课件34张PPT。第二章
交变电流1 交变电流学习目标
1.会观察电流(或电压)的波形图，理解交变电流和直流的概念.
2.理解交变电流的产生过程，会分析电动势和电流方向的变化规律.
3.知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的瞬时值的物
理含义．内容索引
知识探究
题型探究
达标检测
知识探究1一、对交变电流的认识(1)把图1所示电路接在干电池的两端时，可以观察到什么现象？当接在干电池两端时，只有一个发光二极管会亮． 答案图1(2)把图1中电路接在手摇式发电机两端时，又会观察到怎样的现象？并解释看到的现象．当接在手摇式发电机两端时，两个发光二极管间或的闪亮，原因是发电机产生与直流不同的电流，两个发光二极管一会儿接通这一个，一会儿再接通另外一个，电流方向不停地改变． 答案对交变电流的认识
(1)交变电流：大小和方向随时间做 变化的电流叫交变电流，简称 ．
(2)直流： 不随时间变化的电流称为直流．
注意：对直流电流和交变电流的区分主要是看 ．
(3)正弦交变电流：电流随时间按 规律变化的交变电流叫正弦交变电流，简称 ．正弦函数周期性交流电方向电流方向是否变化正弦交流电判断下列说法的正误．
(1)交变电流的大小一定随时间变化．( )
(2)大小和方向都不随时间变化的电流才是直流电．( )
(3)交变电流的大小可以不变，但方向一定随时间周期性变化．( )
(4)交变电流不稳定，很容易“烧坏”家电．( )×××√二、正弦交变电流的产生1.如图2所示，线圈平面从虚线位置开始转动，角速度为ω，经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt.设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈面积S＝L1L2，磁感应强度为B，则：
(1)ab边产生的感应电动势为多大？ 答案图2
eab＝BL1v1
其中v1＝vsin θ＝vsin ωt
即eab＝BL1vsin ωt(2)整个线圈中的感应电动势为多大？ 答案整个线圈中的感应电动势由ab和cd两部分切割磁感线产生，且eab＝ecd，所以e1＝eab＋ecd＝BSωsin ωt.(3)若线圈有N匝，则整个线圈的感应电动势为多大？ 答案若线圈有N匝，则相当于N个完全相同的电源串联，所以e＝NBSωsin ωt.2.假定线圈绕OO′轴沿逆时针方向匀速转动，如图3甲至丁所示.请分析判断：(1)线圈转动一周的过程中，线圈中的电流方向的变化情况. 答案图3(2)线圈转动过程中，当产生的感应电流有最大值和最小值时线圈分别在什么位置？ 答案线圈转到乙或丁位置时线圈中的电流最大.线圈转到甲或丙位置时线圈中电流最小，为零，此时线圈所处的平面称为中性面.图31.正弦交变电流的产生条件：将闭合矩形线圈置于 磁场中，并绕__________方向的轴 转动.
2.中性面：线圈平面与磁感线 时的位置.
(1)线圈处于中性面位置时，穿过线圈的Φ ，但线圈中的电流为 .
(2)线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流的方向都要改变.线圈转动一周，感应电流的方向改变 次.两匀强垂直磁场匀速最大零垂直3.正弦交变电流电动势的瞬时值表达式
(1)当从中性面开始计时：e＝ .
(2)当从与中性面垂直的位置开始计时：e＝ .
其中Em＝ ，与线圈的形状 ，与转动轴的位置 (填“有关”或“无关”).无关Emsin ωtEmcos ωtNBSω无关判断下列说法的正误.
(1)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流.( )
(2)线圈在通过中性面时磁通量最大，电流也最大.( )
(3)线圈在通过垂直中性面的平面时电流最大，但磁通量为零.( )
(4)线圈在通过中性面时电流的方向发生改变.( )√××√
2题型探究一、交变电流的产生例1 (多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是
A.当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大
B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
C.每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流的方向就改变一次
D.线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零答案解析√√线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边的速度与磁感线平行，即不切割磁感线，所以感应电动势等于零，此时穿过线框的磁通量的变化率也等于零，感应电动势或感应电流的方向也就在此时刻发生变化.线框垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，但切割磁感线的两边都垂直切割，有效切割速度最大，所以感应电动势最大，也可以说此时穿过线框的磁通量的变化率最大，故C、D选项正确.搞清两个特殊位置的特点：
(1)线圈平面与磁场垂直时：e为0，i为0，Φ为最大， 为0.
(2)线圈平面与磁场平行时：e为最大，i为最大，Φ为0， 为最大.二、交变电流的变化规律例2 一矩形线圈，面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻r＝2 Ω，外接电阻R＝8 Ω，线圈在磁感应强度B＝ T的匀强磁场中以n＝300 r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图4所示，若从中性面开始计时，求：
(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；图4 答案解析e＝50sin 10πt V线圈转速n＝300 r/min＝5 r/s，
角速度ω＝2πn＝10π rad/s，
线圈产生的感应电动势最大值Em＝NBSω＝50 V，
由此得到的感应电动势瞬时值表达式为
e＝Emsin ωt＝50sin 10πt V. 答案解析
图4(3)外电路R两端电压瞬时值的表达式. 答案解析u＝40sin 10πt V
图41.求交变电流瞬时值的方法
(1)确定线圈转动从哪个位置开始计时；
(2)确定表达式是正弦函数还是余弦函数；
(3)确定转动的角速度ω＝2πn(n的单位为r/s)、Em＝NBSω；
(4)写出表达式，代入角速度求瞬时值.
2.线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦 式交变电流，产生的交变电流与线圈 的形状无关.如图5所示，若线圈的面 积与例2中题图所示线圈面积相同， 则答案完全相同.图5三、交变电流的图像例3 处在匀强磁场中的矩形线圈abcd以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab边垂直.在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合，如图6所示，线圈的cd边离开纸面向外运动.若规定沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则图中能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图像是图6答案解析√
线圈在磁场中从图示位置开始匀速转动时可以产生按余弦规律变化的交流电.对于图示起始时刻，线圈的cd边离开纸面向外运动，速度方向和磁场方向垂直，产生的电动势的瞬时值最大；用右手定则判断出电流方向为逆时针方向，与规定的正方向相同，所以C对.1.从中性面开始计时是正弦曲线，从垂直中性面开始计时是余弦曲线.
2.由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向.
达标检测31.(多选)如图所示的图像中属于交变电流的有1234
选项A、B、C中e的方向均发生了变化，故它们属于交变电流，但不是正弦交变电流；选项D中e的方向未变化，故是直流.√答案解析√√2.(多选)下列各图中，线圈中能产生交变电流的有1234答案√√√3.(多选)如图7甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′以恒定的角速度ω转动.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照如图乙所示的余弦规律变化，则在t＝ 时刻
A.线圈中的电流最大
B.穿过线圈的磁通量为零
C.线圈所受的安培力为零
D.线圈中的电流为零1234√答案解析√图7
12344.如图8所示，匀强磁场的磁感应强度B＝ T，边长L＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω.求：
(1)转动过程中线圈中感应电动势的最大值.1234图8 答案解析
设转动过程中感应电动势的最大值为Em，(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过30°角的过程中产生的平均感应电动势.1234 答案解析
图8课件30张PPT。第二章
交变电流2 描述交流电的物理量学习目标
1.掌握交变电流的周期、频率、线圈转动角速度三者之间的关系.
2.能理解电流的有效值是与热效应有关的量，而平均值不是简单意义
的平均.
3.掌握交变电流有效值与峰值的关系，会进行有效值的计算．内容索引
知识探究
题型探究
达标检测
知识探究1一、周期和频率如图1所示，交变电流完成一次周期性变化需要多长时间？在1 s内完成多少次周期性变化？完成一次周期性变化需要0.02 s；在1 s内完成50次周期性变化． 答案图1周期、频率及它们之间的关系
(1)周期(T)：交变电流作一次 变化所需的时间．
(2)频率(f )：交变电流在1 s内完成 变化的次数．
(3)T＝ 或f＝ .周期性周期性我国电网中交流电的频率为50 Hz，则我国提供市电的发电机转子的转速为________r/min.3 000二、峰值和有效值某交流电压的瞬时值表达式u＝6 sin (100πt) V，把标有“6 V 2 W”的小灯泡接在此电源上会不会被烧坏？把标有6 V的电容器接在此电源上会不会被击穿？ 答案小灯泡不会被烧坏，交流电压的瞬时值表达式u＝6 sin (100πt) V中
6 V是最大值，其有效值为6 V，而标有“6 V 2 W”的小灯泡中的
6 V是有效值．电容器会被击穿．交变电流的峰值和有效值
1.峰值：(1)正弦交流电表达式中的Um和Im分别称为电压和电流的峰值，若交流电接入纯电阻电路中，电流及外电阻两端的电压的最大值分别为
Im＝ ，Um＝ .
(2)使用交变电流的用电器，其最大耐压值应大于其使用的交流电压的 ．ImR最大值2.有效值：确定交流电有效值的依据是 .
如果交流电与某一直流电通过 电阻，在相同的时间内所产生
______的相等，则这个直流电的电流和电压值就分别称为相应交流电的电流和电压的有效值.
3.在正弦交变电流中，最大值与有效值之间的关系为：
E＝ ＝ ，U＝ ＝_________，I＝ ＝_________.电流的热效应同一热量0.707Em0.707Um0.707Im
判断下列说法的正误.
(1)正弦交变电流的正负两部分是对称的，所以有效值为零.( )
(2)交流电的有效值就是一个周期内的平均值.( )
(3)一个正弦交变电流的峰值同周期频率一样是不变的，但有效值是随时间不断变化的.( )
(4)交流电路中，电压表、电流表的测量值都是有效值.( )√×××
2题型探究一、周期和频率的理解交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度ω或转速n有关.ω(n)越大，周期越短，频率越高，其关系为T＝ ，ω＝2πf＝2πn.例1 (多选)矩形金属线圈共10匝，绕垂直于磁场方向的转动轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图2所示.下列说法中正确的是
A.此交变电流的频率为0.2 Hz
B.1 s内电流方向变化10次
C.t＝0.1 s时，线圈平面与磁场方向平行
D.1 s内线圈转5圈图2答案解析√√
由图像知T＝0.2 s，故 Hz＝5 Hz，即1 s内完成5个周期，线圈转5圈，每转1圈电流方向改变2次，故A错，B、D对；
在t＝0.1 s时，e＝0，所以线圈平面与磁场方向垂直，故C错.二、非正弦式交变电流有效值的计算利用有效值的定义，根据电流的热效应计算，计算时注意取一个完整周期的时间，而不是简单地对电压求平均值.例2 如图3所示的交变电流由正弦式交变电流的一半和反向脉冲电流组合而成，则这种交变电流的有效值为图3答案解析√
计算时要注意三个相同：“相同电阻”上“相同时间”内产生“相同热量”.“相同时间”一般取一个周期，半周期对称的可取半个周期.三、正弦式交流电有效值、最大值、平均值的对比例3 如图4所示，矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R.当线圈由图示位置转过90°的过程中，求：
(1)通过电阻R的电荷量q；图4 答案解析
(2)电阻R上所产生的热量Q.图4 答案解析
1.有效值
(1)正弦式交流电的有效值根据E＝ 计算.
(2)计算与电流热效应有关的量(如电功、电功率、热量)要用有效值.
(3)交流电表的测量值，电气设备标注的额定电压、额定电流，通常提到的交流电的数值都是指有效值.
2.平均值
(1)求某一过程中的电动势是平均值， .
(2)计算通过线圈横截面的电荷量时用电动势的平均值，即
达标检测31.小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图5所示.矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压
A.峰值是e0 B.峰值是2e0
C.有效值是 Ne0 D.有效值是 Ne0答案解析√图51234
由题意可知，线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e0，又因为发电机线圈共N匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2Ne0，故A、B错误；
又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，
，故C错误，D正确.12342.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图6甲所示.已知发电机线圈内阻为5 Ω，外接一只电阻为95 Ω的灯泡，如图乙所示，则
A.电压表 的示数为220 V
B.电路中的电流方向每秒钟改变50次
C.灯泡实际消耗的功率为484 W
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J√答案解析图61234
12343.通过一阻值R＝100 Ω的电阻的交变电流如图7所示，其周期为1 s.该电阻两端电压的有效值为
A.12 V B.4 V
C.15 V D.8 V答案解析图7√
12344.如图8所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I＝__________.线框从中性面开始转过 的过程中，通过导线横截面的电荷量
q＝________.答案解析图7
1234课件31张PPT。第二章
交变电流3 示波器的使用学习目标
1.了解示波器面板上各个旋钮的名称及作用.
2.练习使用示波器观察交流电的波形．内容索引
知识探究
题型探究
达标检测
知识探究1一、认识示波器如图1所示为编号对应的旋钮名称及作用如下：
1.电源开关．
2.电源指示灯：开启 ，进行预热，指示灯亮．
3.辉度调节旋钮：用来调节图像 ．图14. 调节旋钮
5.辅助 调节旋钮两者配合使用，可使打到荧光屏上的电子束会聚成一个小亮斑.亮度电源开关聚焦聚焦图16.竖直位移旋钮
7.水平位移旋钮这两个旋钮可以分别调节图像的
和 位置.8.Y增益调节旋钮
9.X增益调节旋钮这两个旋钮可以分别调节图像在Y方向和X方向的 .10． 调节旋钮：最右边的“ ”符号表示机内提供 信号．
11．扫描范围旋钮：用来调节扫描电压的 范围，其中最右边的“外X”挡是指使用 输入的扫描电压．水平垂直幅度正弦交流衰减频率外部图112.扫描微调旋钮：在 范围内调节扫描频率.
13.外部信号输入端：包括“ ”、“X输入”和“ ”三个接线柱，其中“ ”是公共端.
14. 选择开关：“DC”代表 ，“AC”代表 .
15. 选择开关.选定扫描Y输入地地交直流直流交流同步极性二、使用示波器(1)打开示波器电源开关后，为什么要预热1～2分钟后再开始使用？ 答案示波管中的电子枪需要预热，才有电子发射出来.(2)调节亮斑前，为什么要先把辉度调节旋钮反转到底？竖直、水平位移旋钮调到中间位置？衰减调节旋钮置于最高挡？扫描范围旋钮置于“外X”挡？ 答案以免开机时亮度太大损坏示波管；使图像位于屏幕中央；使波形不要太大，超出屏幕范围；不加扫描电压，使图像在水平中央位置.观察亮斑及亮斑移动
(1)看亮斑：辉度旋钮逆时针转到底，竖直位移和水平位移旋钮旋到 ，扫描范围旋钮置“外X”挡.辉度旋钮最弱是为了当亮斑出现时不会过亮烧坏荧光屏，后面可慢慢调节到较合适亮度.竖直位移和水平位移旋钮旋到 ，目的是为了使亮斑出现时能出现在屏幕上，而不会跑到屏幕外.亮斑出现了，调节 旋钮和 旋钮，使亮斑最圆最小.调节__________和 旋钮观察亮斑上下和水平移动.中间中间水平位移聚焦辅助聚焦竖直位移(2)观察亮斑移动(扫描)：把衰减调到1，扫描范围旋钮调到最低挡，扫描微调到逆时针转到底.目的是使扫描频率最小.扫描一次的时间是亮点从左边运动到右边所用的时间，扫描频率则是一秒钟从左边到右边运动的次数.要看到是一个亮点运动，必须使频率小.当看到亮斑运动后，调节扫描微调旋钮，可看到亮斑运动得更快，最后变成了一条亮线.如图2所示为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形.
(1)若要增大显示波形的亮度，应调节________________旋钮.
(2)若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节____________
________旋钮.
(3)若要将波形曲线调至屏中央，应调节____________________与
____________________旋钮.水平位移(或写为?)图2辉度(或写为 )聚焦(或写为○)竖直位移(或写为↑↓)
2题型探究一、对示波器原理的理解例1 (多选)电子枪发射出的电子打在荧光屏上时，会在那里产生一个亮斑，如果在荧光屏上得到如图3所示的亮斑P，那么示波管中的
A.极板X应带正电
B.极板X′应带正电
C.极板Y应带正电
D.极板Y′应带正电图3答案√√例2 (多选)图4中(1)所示是示波管的原理图，它是由电子枪、竖直偏转电极YY′、水平偏转电极XX′和荧光屏组成.电子枪发射的电子打在荧光屏上将出现亮点，不加任何电压时，电子打在荧光屏中心.若亮点很快移动，由于视觉暂留关系，能在荧光屏上看到一条亮线.现在加上频率较高的偏转电压，则图4A.如果只在偏转电极XX′上加上如图(2)所示的电压，应观察到一条水平
亮线
B.如果只在偏转电极YY′上加上如图(3)所示U＝Umsin ωt的电压，应观
察到一条正弦曲线如图(4)
C.如果在偏转电极YY′上加上如图(3)所示U＝Umsin ωt的电压，同时在
偏转电极XX′上加上图(2)所示的电压，应观察到一条正弦曲线如图(5)
D.如果在偏转电极YY′上加上如图(3)所示U＝Umsin ωt，同时在偏转电
极XX′上加上图(2)所示的电压，应观察到一条正弦曲线如图(4)√答案解析√
如果在偏转电极XX′上加上如图(2)所示的电压，应观察到一条水平的亮线，故A正确；
如果只在偏转电极YY′上加上如图(3)所示U＝Umsin ωt的电压，则在水平方向不运动，只在竖直方向偏转，应观察到一条竖直的亮线.故B错误；如果在偏转电极YY′上加上如图(3)所示U＝Umsin ωt的电压，同时在偏转电极XX′上加上图(2)所示的电压，因图(2)中的电压为单一方向上，则形成的图像只在O点的一侧为图(4)，故C错误，而D正确.二、使用示波器例3 用示波器观察频率为900 Hz的正弦电压信号.把该信号接入示波器Y输入.
(1)当屏幕上出现如图5所示的波形时，应调节____________________旋钮.如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节_______或_________旋钮，或这两个旋钮配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内.图5竖直位移(或↑↓) 衰减Y增益答案解析屏幕上的波形位置偏上，应该调节“竖直位移”或调节“↑↓”旋钮使其向下移动到屏幕中心；如果正弦波的正、负半周均超出屏幕的范围，说明波形在竖直方向上的最大距离(波幅)过大，应该调节“Y增益”旋钮使波幅减小，或者调节“衰减”旋钮使整个波形缩小；(2)如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，应将__________旋钮置于_________的位置，然后调节___________旋钮.图5答案解析扫描范围1 000挡扫描微调如果需要屏幕上出现一个完整的正弦波形，则应使横向扫描频率等于
900 Hz的正弦电压的频率．首先应将“扫描范围”旋钮置于“1 000”
挡的位置，然后调节“扫描微调”旋钮，使扫描频率达到900 Hz即
可形成稳定的波形．1.观察正弦波或余弦波：若外加的是正弦交变电压，当扫描频率是交变电压整数倍时可在屏上看到正弦波形.
正弦波的形成：亮斑从左到右运动的时间若刚好等于交变电压的周期，则在屏上出现一个完整正弦波形，若是交变电压周期的两倍，则出现两个完整波形.
2.注意竖直位移旋钮、水平位移旋钮和X增益、Y增益之间区别：一个是调节平衡位置上下运动，一个是调节上下运动振幅.一个是调节水平扫描中心位置，一个是调节扫描幅度.3.注意衰减和Y增益之间的关系，衰减是大幅度调节振幅，1是不衰减，10表示振幅变为原来的十分之一，100表示变为原来的一百分之一.而Y增益是较小范围调节振幅.
注意扫描范围旋钮和扫描微调旋钮配合调节扫描频率，如要调到频率为900 Hz，则先把扫描范围旋钮打在1 000 Hz处，再调节扫描微调旋钮使频率在1 000 Hz左右小范围变动，可调到900 Hz.
达标检测31.在“练习使用示波器”的实验中，关于竖直位移旋钮和Y增益旋钮的作用，下列说法正确的是
A.竖直位移旋钮用来调节图像在竖直方向的位置，Y增益旋钮用来调节图
像在竖直方向的幅度
B.竖直位移旋钮用来调节图像在竖直方向的幅度，Y增益旋钮用来调节图
像在竖直方向的位置
C.竖直位移旋钮和Y增益旋钮都是用来调节图像在竖直方向的位置的
D.竖直位移旋钮和Y增益旋钮都是用来调节图像在竖直方向的幅度的√答案解析123
竖直位移旋钮可以调节图像在屏幕竖直方向的位置，使观察的信号位于屏幕中央，Y增益旋钮则用来调节图像在竖直方向的幅度，故A正确，B、C、D错误.1232.(多选)如图6所示，利用示波器观察亮斑在竖直方向的偏移时，下列做法正确的是
A.示波器的扫描范围应置于“外X”挡
B.“DC”、“AC”开关应置于“DC”位置
C.当亮斑如图乙所示在A位置时，将图中滑动
变阻器滑动触头向左移动，则A点下移
D.改变图甲电池的极性，图乙的亮斑将向下偏移√答案解析图6√√123
因竖直方向有偏转，水平方向无偏转，所以示波器的扫描范围应置于“外X”挡，故A正确；
应输入直流电信号，B正确；
改变电源极性，偏转方向也反了，故D正确.
滑动变阻器触头向左移动，电阻R变大，由闭合电路欧姆定律可得输入的电压也变大，偏转位移变大，A点向上移，故C错误.1233.在“练习使用示波器”的实验中：
(1)为观察亮斑在竖直方向上的偏移，应该将扫描范围旋钮置于“外X”挡，使亮斑位于屏的________，然后，应把“DC”——“AC”开关置于_____位置，以给示波器输入一个直流电压.答案解析中心DC123
把扫描范围旋钮置于“外X”挡，调整水平位移、竖直位移旋钮，使亮斑位于屏的中心.然后，应把“DC”－“AC”开关置于“DC”位置，以给示波器输入一个直流电压.电路的连接要求符合电压是从零开始逐渐增加的，故“Y输入”端电势要比接“地”端电势高.当图形自左向右移动，若速度更快，便可成为一条亮线，故应增加扫描频率.在“Y输入”与“地”之间加一恒定电压，扫描范围旋钮置于“外X”挡时，在光屏上出现的是竖直方向上的一个亮斑，C正确.123(2)为给示波器输入一个Y方向的直流电压(要求电压从零开始逐渐增加)，请将图7中器材与示波器连成正确的电路.答案图7123(3)如果在示波器荧光屏上发现水平方向有一自左向右的移动图形，现要使它在水平方向出现一条直线的方法是
A.逆时针旋转辉度调节旋钮
B.调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，减小扫描频率
C.调节衰减旋钮
D.调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，增大扫描频率答案√123(4)若在示波器的“Y输入”和“地”之间加上如图8所示的电压，而扫描范围旋钮置于“外X”挡，则此时屏上应出现的情形是下列图中的答案123√图8课件28张PPT。第二章
交变电流4 电容器在交流电路中的作用
5 电感器在交流电路中的作用学习目标
1.通过演示实验，了解电容器和电感器对交变电流的阻碍和导通作用.
2.知道容抗和感抗的物理意义以及与哪些因素有关.
3.能够分析简单电路中的电容器、电感器的作用．内容索引
知识探究
题型探究
达标检测
知识探究1一、电容器对交变电流的阻碍作用如图1甲、乙所示，把灯泡和电容器串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上．
(1)观察灯泡的发光情况，并分析原因． 答案图1甲图中的灯泡不亮，乙图中的灯泡亮．甲图中的电源是直流电源，电容器在电路中是断路，电路中没有电流，灯泡不亮．乙图中的电源是交流电源，把交流电源接到电容器两个极板上后，电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，好像是交流“通过”了电容器，灯泡就亮了，但实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质．(2)若把图乙中的电容器去掉，变成图丙所示电路，会发生什么现象？说明了什么？图1灯泡变得比乙中亮，说明电容器对交变电流有阻碍作用． 答案(3)在图乙中，改变电容器的电容和电源频率，灯泡亮度会有什么变化？说明了什么？电容越大，灯泡越亮；频率越高，灯泡越亮．电容器的电容和交变电流的频率都对电容器对交变电流的阻碍作用有影响． 答案电容器的作用
(1)电容器接到交流电源两端时，交替地进行 和 ，电路中就有了电流，表现为交流“ ”了电容器．
(2)电容器在电路中的作用：通 流，隔 流；通 频，阻 频．
(3)电容器的电容越 ，交流电的频率越 ，电容器对交变电流的阻碍作用越 ．高充电放电通过交直低大高小二、电感器对交变电流的阻碍作用如图2所示，把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到有效值等于直流电源电压的交流电源上．甲图中灯泡比乙图中灯泡更亮，说明电感器对交变电流有阻碍作用．图2(1)两种情况下灯泡的亮度有什么不同？说明了什么？ 答案(2)乙图中换用自感系数更大的线圈或调换频率更高的交流电源，灯泡的亮度有何变化？说明了什么？ 答案不论是换用自感系数更大的线圈还是调换频率更高的交流电源，灯泡均变得更暗，说明线圈的自感系数越大，交流电的频率越高，线圈对交流电的阻碍作用越大．图2电感器的作用
(1)电感器的感抗是由 在线圈中产生的感应电动势引起的，与制成线圈导体的电阻无关．是表征电感器对交变电流的_________________的物理量．
(2)线圈的自感系数越 ，交流电的频率越 ，电感线圈对交变电流的阻碍作用越大．
(3)电感线圈在电路中的作用：通 流，阻 流；通 频，阻____频．高变化的电流阻碍作用的大小大高直交低判断下列说法的正误．
(1)同一个线圈对直流和对交流的阻碍作用是相同的．( )
(2)绕制线圈的导线的电阻可以忽略时，线圈对交流没有阻碍作用．( )
(3)交流电的频率越高，电感线圈对交流的阻碍作用越大．( )
(4)线圈的匝数越多，对同一个交变电流的阻碍作用就越大．( )√××√
2题型探究一、对容抗的理解电容器在充放电的过程中电容器两极板上聚集着等量异种电荷，从而在两极板间存在着电场，此电场的电场力阻碍着电荷的定向移动，其表现就是电容器对交流电的阻碍作用．例1 (多选)图3甲、乙两图是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“～～～”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示．关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是
A.图甲中R得到的是交流成分
B.图甲中R得到的是直流成分
C.图乙中R得到的是低频成分
D.图乙中R得到的是高频成分图3答案解析√√当交变电流加在电容器上时，电容器有“通交流、隔直流，通高频、阻低频”的特性，甲图中电容器隔直流，R得到的是交流成分，A正确，B错误；
乙图中交流高频成分能通过电容器，电容器阻碍交流低频成分，R得到的是低频成分，C正确，D错误．二、对感抗的理解交变电流通过电感器时，由于电流时刻在变化，在线圈中就会产生自感电动势，而自感电动势总是阻碍原电流的变化，故电感器对交变电流产生阻碍作用．例2 (多选)如图4所示实验电路中，若直流电压和交变电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下面叙述正确的是
A.当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗
B.当S掷向a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮
C.S掷向c、d，把电感线圈中的铁芯抽出时灯变亮
D.S掷向c、d，电源电压不变，而使频率减小时，灯变暗s图4答案解析√√电感线圈对直流无感抗，对交变电流有感抗，当交流电频率减小时，感抗变小，灯变亮，并且是有铁芯时感抗更大，故铁芯抽出时灯变亮．三、电阻、感抗、容抗的对比例3 如图5所示，电路中完全相同的三只灯泡L1、L2、L3分别与电阻R、电感器L、电容器C串联，然后再并联到220 V、50 Hz的交流电路上，三只灯泡亮度恰好相同．若保持交变电压不变，将交变电流的频率增大到60 Hz，则发生的现象是
A.三灯亮度不变
B.三灯均变亮
C.L1不变、L2变亮、L3变暗
D.L1不变、L2变暗、L3变亮图5答案解析√当交变电流的频率变大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，因此L3变亮，L2变暗.又因为电阻在直流和交流电路中起相同的作用，故L1亮度不变，所以选D.1.电阻对交流、直流有相同的阻碍作用，交流电频率变化时，阻碍作用不变.
2.电容器通交流、隔直流，通高频、阻低频.
3.电感器通直流、阻交流，通低频、阻高频.
4.在分析电流变化时，把感抗、容抗类比于导体的电阻，再用欧姆定律分析.
达标检测31.(多选)在如图6所示的电路中，L为电感线圈，R为灯泡的电阻值，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝220 sin (100πt) V.若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的是
A.电流表示数增大 B.电压表示数增大
C.灯泡变暗 D.灯泡变亮√答案解析√图6123
当电源频率由原来的50 Hz增为100 Hz时，线圈的感抗增大，在电压不变的情况下，电路中的电流减小，选项A错误；
灯泡的电阻值R是一定的，电流减小时，实际消耗的电功率(P＝I2R)减小，灯泡变暗，选项C正确，D错误；
电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压UL，设灯泡两端电压为UR，则电源电压的有效值为U＝UL＋UR，因UR＝IR，故电流I减小时，UR减小，因电源电压的有效值保持不变，故UL＝U－UR增大，选项B正确.1232.如图7所示的电路，F为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表A的示数增大，可行的办法是
A.使发电机F的转速增大
B.使发电机F的转速减小
C.在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质
D.使电容器两极板间的距离增大√答案解析图7123
当发电机转速增大时，交变电流的频率增大，电容器容抗减小，电流表A的示数增大，A项正确，B项错误；
在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质时，电容器的电容减小，电容器两极板间距离增大时电容也减小，当电容减小时，容抗增大，对交变电流的阻碍作用增大，电流表A的示数减小，C、D项错误.1233.(多选)如图8所示的电路中，a、b两端连接的交流电源中既含高频交流，又含低频交流，L是一个25 mH的高频扼流圈，C是一个100 pF的电容器，R是负载电阻，下列说法正确的是
A.L的作用是“通低频，阻高频”
B.C的作用是“通低频，隔高频”
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√答案解析√√图8123
因为电感L是一个高频扼流圈，“通低频，阻高频”，A选项正确；
C是一个电容较小的电容器，所以对低频的交流容抗就较大，故选项C正确，B错误；
这样通过电阻R的电流中，低频交流所占百分比远远大于高频交流所占的百分比，选项D正确.123课件33张PPT。第二章
交变电流6 变压器学习目标
1.了解变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理.
2.掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决相关问题.
3.掌握理想变压器的功率关系，并能推导出原、副线圈的电流关系．内容索引
知识探究
题型探究
达标检测
知识探究1一、变压器的原理及电压与匝数的关系如图1所示，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈(原线圈)通过开关可以连接到交流电源的两端，另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上．连接电路，接通电源，小灯泡能发光．
(1)两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？当左边线圈加上交流电压时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律知，在右线圈中会产生感应电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光． 答案图1(2)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？
答案图1变压器的工作原理及电压与匝数的关系
(1) 是变压器工作的基础．因此变压器只对 的电流起作用，对 电流不起作用．(后两空填“变化”或“恒定”)
(2)变压器中的电压与匝数的关系：
①只有一个副线圈：
②有多个副线圈：互感现象变化恒定
判断下列说法的正误．
(1)理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比．( )
(2)输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高．( )
(3)我们在使用质量好的变压器工作时没有能量损失．( )
(4)理想变压器不能改变交变电流的频率．( )√√××二、理想变压器原、副线圈的功率关系和电流关系阅读教材回答下列三个问题：
(1)什么是理想变压器？理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系？ 答案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．所以理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出．(2)根据能量守恒推导只有一个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系． 答案
(3)根据能量守恒推导有多个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的
关系． 答案若有多个副线圈，则P1＝P2＋P3＋…，即U1I1＝U2I2＋U3I3＋…
将U1∶U2∶U3∶…＝n1∶n2∶n3∶…代入得n1I1＝n2I2＋n3I3＋…变压器原、副线圈中功率关系和电流关系
(1)功率关系：P入＝P出，即 .
(2)电流关系：①只有一个副线圈时， .
②有多个副线圈时： .n1I1＝n2I2＋n3I3＋…U1I1＝U2I2一台理想降压变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流．已知两个线圈的匝数比为40∶1，则变压器原线圈中的电流为______，副线圈中的输出电压为________，输出功率为________．5 A 250 V50 kW答案解析
三、电压互感器和电流互感器普通的交流电压表和电流表不能直接接在高压输电线路上测量电压和电流，若把变压器与普通电压表、电流表配合使用，则可测出高电压和大电流．你能分析出使用的方法吗？ 答案测高电压时，应该把电压降低，则需用降压变压器，即变压器匝数多的线圈与高压交流电源并联，匝数少的线圈接交流电压表，测大电流时，应该把电流降低，则需用升压变压器，即变压器匝数少的线圈串入大电流交流电路，匝数多的线圈接交流电流表．1.电压互感器
(1)构造：小型降压变压器，如图2甲所示.
(2)接法：原线圈 在高压电路中，副线圈接电压表；为了安全，外壳和副线圈应 .
(3)作用：将 电压变为 电压，通过测量低电压，计算出高压电路的电压.图2并联接地高低2.电流互感器
(1)构造：小型升压变压器，如图乙所示.
(2)接法：原线圈 在被测电路中，副线圈接电流表.为了安全，外壳和副线圈应 .
(3)作用：将 电流变成 电流，通过测量小电流，计算出被测电路中的大电流.接地串联小图2大如图3所示为测量高压输电线路上的电流的示意图.电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，cd一侧线圈的匝数较多，为了使电流表能正常工作，则ab接______，cd接_____.MN图3PQ
2题型探究一、理想变压器基本关系的应用1.电压制约例1 如图4所示，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V 6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端.当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)的示数分别是
A.120 V,0.10 A B.240 V,0.025 A
C.120 V,0.05 A D.240 V,0.05 A图4答案解析√二、理想变压器的动态分析A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大
B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小
C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大
D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小例2 (多选)如图5所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头.在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则图5答案解析√√
对理想变压器进行动态分析的两种常见情况
(1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是R→I2→P出→P入→I1.
(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n1、n2→U2→I2→P出→P入→I1.三、几种常见的变压器1.自耦变压器
铁芯上只绕有一个线圈，如果把整个线圈作为原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压，反之则可以升高电压，如图6所示.图62.互感器
交流电压表和电流表都有一定的量度范围，不能直接测量高电压和大电流.
互感器是利用变压器的原理来测量高电压或大电流的仪器.例3 (多选)图7甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是
A.线圈匝数n1B.线圈匝数n1>n2，n3>n4
C.甲图中的电表是电压表，输出端不可短路
D.乙图中的电表是电流表，输出端不可断路答案解析√
题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，n1>n2，题图甲中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n32.电压互感器是把高电压变成低电压，故原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2.
3.电流互感器是把大电流变成小电流，故原线圈匝数n1小于副线圈匝数n2.例4 一自耦变压器如图8所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈.通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中
A.U2>U1，U2降低 B.U2>U1，U2升高
C.U2图8√
达标检测31.(多选)如图9所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220 V和10 A，已知甲图中原、副线圈匝数比为100∶1，乙图中原、副线圈匝数比为1∶10，则
A.甲图中的电表是电压表，输电电压为22 000 V
B.甲图是电流互感器，输电电流是100 A
C.乙图中的电表是电压表，输电电压为22 000 V
D.乙图是电流互感器，输电电流是100 A123√答案解析图9√
1232.如图10所示，理想变压器原线圈输入电压u＝Umsin ωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器. 和 是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示； 和 是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示.下列说法正确的是
A.I1和I2表示电流的平均值
B.U1和U2表示电压的最大值
C.滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大
D.滑片P向下滑动过程中，U2变小、I2变大√答案解析图10123
电路中的电压表和电流表表示的都是有效值，选项A、B错误.滑片P向下滑动过程中，接入电路中的电阻变小，U2不变、I1变大，故C正确，D错误.123A.变压器输入、输出功率之比为4∶1
B.变压器原、副线圈中的电流强度之比为1∶4
C.u随t变化的规律为u＝51sin (50πt) V
D.若热敏电阻RT的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大√√1233.(多选)如图11(a)中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为
定值电阻，电压表和电流表均为理想
交流电表.原线圈所接电压u随时间t按
正弦规律变化，如图(b)所示.下列说法
正确的是答案解析图11
123课件30张PPT。第二章
交变电流7 电能的输送学习目标
1.理解输电线上电能的损失与哪些因素有关.
2.理解减小电能损失的两个途径以及高压输电的原理.
3.知道远距离输电的典型电路，并能利用变压器和电路的规律解决实
际问题．内容索引
知识探究
题型探究
达标检测
知识探究1一、电能输送中的电压损失和电能损耗如图1所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率为P，输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r(在图中把导线电阻集中画为r)．那么：(1)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？不相等，由能量守恒知，发电厂输出的电能等于用户得到的电能与输电线上损失的电能之和． 答案图1(2)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低功率损耗有哪些途径？ 答案图1减小输电线损耗的方法
(1)电压损失：输电线始端电压U与末端电压U′的差值ΔU＝ ＝IR.
(2)功率损失：电流的热效应引起功率损失ΔP＝ .
(3)减少电压、功率损失的方法：
①减小电阻：由R＝ρ 可知，距离l一定时，使用电阻率 的材料，________导体横截面积可减小电阻．
②提高输送电压：由P＝UI可知，当输送功率一定时， 电压可以减小电流，即采用高压输电．小U－U′I2R增大升高判断下列说法的正误．
(1)输电线上电功率的损失，与输电线的电阻成正比，与输电电流的平方成正比．( )
(2)由P＝ 可知，输电电压越小，输电线上的损失就越小．( )
(3)由P＝I2r可知，减小输电线的电阻和降低输电电流可减小输电损失．( )
(4)高压输电是通过提高电压，减小输电电流来减少电路发热损耗的．( )√√×√二、远距离输电电路中的各种关系某发电站向远处送电的示意图如图2所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路．图2(1)结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系(发电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计)． 答案(2)若两个变压器均为理想变压器，则每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？图2 答案远距离输电过程的几个基本关系
(1)功率关系：P1＝ ，P2＝ ，P3＝ ，P线＝I2ΔU＝
(2)电压关系： U2＝ .
(3)电流关系：n1I1＝ ，n3I3＝n4I4，P2P线＋P3P4U3＋ΔUn2I2
判断下列说法的正误．
(1)使用变压器进行远距离输电，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压．( )
(2)远距离输电时，若升压变压器匝数比为1∶n，降压变压器匝数比为n∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等．( )
(3)电厂与用户离得越远，用户得到的交流电的频率与电厂发出的交流电的频率小得越多．( )
(4)远距离输电时，输送电压越高越好．( )×√××
2题型探究一、输电线上功率损失的计算输电线路上的功率损失，主要是输电线电阻发热造成的损失．常用计算公式：
(1)ΔP＝I2R，其中I为输电线路上的电流．例1 三峡水电站某机组输出的电功率为50万千瓦．
(1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？答案解析2 500 A(2)某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的几分之几？答案解析(3)若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的几分之几？答案解析二、高压输电线路的分析与计算解决远距离输电问题时，需要画输电的电路图，理清三个回路，抓住两个联系，掌握一个定律．
(1)画图、理清三个回路(如图3所示)
(2)抓住两个联系
①理想升压变压器联系回路1和回路2图3②理想降压变压器联系回路2和回路3(3)掌握一个定律
根据能量守恒定律得P2＝ΔP＋P3.例2 如图4所示，发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户(升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器)，若发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25，
(1)求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流； 答案解析
6 250 V 16 A 图4(2)若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压． 答案解析15.625 Ω 6 000 V
图4针对训练 如图5所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2.则
A.用户端的电压为
B.输电线上的电压降为U
C.理想变压器的输入功率为
D.输电线路上损失的电功率为I1U图5答案解析√
达标检测31.夏天由于用电器的增多，每年夏天都会出现“用电荒”，只好拉闸限电.若某发电站在供电过程中，用电高峰时输电的功率是正常供电的2倍，输电线电阻不变，下列说法正确的是
A.若输送电压不变，则用电高峰时输电电流为正常供电时的2倍
B.若输送电压不变，则用电高峰时输电线上损失的功率为正常供电时的2倍
C.若用电高峰时的输送电压变为正常供电的2倍，则此时输电电流为正常
供电时的4倍
D.若用电高峰时的输送电压变为正常供电的2倍，则此时输电线损失的功
率为正常供电时的4倍√答案解析123高压输电时P＝UI，I是输送电路上的电流.用电高峰时，若输送电压不变，则I为正常时的2倍，A正确；
输电线上的热耗功率ΔP＝I2R线，则热耗功率变为正常时的4倍，B错误；
用电高峰时，若输送电压加倍，则I不变，与正常时相同，C错误；由ΔP＝I2R线，则热耗功率不变，D错误.1232.(多选)如图6为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n1∶n2＝n4∶n3.当用户用电器的总电阻减少时
A.U1∶U2＝U4∶U3
B.用户的电压U4增加
C.输电线上的损失功率增大
D.用户消耗的功率等于发电机的输出功率√答案解析图6√123
1233.(多选)在如图7所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有
A.升压变压器的输出电压增大
B.降压变压器的输出电压增大
C.输电线上损耗的功率增大
D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大√答案解析√123图7
123课件20张PPT。习题课 交变电流的产生及描述第二章
交变电流学习目标
1.理解交变电流的产生过程，能够求解交变电流的瞬时值.
2.理解交变电流图像的物理意义.
3.知道交变电流“四值”的区别，会求解交变电流的有效值．内容索引
题型探究
达标检测
1题型探究一、交变电流图像的应用例1 (多选)如图1所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是
A.在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B.线圈先后两次转速之比为3∶2
C.交流电a的瞬时值表达式为u＝10sin (5πt) V
D.交流电b的最大值为 V答案解析图1√√√
由题图可知，t＝0时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，A错误；
由题图可知Ta∶Tb＝2∶3，故na∶nb＝3∶2，B正确；
由题图可知，C正确；
因ωa∶ωb＝3∶2，交流电最大值Um＝nBSω，故Uma∶Umb＝3∶2，D正确.二、交变电流有效值的计算对于交变电流有效值的计算一般有以下两种情况：
(1)对于按正(余)弦规律变化的电流，可先根据Em＝nBSω求出其最大值，然后根据E＝ 求出其有效值.有关电功、电功率的计算，各种交流仪表读数都要用有效值.
(2)当电流按非正(余)弦规律变化时，必须根据有效值的定义求解，在计算有效值时要注意三同：相同电阻、相同时间(一般要取一个周期)、产生相同热量.例2 有两个完全相同的电热器，分别通以如图2甲和乙所示的峰值相等的方波交变电流和正弦交变电流．求这两个电热器的电功率之比．答案解析图22∶1三、交变电流“四值”的应用比较交变电流的四值，即峰值、有效值、瞬时值、平均值，在不同情况下的应用：
(1)在研究电容器的耐压值时，只能用峰值．
(2)在研究交变电流做功、电功率及产生的热量时，只能用有效值，交流电表显示的也是有效值．
(3)在研究交变电流通过导体横截面的电荷量时，只能用平均值．
(4)在研究某一时刻线圈受到的安培力时，只能用瞬时值．例3 一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′以如图3所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R.
(1)写出此时刻线圈感应电流的方向．答案解析图3见解析由右手定则可判定电流的方向沿adcba.(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值为多大？答案解析图3见解析Em＝NBSω＝NBL2ω.答案解析见解析(3)线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为多大？(4)从图示位置开始，线圈转过60°的过程中通过R的电荷量是多少？答案解析图3见解析(5)图中电流表和电压表的示数各是多少？答案解析图3见解析
电流表的示数
达标检测21.如图4所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系.若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min的时间，两电阻消耗的电功之比
W甲∶W乙为
A.1∶ B.1∶2 C.1∶3 D.1∶6答案解析图4√12
题图乙中，i的值不变，故I2＝1 A，由W＝UIt＝I2Rt可以得到W甲∶W乙＝1∶3，C正确.122.如图5所示，在匀强磁场中有一个“π”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度B＝ T，线框的CD边长为20 cm，CE、DF长均为10 cm，转速为50 r/s.若从图示位置开始计时：
(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；答案解析图512
12(2)在e－t坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化关系的图像.答案解析图512见解析图课件21张PPT。章末总结第二章
交变电流内容索引
知识网络
题型探究
知识网络1交变
电流交变
电流
的产生产生线圈在匀强磁场中绕 匀速转动特殊位置垂直于磁场的轴线圈平面与中性面重合磁通量 感应电动势为 电流改变方向线圈平面与中性面垂直磁通量为零感应电动势 表达式：e＝Em (中性面开始计时),其中Em＝ 最大零最大nBSωsin ωt交变
电流交变
电流
的产生表征交变电
流的物理量最大值：Em＝nBSω有效值：根据 定义，
正(或余)弦交流电E＝周期T与频率f的关系：T＝ 或f＝平均值：(E)＝电容：通交流，隔 ；通高频，阻______电感：通直流，阻 ；通低频，阻______理想变压器原理： 现象基本规律＝I1n1＝
P1＝P2电流的热效应I2n2低频交流高频互感直流交变电流电能输送功率损失：P损＝
电压损失：U损＝ I2R线IR线
2题型探究一、交变电流“四值”的计算和应用1.峰值
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴旋转时所产生的交变电流的最大值，Em＝nBSω.
2.瞬时值
线圈在匀强磁场中转动，从中性面开始时，电动势的瞬时值表达式为e＝nBSωsin ωt.
3.有效值
反映交变电流产生热效应的平均效果，正(或余)弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系是E＝ .4.平均值
指在一段时间内产生的电压(电流)的平均值，其数值由法拉第电磁感应定律求出，即例1 图1为一个小型旋转电枢式交流发电机结构示意图，其矩形线圈的长度为L1，宽度为L2，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速运动，沿转轴OO′方向看去，线圈沿逆时针方向转动，t＝0时刻线圈平面与磁感线垂直.
(1)求线圈经过图示位置时，通过电阻R的感应电流的方向.答案解析图1自下而上根据右手定则可判断，线圈中的电流方向是d→c→b→a，故通过电阻R的电流是自下而上.(2)写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式.答案解析图1e＝nBL1L2ωsin ωt从中性面开始计时，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势Em＝nBL1L2ω，
所以感应电动势的瞬时值表达式e＝nBL1L2ωsin ωt.(3)求线圈从t＝0时所处的位置开始到转过90°的过程中的平均感应电动势.答案解析图1
(4)求线圈从t＝0时所处的位置开始转过60°时电路中的瞬时电流.答案解析图1
(5)求线圈转动一个周期内电阻R上产生的热量.答案解析图1
二、含变压器电路的动态分析
解答这类问题首先是分清变量和不变量，然后结合变压器的基本规律和欧姆定律分析相关量的变化情况.
(1)理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出而入”即输出功率决定输入功率.
(2)可以把理想变压器的副线圈看做给用户供电的无阻电源，可以参照直流电路动态分析的方法，分析负载电路的动态变化.例2 如图2所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表.下列说法正确的是
A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，
R1消耗的功率变大
B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，
电压表V示数变大
C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，
电流表A1示数变大
D.若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大图2答案解析√
当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，接入电路的阻值变大，变压器副线圈两端电压不变，副线圈中的电流减小，则R1消耗的功率及其两端电压均变小，故电压表的示数变大，选项A错误，B正确；
当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，副线圈中的电流减小，则原线圈中的电流也减小，电流表A1示数变小，选项C错误；
若闭合开关S，副线圈电路中总电阻减小，副线圈中的电流变大，R1两端电压变大，R2两端电压减小，电流表A2示数减小；原线圈中的电流变大，电流表A1示数变大，选项D错误.三、远距离输电线路的分析与计算解决远距离输电问题要注意以下两点：
(1)首先画出输电示意图，包括发电机、升压变压器、输电线、降压变压器、负载等，在图中标出相应物理符号，利用输电电流I＝ ，输电线上损失电压U损＝IR线，输电线损失功率P损＝I2R线＝ 2R线及其相关知识解答.
(2)分别在“三个回路”以及“两个变压器”上找各物理量之间的关系，特别注意以升压变压器的副线圈、输电线、降压变压器的原线圈组成的回路，在此回路中利用电路知识分析电压关系和功率关系.例3 交流发电机两端电压是220 V，输出功率为4 400 W，输电导线总电阻为2 Ω.试求：
(1)用户得到的电压和功率各多大？输电损失功率多大？答案解析180 V 3 600 W 800 W (2)若发电机输出端用1∶10的升压变压器升压后，经同样输电导线输送，再用10∶1的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和功率又是多大？答案解析219.6 V 4 392 W
