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本專題是電磁感應內容的繼續，當然也有它自身的特點，如交變電流的有效值、變壓器內容，前幾年的高考中，對產生正弦交流電的原理、正弦交流電的圈象、最大值與有效值、變壓器方面考得較多，并且都是選擇題．對于變壓器的要求進一步加強，近年高考中計算題中就考到了變壓器，隨著高考突出應用、理論聯系實際，預測今后在變壓器、遠距離輸電方面還會加強。
復習本章知識應重點抓好下列三個方面：
1、要注意區分瞬時值、有效值、最大值、平均值，瞬時值隨時間做周期性變化規律。
2、理想變壓器的有關間題，要掌握理想變壓器的輸入功率與輸出功率一定相等，輸出功率改變時輸入功率也一定改變．變壓器的變壓原理是電磁感應，對正弦交流電，當輸入電流過最大值時，輸出電流為零。
3、電能的輸送問題是與生產生活密切相關的問題，該內容的掌握要抓住“輸送一定的電功率”這一前提，即P=I送U送是定值。掌握這部分內容須理解送電電路圖，要注意電線電阻上的電壓不是升壓變壓器的輸出電壓，也不是降壓變壓器的輸入電壓或用戶得到電壓，在計算中要特別注意．
第一課時 交變電流的產生及描述
【教學要求】
1．知道交變電流，能用函數表達式和圖像描述交變電流；
2．了解表征交變電流的物理量；
3．了解電容器和電感器對交變電流的作用。
【知識再現】
一、交變電流的產生：
閉合矩形線圈在磁場中繞垂直于場強方向的軸轉動產生的電流隨時間作周期性變化，稱交變電流． 當閉合線圈由中性面位置（圖中O1O2位置）開始在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動時，線圈中產生的感應電動勢隨時間而變的函數是正弦函數： ，其中
這就是正弦交變電流。
二、交變電流的變化規律
1、從線圈轉至中性面開始計時，
若從轉至平行磁感線開始計時，
2、最大值： ；Em 與轉軸的所在位置及線圈形狀無關。
3、線圈轉至中性面時,電流方向發生, 線圈轉動一周，電流方向改變兩次。
三. 表征正弦交變電流的物理量．
1、交變電流的最大值：Em＝nBSω
2、交變電流的有效值：交變電流的有效值是根據電流的 規定的．
3、交變電流的周期和頻率
①周期T：交變電流完成一次周期性變化（線圈轉一周）所需的時間．
②頻率f：交變電流在1 s內完成 變化的次數。
知識點一什么是交流電
交流電是大小和方向隨時間作周期性變化的電流。
【應用1】下列圖示的電流屬于交流電的有哪些？
導示: 根據交流電的定義可以知道，圖C的電流大小和方向隨時間作周期性變化，所以是交流電，其他ABD為直流電。
知識點二正弦交流電的產生
【應用2】面積為S的兩個完全相同的單匝金屬線圈分別放置在如圖甲、乙所示的磁場中。甲圖中是磁感應強度為B0的勻強磁場，線圈在磁場中以周期T繞OO′軸作勻速轉動，乙圖中的磁場的變化規律為B＝B0cos t，從圖示時刻起計時，則（ ）
A．兩線圈中磁通量變化規律均為φ＝B0Scos t
B．兩線圈中感應電動勢達到最大值的時刻不同
C．兩線圈中產生的交流電流的有效值不同
D．從此刻起，T/4時間內流過線圈截面的電量相同
導示: 選擇AD。圖中介紹了產生交流電的兩種方式，一種是線圈在磁場中轉動（動生），另一種是通過線圈的磁場在變化（感生）。對甲圖，線圈從中性面開始計時，磁通量隨時間成全余弦規律變化；對乙圖磁通量ф=BS= B0Scos t。所以兩種情況下產生的交流電是相同的。
知識點三表征交流電強弱的物理量
1、交變電流的最大值（Im和Um）；它是交變電流在一個周期內所能達到的最大數值，可以用來表示交變電流的電流強弱或電壓高低。電容器的耐壓值是交流的最大值。
2、交變電流的有效值是根據電流的熱效應規定的：讓交流和直流通過相同阻值的電阻，如果它們在相同的時間內產生的熱量相等，就把這一直流的數值叫做這一交流電的有效值。
正弦式交變電流的有效值 與其相應的最大值 間的關系為：
注意：通常所說的交變電流的電流、電壓；交流電表的讀數；交流電器的額定電壓、額定電流、保險絲的熔斷電流等都是指有效值。求解交流電產生的熱量問題時,必須用有效值。
3、交變電流瞬時值是指某一時刻的電流值，是時間的函數 ，不同時刻，瞬時值不同。
4、交變電流平均值：E=n△ф/△t。若計算通過電路某一截面的電量,需用電流的平均值。
【應用3】（07年1月北京市崇文區期末統一練習3．）如圖甲所示電路，電阻R的阻值為50Ω，在ab間加上圖乙所示的正弦交流電，則下面說法中錯誤的是（ ）
A．交流電壓的有效值為100V
B．電流表示數為2A
C．產生該交流電的線圈在磁場中轉動的角速度為3.14rad/s
D．如果產生該交流電的線圈轉速提高一倍，則電流表的示數也增大一倍
導示： 選擇：C。根據圖乙可以知道，電壓的最大值為：Em=100 V，則有效值為E= Em/ =100V，A正確；交流電流表的讀數為有效值I=E/R=2A，B正確；由圖知交流電的周期T=0.02s，則角速度
ω=2π/T=100πrad/s，故C錯；如果產生該交流電的線圈轉速提高一倍，交流電壓的最大值（Em=NBSω）也提高一倍，故電流表的示數也增大一倍，D正確。
類型一求交流電的有效值
【例1】多數同學家里都有調光臺燈、調速電風扇．過去是用變壓器來實現上述調節的，缺點是成本高，體積大，效率低，且不能任意調節燈的亮度或風扇的轉速．現在的調光臺燈、調整電風扇是用可控硅電子元件來實現調節的．如圖所示為一個經過雙向可控硅電子元件調節后加在電燈上的電壓，即在正弦交流電的每一個半周期中，前面的1/4被截去，從而改變了電燈上的電壓，那么現在電燈上的電壓為（ ）
A．Um B、 C、 D、
導示：選擇C。根據交流電的定義式可以得：
，所以電燈上的電壓U= 。
類型二交流電的圖象有應用
【例2】2007年理綜寧夏卷17、一正弦交流電的電壓隨時間變化的規律如圖所示。由圖可知（ ）
A．該交流電的電壓瞬時值的表達式為
u＝100sin(25t)V
B．該交流電的頻率為25 Hz
C．該交流電的電壓的有效值為100
D．若將該交流電壓加在阻值R＝100 Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率時50 W
導示: 選擇BD。從圖象可以直接讀出交流電壓的峰值是100V，周期T=4×10-2s。因此交流電的電壓瞬時值的表達式為u＝100sin(50πt)V，A錯；頻率f=1/T=25 Hz，B正確；交流電的電壓的有效值為U=100/ =50 ，C錯；功率P=U2/R=50 W，D正確。
類型三電感器和電容器對交流電的影響
電感對交變電流有阻礙作用。交變電流通過電感線圈時，線圈中產生自感電動勢，阻礙電流的變化，形成了對電流的阻礙作用，這種阻礙作用叫感抗。實驗表明：線圈的自感系數越大，交變電流的頻率越高，線圈的感抗越大，所以，電感線圈在交流電路中有“通直流、阻交流、通低頻、阻高頻”的特性。
電容對交變電流也有阻礙作用。電容器接到交流電路中后，交替產生充電和放電，使電路中有交變電流，似乎電流“通過”了電容器，由于電荷在電路中定向移動受到電容器極板上積聚電荷的反抗，因此產生對交變電流的阻礙作用，這種阻礙作用叫容抗。實驗表明：電容越大，交變電流的頻率越高，線圈的容抗越小。所以，電容在交流電路中有“通交流、隔直流”“通高頻、阻低頻”的特性。
【例3】(07年廣東省汕尾市調研測試3、)如圖所示電路中，如果交流電的電壓不變而頻率降低，則三盞電燈的亮度變化情況是（ ）
A、三盞電燈的亮度都不變；
B、L1的亮度變亮，L2的亮度變暗，L3的亮度不變；
C、L2的亮度變亮，L1的亮度變暗，L3的亮度不變；
D、L1的亮度變亮，L3的亮度變暗，L2的亮度不變。
導示: 選擇B。如果交流電的電壓不變而頻率降低，則L的感抗變小，C的容抗變大，L1變亮、L2變暗；而L3亮度不變。
1．（2007理綜北京卷17．）電阻R1、R2與交流電源按照圖1方式連接，R1=10Ω，R2 =20Ω。合上開關S后，通過電阻R1的正弦交變電流i隨時間t變化的情況如圖2所示。則 ( )
A．通過R1的電流有效值是1.2A
B．R1兩端的電壓有效值是6V
C．通過R2的電流最大值是1.2 A
D．R2兩端的電壓最大值是6 V
2． （鹽城市2007?2008學年度第一次調研考試.1）一根電阻絲接入100V的恒定電流電路中，在lmin內產生的熱量為Q，同樣的電阻絲接入正弦交變電流的電路中，在2min內產生的熱量也為Q，則該交流電壓的峰值是（ ）
A、141.4V B、100V
C、70.7V D、50V
3．07學年南京市期末質量調研5．兩個相同的L1和L2，接到如圖所示的電路中，燈L1與電容器串聯，燈L2與電感線圈串聯，當 、 處接電壓最大值Um、頻率為 的正弦交流電源時，兩燈都發光，且亮度相同。更換一個新的正弦交流電源后，燈L1的亮度高于燈L2的亮度，新電源的電壓最大值和頻率可能是 （ 　）
A．最大值仍為Um，而頻率大于
B．最大值仍為Um，而頻率小于
C．最大值大于Um，而頻率仍為
D．最大值小于Um，而頻率仍為


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