【課件】第三章+交變電流+專項(xiàng)復(fù)習(xí)課件-2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)

交變電流專項(xiàng)復(fù)習(xí)交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律交變電流：大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流簡稱：交流（AC）直流電流：方向不隨時(shí)間變化的電流（DC）一、交變電流的概念二、交變電流的產(chǎn)生交流發(fā)電機(jī)模型將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖兩個(gè)特殊位置：第一特殊位置：SB中性面特點(diǎn)：2、導(dǎo)體邊不切割磁感線1、磁通量最大Ф=Фmax所以，E感=0，i感=0即：此時(shí)線圈中無電流！—中性面特點(diǎn)：2、導(dǎo)體邊垂直切割磁感線1、磁通量為最小，Ф=0第二特殊位置：SB線圈中有感應(yīng)電流方向：D—C—B—A在線圈旋轉(zhuǎn)至任何一個(gè)非特殊位置時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢如何計(jì)算？（V垂直以線圈從中性面轉(zhuǎn)動(dòng)為t=0時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過t時(shí)間V1、正弦交變電流的圖象eoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt三、交變電流的圖像和變化規(guī)律2、交變電流的變化規(guī)律(1)感應(yīng)電動(dòng)勢:(2)感應(yīng)電流:(3)外電路電阻兩端的電壓:e=nBsωsinωt=Emsinωt(從中性面開始計(jì)時(shí))i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(從中性面開始計(jì)時(shí))u=Umsinωt(從中性面開始計(jì)時(shí))e=nBsωcosωt=Emcosωt(從B∥S開始計(jì)時(shí))i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt(從從B∥S開始計(jì)時(shí))u=Umcosωt(從從B∥S開始計(jì)時(shí))3、交變電流的種類(1)正弦交流電(2)示波器中的鋸齒波掃描電壓(3)電子計(jì)算機(jī)中的矩形脈沖(4)激光通信中的尖脈沖四、交流發(fā)電機(jī)1、構(gòu)造2、種類①用來產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的線圈（叫電樞）②用來產(chǎn)生磁場的磁極①旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)（電樞動(dòng)磁極不動(dòng)）②旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)（磁極動(dòng)電樞不動(dòng)）無論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子，不動(dòng)的部分叫定子表征交變電流的物理量一、描述電流變化快慢的物理量1．周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間2．頻率：1s內(nèi)交變電流完成周期性變化的次數(shù)我國工農(nóng)業(yè)及生活用電的周期為0.02s，頻率為50Hz，電流方向每秒改變100次．二、描述交變電流大小的物理量線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)勢最大值：2、最大值(峰值)：1、瞬時(shí)值0t/sU/VUm電壓最大值電壓瞬時(shí)值3．有效值（1）定義：使交變電流和直流通過相同阻值的電阻，如果它們?cè)谙嗟葧r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交變電流的有效值．（熱效應(yīng)相同）（2）說明：①交變電流的有效植根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，與電流的方向無關(guān)，計(jì)算電功和熱量必須用有效值②有效值一般與所取時(shí)間的長短有關(guān)，在無特別說明時(shí)是以一個(gè)周期的時(shí)間來確定有效值的．③交流電壓表和電流表通過交流電時(shí)，實(shí)際上已經(jīng)由電表內(nèi)部元件把交流電變成了等效的直流，所以讀出的就是交流的有效值，并且電表的指針不會(huì)忽左忽右地?cái)[動(dòng)。注意：電容器的耐壓值是交流的最大值。(4)一般用電器上標(biāo)注的額定值是有效值，而電容器上標(biāo)注的是最大值4．平均值：計(jì)算通過某導(dǎo)體截面的電量一定要用平均值。(3)．正弦（或余弦）交變電流有效值與最大值之間的關(guān)系電感和電容對(duì)交變電流的影響一、電感對(duì)交變電流的阻礙作用1.演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

2.感抗（1）反映電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小。（2）影響感抗大小的因素接直流的亮些，接交流的暗些．

結(jié)論：電感對(duì)直流電沒有阻礙作用對(duì)交流電卻有自感系數(shù)越大、交流的頻率越高，線圈的感抗越大。*具體關(guān)系：交變電流頻率越高，燈越暗（4）應(yīng)用：（a）低頻扼流圈：（b）高頻扼流圈：（3）特性：通直流、阻交流；通低頻、阻高頻低頻扼流圈和高頻扼流圈

A、構(gòu)造：線圈繞在鐵芯上，匝數(shù)多B、作用：“通直流、阻交流”A、構(gòu)造：線圈繞在鐵氧體芯上，匝數(shù)少B、作用：“通直流、通低頻，阻高頻”3.容抗（1）反映電容對(duì)交流的阻礙作用（2）影響容抗大小的因素

電容越大，交流的頻率越高，電容器對(duì)交流的阻礙作用就越小，容抗越小。應(yīng)用：（1）隔直電容：隔直流，通交流。（2）高頻旁路電容：讓高頻交流信號(hào)通過電容，而將低頻信號(hào)送到下一級(jí)。作用：通高頻，阻低頻。*公式：通交流、隔直流，通高頻、阻低頻總結(jié)：通直流，阻交流

通低頻，阻高頻

電容對(duì)交變電流的作用：通交流，隔直流

通高頻，阻低頻電感對(duì)交變電流的作用：低頻扼流圈（L大）高頻扼流圈（L?。└糁彪娙萜鞲哳l旁路電容器（C?。?/p>

變壓器1、示意圖(1)閉合鐵芯

(絕緣硅鋼片疊合而成)(2)原線圈(初級(jí)線圈)

其匝數(shù)用n1表示與交變電源相連(3)副線圈(次級(jí)線圈)

其匝數(shù)用n2表示

與負(fù)載相連(4)輸入電壓U1

輸出電壓U2一、變壓器的構(gòu)造原線圈副線圈鐵芯U1U2

n1n2∽原線圈接交流電在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量二、變壓器的工作原理——互感現(xiàn)象副線圈有交流電原線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢

變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了：電能→磁場能→電能轉(zhuǎn)化(U1、I1)(變化的磁場)(U2、I2)原線圈副線圈鐵芯U1U2

n1n2∽0ett1t2t3t4若給原線圈接直流電壓U1,副線圈電壓U2?=0三、理想變壓器——沒有能量損失的變壓器P入＝P出輸入功率等于輸出功率n2

>n1

U2>U1——升壓變壓器n2

<n1

U2<U1——降壓變壓器（1）輸出功率等于輸入功率P出＝P入，U1I1＝U2I2．（2）原、副線圈的電壓跟它們的匝數(shù)成正比：四、變壓器的規(guī)律（3）原副線圈中的電流跟匝數(shù)成反比：（僅限一個(gè)副線圈）。（4）原副線圈的交變電流的周期T和頻率f相同．五、理想變壓器的物理量間的制約關(guān)系理想變壓器的三個(gè)決定關(guān)系：（1）輸出功率決定輸入功率．（2）副線圈兩端電壓由原線圈兩端電壓和匝數(shù)比所決定．（3）副線圈中的電流決定原線圈中的電流．電能的輸送電能輸送的歷程請(qǐng)根據(jù)對(duì)電能輸送的介紹，畫出電能輸送的簡圖，*（設(shè)一個(gè)發(fā)電廠一對(duì)一的單一用戶端進(jìn)行供電）14223UUUURIF用線

rI1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器電壓之間的關(guān)系是：功率之間的關(guān)系是：P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3課堂練習(xí)

1、下列說法正確的是（）

A．電流在一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次．

B．電流的有效值是最大值的倍．

C．因?yàn)橛行е当硎窘涣鳟a(chǎn)生的平均效果，所以有效值與平均值相同．

D．若正弦交變電流的最大值是10A，則它的最小值是-10A．AB2、某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與時(shí)間的關(guān)系，如圖所示，如果其它條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則交流電動(dòng)勢的最大值和周期分別變?yōu)椋ǎ〢．400V，0.02sB．200V,0.02sC．400V,0.08sD．200V,0.08sB3、在如圖所示的幾種電流隨時(shí)間變化的圖線中，屬于交變電流的是，屬于正弦交變電流的是。tiABCDABDA4、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(jì)算它們?cè)赗上產(chǎn)生的功率之比。5、如圖所示，從ab端輸入的交流含有高頻和低頻成分，為了使R上盡可能少地含有高頻成分，采用圖示電路，其L的作用是________________，C的作用是__________。

解析：因L有“通低頻、阻高頻”的特點(diǎn)，因此L的作用是阻擋高頻成分；而通過L后還有少量的高頻成分，利用C“通高頻、阻低頻”的特點(diǎn)，使絕大部分高頻成分從C流過。6、如圖所示，線圈L的自感系數(shù)和電容器的電容C都很?。ㄈ鏛＝100μH，C＝100pF）。此電路的主要作用是---------（）A．阻直流、通交流，輸出交流B．阻交流、通直流，輸出直流C．阻低頻、通高頻，輸出高頻交變電流D．阻高頻、通低頻，輸出低頻交變電流和直流電D7、如圖所示，理想變壓器的原線圈與燈泡A串聯(lián)后，加上交變電壓U，副線圈兩端電壓為U2，接有B和C兩個(gè)燈泡，若A、B、C是三個(gè)相同的燈泡，且均正常發(fā)光，則U∶U2=_______。UBAC3∶18、如圖是一個(gè)理想變壓器的電路圖，若A、B兩點(diǎn)接交流電壓U時(shí)，五個(gè)相同的燈泡均正常發(fā)光，則原、副線圈的匝數(shù)比為（）

A.51B.15C.41D.14n1n2UAB解：設(shè)燈泡正常發(fā)光的電流為I，則原、副線圈的電流分別為I和4I，如圖示。I4I所以原、副線圈的匝數(shù)比為41C9、理想變壓器的原副線圈分別接有相同的白熾燈，原副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，電源電壓為U,求B燈兩端電壓UB＝？10、變壓器的原線圈接到220V的交流電源上，副線圈有兩個(gè)，副線圈2的匝數(shù)n2＝30匝，與一個(gè)標(biāo)有“12V

12W”的燈泡組成閉合回路，且燈泡L正常發(fā)光，副線圈3的輸出電壓U3＝110V，與電阻R組成閉合回路，通過電阻R的電流強(qiáng)度為0.4A，求(1)副線圈3的匝數(shù)n3＝？(2)原線圈匝數(shù)n1＝？及流經(jīng)它的電流強(qiáng)度I1＝？11、某小水電站，輸出功率P＝40kW，機(jī)端電