那么表達式如何？

e?nBS?cos?t?Emcos?t

注意：兩個特殊位置的不同特點：

（1）線圈平面與中性面重合時，S?B，?最大，e?0，i?0，電流方向發(fā)生改變；（2）線圈平面與中性面垂直時，S//B，??0，e最大，i最大，電流方向不變； 正弦交變電流是一種最簡單又最基本的交變電流，家庭電路的交變電流就是正弦交變電流。實際中應(yīng)用的交變電流，不只限于正弦交變電流，它們隨時間變化的規(guī)律是各種各樣的。

例

1、發(fā)電機產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的電動勢最大值為311V，其線圈共100匝，在勻強磁場中

勻速轉(zhuǎn)動的角速度為100πrad/s,從線圈經(jīng)過中性面開始計時。（1）寫出當(dāng)時的瞬時表達式。

（2）此發(fā)電機與外電路組成閉合電路時，總電阻為100Ω，求t?1s時的電流。600（3）線圈轉(zhuǎn)過180°的過程中，電動勢的平均值，電動勢達到的最大值各是多少？（4）磁通量變化率的最大值是多少？ 例

2、一正弦交流發(fā)電機的電動勢為e?Emsin?t，若將此發(fā)電機的轉(zhuǎn)速和磁場均增加一倍，試寫出這時電動勢的表達式。

小結(jié)：本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個問題：

（1）矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流。

（2）從中性面開始計時，感應(yīng)電動勢瞬時值的表達式為e=NBSωsinω t,感應(yīng)電動勢的最大值為Em=NBSω。

（3）兩個特殊位置的特點； 作業(yè)：見課件1.2.3.4題

第三篇：物理《描述交變電流的物理量》教案

一、教學(xué)目標(biāo)

【知識與技能】

知道交變電流和電壓的峰值及用途，并知道有效值的概念及計算。

【過程與方法】

用等效的方法求出交變電流的有效值。

【情感態(tài)度與價值觀】

通過學(xué)習(xí)交變電流的有效值及峰值，明白其在生活中的具體應(yīng)用，體會物理的生活性，增強學(xué)習(xí)物理的興趣。

二、教學(xué)重難點

【重點】

交變電流的峰值及有效值的概念及計算。

【難點】

明白交變電流有效值的概念及計算。

三、教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一:新課導(dǎo)入

復(fù)習(xí)上節(jié)課交變電流的產(chǎn)生來導(dǎo)入新課。

問題1：交變電流的產(chǎn)生原理是什么?它的表達式的意義及各個物理量的含義?

學(xué)生的回答之后引導(dǎo)其思考，在交變電流及電壓中，除了最大值和角速度，還可以有哪些物理量來描述交流電?

學(xué)生回答：知道了線圈的轉(zhuǎn)速，那么線圈在其中轉(zhuǎn)動一圈的時間是多少?

教師點評：不錯這個我們叫做周期，大家知道我們在實驗室用學(xué)生電源做實驗時，用電流表或者電壓表測出來的電流和電壓的示數(shù)表示什么意思嘛?

學(xué)生回答：表示電流和電壓的大小。

教師點評：其實呢，大家答的有一定的道理，但在我們電學(xué)中，電流表和電壓表的示數(shù)有一個專門含義叫做有效值，今天就來學(xué)習(xí)它。

引出課題——交變電流的峰值及有效值(板書)。

環(huán)節(jié)二：新課探究

(一)峰值

教師引導(dǎo)學(xué)生利用前面交流電的產(chǎn)生原理及表達式來理解交流電的峰值。

教師：我們前面學(xué)習(xí)交流電的產(chǎn)生，是因為線圈在磁場中以一定的角速度做周期性的轉(zhuǎn)動，線圈轉(zhuǎn)動一圈的時間就是線圈周期及交流電的周期T，周期的倒數(shù)就是線圈的頻率1/T=f。根據(jù)交流電的數(shù)值表達式，我們知道交流電的電壓是在不斷變化，那么它的最值是多少?

學(xué)生回答：交流電的最大值就是Im和Em，最小值是為零。因為電壓雖然有正負之分，但只是表示大小。

教師點評：同學(xué)分析的非常仔細，交流電的最大值Im和Em就是峰值，可以用來表示電流的強弱和電壓的高低。

教師：大家知道電容器的所能承受的最大電壓是有什么要求嗎?對正常的家用電器來說是其銘牌上標(biāo)記的220v嗎?接下來學(xué)習(xí)解決這個問題?

(二)有效值

教師出示一道例題：

說明：以上三個球有效值的公式僅適用于正弦和余弦交變電，交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的。

環(huán)節(jié)三：鞏固練習(xí)

教師提問：電容的擊穿電壓是電壓峰值還是有效值?保險絲的熔斷電流是交變電的峰值還是有效值?

學(xué)生回答：電容的擊穿電壓和保險絲的熔斷電流都是其能承受的最大值，即其需大于正常使用的交變電的電壓及電流的峰值。

教師總結(jié)：交流用電設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓和額定電流是有效值;交流電壓表和交流電流表的示數(shù)是有效值;交變電流的數(shù)值在無特別說明時都是指有效值。

環(huán)節(jié)四：小結(jié)作業(yè)

總結(jié)概括本節(jié)課的主要知識點：交流電的峰值及有效值的概念和意義。

并讓學(xué)生課下思考：對于半周期或四分之一的周期的正余弦的有效值有交變的計算方法嗎?

第四篇：2018高二物理寒假交變電流復(fù)習(xí)知識點

2018高二物理寒假交變電流復(fù)習(xí)知識點

物理在絕大多數(shù)的省份既是會考科目又是高考科目，在高中的學(xué)習(xí)中占有重要地位。小編準(zhǔn)備了高二物理寒假交變電流復(fù)習(xí)知識點，希望你喜歡。

1.交變電流

大小和方向都隨時間作周期性變化的電流，叫做交變電流。按正弦規(guī)律變化的電動勢、電流稱為正弦交流電。

2.正弦交流電

(1)函數(shù)式：e=Emsint(其中Em=NBS)

(2)線圈平面與中性面重合時，磁通量最大，電動勢為零，磁通量的變化率為零，線圈平面與中心面垂直時，磁通量為零，電動勢最大，磁通量的變化率最大。

(3)若從線圈平面和磁場方向平行時開始計時，交變電流的變化規(guī)律為i=Imcost。(4)圖像：正弦交流電的電動勢e、電流i、和電壓u，其變化規(guī)律可用函數(shù)圖像描述。

3.表征交變電流的物理量

(1)瞬時值：交流電某一時刻的值，常用e、u、i表示。

(2)最大值：Em=NBS，最大值Em(Um，Im)與線圈的形狀，以及轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)哪個位置無關(guān)。在考慮電容器的耐壓值時，則應(yīng)根據(jù)交流電的最大值。

(3)有效值：交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的。即在同一時間內(nèi)，跟某一交流電能使同一電阻產(chǎn)生相等熱量的直流電的數(shù)值，叫做該交流電的有效值。

①求電功、電功率以及確定保險絲的熔斷電流等物理量時，要用有效值計算，有效值與最大值之間的關(guān)系

E=Em/，U=Um/，I=Im/只適用于正弦交流電，其他交變電流的有效值只能根據(jù)有效值的定義來計算，切不可亂套公式。②在正弦交流電中，各種交流電器設(shè)備上標(biāo)示值及交流電表上的測量值都指有效值。

(4)周期和頻率----周期T：交流電完成一次周期性變化所需的時間。在一個周期內(nèi)，交流電的方向變化兩次。

頻率f：交流電在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。角頻率：=2f。

4.電感、電容對交變電流的影響

(1)電感：通直流、阻交流;通低頻、阻高頻。

(2)電容：通交流、隔直流;通高頻、阻低頻。

5.變壓器

(1)理想變壓器：工作時無功率損失(即無銅損、鐵損)，因此，理想變壓器原副線圈電阻均不計。

(2)理想變壓器的關(guān)系式：

①電壓關(guān)系：U1/U2=n1/n2(變壓比)，即電壓與匝數(shù)成正比。

②功率關(guān)系：P入=P出，即I1U1=I2U2+I3U3+

③電流關(guān)系：I1/I2=n2/n1(變流比)，即對只有一個副線圈的變壓器電流跟匝數(shù)成反比。

(3)變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，可用較細的導(dǎo)線繞制，低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線繞制。

6.電能的輸送

(1)關(guān)鍵：減少輸電線上電能的損失：P耗=I2R線

(2)方法：①減小輸電導(dǎo)線的電阻，如采用電阻率小的材料;加大導(dǎo)線的橫截面積。②提高輸電電壓，減小輸電電流。前一方法的作用十分有限，代價較高，一般采用后一種方法。

(3)遠距離輸電過程：輸電導(dǎo)線損耗的電功率：P損=(P/U)2R線，因此，當(dāng)輸送的電能一定時，輸電電壓增大到原來的n倍，輸電導(dǎo)線上損耗的功率就減少到原來的1/n2。

(4)解有關(guān)遠距離輸電問題時，公式P損=U線I線或P損=U線2R線不常用，其原因是在一般情況下，U線不易求出，且易把U線和U總相混淆而造成錯誤。

高二物理寒假交變電流復(fù)習(xí)知識點就為大家介紹到這里，希望對你有所幫助。

第五篇：描述交變電流的物理量教案

5.2描述交變電流的物理量

一、教材分析

選自選修3-2第5.2節(jié)《描述交變電流的物理量》內(nèi)容。學(xué)習(xí)了交變電流的產(chǎn)生原理，對交變電流的定量描述問題進一步學(xué)習(xí)，以利用這些物理量描述交變電流的變化規(guī)律，是研究交變電流變化規(guī)律的基礎(chǔ)和前提。課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)內(nèi)容的要求是“能用函數(shù)表達式和圖像描述交變電流，測算其峰值和有效值”。教材是這樣來處理的：首先，學(xué)生應(yīng)該能從數(shù)學(xué)角度進一步認識交變電流的周期性；然后，通過有效值的分析和計算再一次體會等效代替法在物理學(xué)科的應(yīng)用；最后，通過一些拓展訓(xùn)練加深學(xué)生的理解。

二、學(xué)情分析

在這節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)圓周運動知識時，學(xué)生對周期性變化規(guī)律已經(jīng)有了初步的認識，應(yīng)充分利用已有的知識基礎(chǔ)，另外，他們對交變電流的周期、頻率、角頻率（線圈轉(zhuǎn)動的角速度）與勻速圓周運動相關(guān)物理量的聯(lián)系也有了一定的了解。但是，對交變電流的“四值”的物理意義容易混淆，“四值”的應(yīng)用更容易張冠李戴。應(yīng)讓學(xué)生通過定義細致區(qū)分其物理意義上的差別，通過實例辨析其適用范圍。

三、教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能

①.知道交變電流的周期和頻率，以及它們與轉(zhuǎn)子角速度ω的關(guān)系。②.知道交變電流和電壓的最大值、瞬時值、有效值等及其關(guān)系。③.知道我國供電線路交變電流的周期和頻率。

2、過程與方法

①.用等效的方法得出描述交變電流的有效值。

②.學(xué)會觀察實驗，分析圖象，由感性認識到理性認識的思維方式。

3、情感態(tài)度與價值觀

①.通過對描述交變電流的物理量的學(xué)習(xí)，體會描述復(fù)雜事物的復(fù)雜性，樹立科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)和認識事物的態(tài)度。

②.聯(lián)系日常生活中的交變電流知識，培養(yǎng)學(xué)生將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實際的意識，鼓勵學(xué)生勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問題。

四、教學(xué)重點及難點

重點：周期、頻率的概念，有效值的概念和計算 難點：有效值的概念和計算

五、教具 ：多媒體教學(xué)課件、小燈泡、手搖交流發(fā)電機模型、多媒體投影儀

六、教學(xué)方法：誘思探究教學(xué)法

七、課型：新授課

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八、教學(xué)過程

㈠、引入

上節(jié)課我們研究了矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動，線圈中會產(chǎn)生正弦交流電。

教師利用投影儀展示線圈轉(zhuǎn)動的截面圖其中線圈長ab?l1,寬ad?l2,角速度為?

[師問] 如何描述線圈中交變電流的變化規(guī)律呢?

[生答] ⑴、公式法：從中性面開始計時，l2 e?2?B?l1???Sin?t?EmSin?t ⑵、圖象法： 如圖所示

[師問] 試確定t?0、t1、t2、t3、t4時刻，圖象坐標(biāo)與線圈轉(zhuǎn)動位置的對應(yīng)關(guān)系？ [生答] t?0、t1、t2、t3、t4線圈轉(zhuǎn)過的角度分別為：0、?3?、?、、2?。

22[教師指出] 線圈轉(zhuǎn)動一整圈，交變電流就完成一個周期性變化。這說明，線圈轉(zhuǎn)動速度越快，交變電流周期性變化的越快。交變電流與恒定電流比較具有不同的特點，用那些量來描述交變電流呢？

㈡、揭示與強化

首先考慮用什么物理量來描述交變電流變化的快慢呢？

1、交變電流的周期和頻率。

交變電流跟別的周期性過程一樣，是用周期或頻率來表示變化快慢的。（1）周期：我們把交變電流完成一次周期性變化所需的時間，叫做交變電流的周期。周期用T表示，單位是s。

（2）頻率：交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，叫做交變電流的頻率。頻率用f表示，單位是Hz。

（3）周期和頻率的關(guān)系是：T?11或f? fT[說明]① 我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中用的交變電流周期是0.02S，頻率是50Hz，電流方向每秒鐘改變100次。② 交變電流的周期和頻率跟發(fā)電機轉(zhuǎn)子的角速度有關(guān)。?越大，周期越短、頻率越高。

[演示實驗] 把小燈泡接在手搖交流發(fā)電機模型的輸出端。當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速由小增大

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時，我們看到，小燈泡發(fā)光的閃爍頻率也由小增大，當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大到一定程度，由于交變電流的大小和方向變化太快，由于人眼存在視覺暫留的緣故，所以眼睛已不能分辨燈光的閃爍。這就是為什么照明電是交變電流，而電燈亮?xí)r看不見一閃一閃的原因。

２、交變電流的峰值和有效值

（1）交變電流峰值（Im、Em、Um）：指交變電流各個參量一個周期內(nèi)所能達到的最大值。表示交變電流的強弱或電壓的高低。實際中需要考慮。

例如：電容器接在交流電路中，應(yīng)需要知道交變電壓的最大值，電容器的額定電壓應(yīng)高于交變電壓的最大值，否則電容器有可能被擊穿。

（2）交變電流有效值（I、E、U）：

[思考與討論] 如圖所示的電流通過一個R=1Ω的電阻，它不是恒定電流。

(a)、怎樣計算通電1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量? 解析：圖象反映的交變電流可以分為4段。前半個周期中，0—0.2S內(nèi)，可看成電流大小為1A的恒定電流，0.2S—0.5S內(nèi)，可看成電流大小為2A的恒定電流.后半個周期的電流與前半個周期方向相反，但產(chǎn)生熱量相同。

則交流電的熱量： Q

（b）如果有一個大小、方向都不變的恒定電流通過電阻R，也能在1s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱，這個電流是多大?

恒定電流的熱量：

[教師指出] 1）有效值：（抓三個相同）讓交流與恒定電流通過相同的電阻，如果它們在一個周期內(nèi)內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，把恒定電流的值叫做這個交變電流的有效值。

2）正弦交流電有效值與最大值之間的關(guān)系

1?(I12Rt1?I22Rt2)?2?(12?1?0.2?22?1?0.3)?2J?2.8JQ2?Q1I2Rt?2.8JI?2.8A?1.7A1?1第 3頁 /共 5頁

[說明] ①交流用電設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓和額定電流是有效值；交流電壓表和交流電流表的示數(shù)是有效值；交變電流的數(shù)值在無特別說明時都是指有效值。

②交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的。引入有效值的的概念便于把處理恒定電流的一些方法拓展到交流電中。

㈢、延伸

例

1、試寫出我國生活用電的規(guī)律表達式？ [學(xué)生] u?2202Sin(100?t)V

[解析] 生活用電的有效值U=220V，頻率f=50Hz，所以

Um?2202V，??2?f?100?Hz。又表達式u?Um?Sin?t可得。

例2、如圖表示一交流的電流隨時間變化的圖像,求該電流的有效值? 42?32

[學(xué)生板演做題步驟，教師點評] 解析：交變電流一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量

Q1?

恒定電流的熱量： Q2?I?R?T

由有效值定義知： Q1?Q2 解得： I?5A 例

3、圖中兩交變電流通過相同的電阻R。求：（1）分別寫出它們的有效值、周期和頻率。（2）計算它們在R上產(chǎn)生的功率之比。

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（2）P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2 ㈣、回歸

1.周期或頻率：表示交變電流變化的快慢。2.有效值：表示交變電流的熱效應(yīng)。

3.正弦交變電流有效值與最大值存在著一定的關(guān)系。

㈤、檢測

1.完成課后習(xí)題 第4題

九、板書設(shè)計

１、交變電流的周期和頻率（1）周期：（2）頻率：

（3）周期和頻率的關(guān)系： ２、交變電流的峰值和有效值

（1）交變電流峰值（Im、Em、Um）：（2）交變電流有效值（I、E、U）：

①有效值：

②正弦交流電有效值與最大值的關(guān)系

３、課堂小結(jié) ４、作業(yè)

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