高中物理電流教案

高中物理知識點匯總：交變電流。

高中物理知識點匯總：交變電流

交變電流知識點講解
1.交流電的產(chǎn)生
（1）交流電：大小和方向均隨時間作周期性變化的電流。
方向隨時間變化是交流電的最主要特征。
（2）交流電的產(chǎn)生
①平面線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸轉(zhuǎn)動時，線圈中就會產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交流電，這種交流電叫正弦式交流電。
②中性面：垂直于磁場的平面叫中性面。線圈位于中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，此位置線圈中的感應(yīng)電動勢為零，且每經(jīng)過中性面一次感應(yīng)電流的方向改變一次。線圈每轉(zhuǎn)一周，兩次經(jīng)過中性面，感應(yīng)電流的方向改變兩次。
（3）正弦式交流電的變化規(guī)律：
若從中性面位置開始計時，那么線圈中的電動勢、電流、加在外電阻上的電壓的瞬時值均按正弦規(guī)律變化。
②圖像如圖所示：
2.表征交流電的物理量
（1）描述交流電的大小
①瞬時值：交流電的瞬時值反映的是不同時刻交流電的大小和方向。
②最大值：交流電在變化過程中所能達(dá)到的最大值是表征交流電強(qiáng)弱的物理量。
③有效值：是根據(jù)交流電的熱效應(yīng)規(guī)定的，反映的是交流電在能量方面的平均效果。讓交流電與恒定電流通過阻值相同的電阻，若在相等時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，這一恒定電流值就是交流電的有效值。
各種電器設(shè)備所標(biāo)明的額定電流和額定電壓均是有效值。
（2）周期和頻率
是用來表示交流電變化快慢的物理量：
3.變壓器
（1）變壓器的構(gòu)造及原理
①構(gòu)造：由一個閉合的鐵芯以及繞在鐵芯上的兩組（或兩組以上）的線圈組成。和電源相連的線圈叫原線圈，與負(fù)載相連的線圈叫副線圈。
②工作原理
原線圈加上交變電壓后會產(chǎn)生交變的電流，這個交變電流會在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，那么副線圈中會產(chǎn)生交變電動勢，若副線圈與負(fù)載組成閉合電路，副線圈中也會有交變電流產(chǎn)生，它同樣在鐵芯中激發(fā)交變的磁通量，這樣，由于原、副線圈中有交變電流通過而發(fā)生的一種相互感應(yīng)現(xiàn)象叫互感現(xiàn)象。變壓器工作的物理基礎(chǔ)就是利用互感現(xiàn)象。
（2）理想變壓器
①鐵芯封閉性好、無漏磁現(xiàn)象，即穿過原、副線圈的磁通量相等。
②線圈繞組的電阻不計，無銅損現(xiàn)象。
③鐵芯中渦流不計，即鐵芯不發(fā)熱，無鐵損現(xiàn)象。
對理想變壓器有：原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率。
（3）原、副線圈中的電壓、電流關(guān)系。
②功率關(guān)系：P1=P2。

4.遠(yuǎn)距離輸電
①遠(yuǎn)距離輸電要解決的關(guān)鍵問題是減少輸電線上電能的熱損耗。
②減少遠(yuǎn)距離輸電過程中電能損失的方法：
若輸電功率為P，輸電電壓為U，輸電線電阻為R，則輸電線上熱損耗P損=I2R小ρ和增大S的辦法減小R，但作用有限：另一是減小輸電電流I，在輸電功率P一定的輸電功率。

相關(guān)知識

高三物理《交變電流》知識點

高三物理《交變電流》知識點

1.電壓瞬時值e=Emsinωt電流瞬時值i=Imsinωt;(ω=2πf)
2.電動勢峰值Em=nBSω=2BLv電流峰值(純電阻電路中)Im=Em/R總
3.正(余)弦式交變電流有效值：E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2;I=Im/(2)1/2
4.理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關(guān)系
U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P入=P出
5.在遠(yuǎn)距離輸電中,采用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失:P損′=(P/U)2R;(P損′:輸電線上損失的功率，P:輸送電能的總功率，U:輸送電壓，R:輸電線電阻)〔見第二冊P198〕;
6.公式1、2、3、4中物理量及單位：ω:角頻率(rad/s);t:時間(s);n:線圈匝數(shù);B:磁感強(qiáng)度(T);
S:線圈的面積(m2);U:(輸出)電壓(V);I:電流強(qiáng)度(A);P:功率(W)。
注:
(1)交變電流的變化頻率與發(fā)電機(jī)中線圈的轉(zhuǎn)動的頻率相同即:ω電=ω線，f電=f線;
(2)發(fā)電機(jī)中,線圈在中性面位置磁通量最大,感應(yīng)電動勢為零,過中性面電流方向就改變;
(3)有效值是根據(jù)電流熱效應(yīng)定義的,沒有特別說明的交流數(shù)值都指有效值;
(4)理想變壓器的匝數(shù)比一定時,輸出電壓由輸入電壓決定,輸入電流由輸出電流決定，輸入功率等于輸出功率,當(dāng)負(fù)載的消耗的功率增大時輸入功率也增大，即P出決定P入;
(5)其它相關(guān)內(nèi)容：正弦交流電圖象〔見第二冊P190〕/電阻、電感和電容對交變電流的作用〔見第二冊P193〕。

高三物理下冊交變電流知識點

高三物理下冊交變電流知識點

1.電壓瞬時值e=Emsinωt電流瞬時值i=Imsinωt;(ω=2πf)

2.電動勢峰值Em=nBSω=2BLv電流峰值(純電阻電路中)Im=Em/R總

3.正(余)弦式交變電流有效值：E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2;I=Im/(2)1/2

4.理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關(guān)系

U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P入=P出

5.在遠(yuǎn)距離輸電中,采用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失:P損′=(P/U)2R;(P損′:輸電線上損失的功率，P:輸送電能的總功率，U:輸送電壓，R:輸電線電阻)〔見第二冊P198〕;

6.公式1、2、3、4中物理量及單位：ω:角頻率(rad/s);t:時間(s);n:線圈匝數(shù);B:磁感強(qiáng)度(T);

S:線圈的面積(m2);U:(輸出)電壓(V);I:電流強(qiáng)度(A);P:功率(W)。

注:

(1)交變電流的變化頻率與發(fā)電機(jī)中線圈的轉(zhuǎn)動的頻率相同即:ω電=ω線，f電=f線;

(2)發(fā)電機(jī)中,線圈在中性面位置磁通量最大,感應(yīng)電動勢為零,過中性面電流方向就改變;

(3)有效值是根據(jù)電流熱效應(yīng)定義的,沒有特別說明的交流數(shù)值都指有效值;

(4)理想變壓器的匝數(shù)比一定時,輸出電壓由輸入電壓決定,輸入電流由輸出電流決定，輸入功率等于輸出功率,當(dāng)負(fù)載的消耗的功率增大時輸入功率也增大，即P出決定P入;

練習(xí)題：

內(nèi)阻不計的交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動勢e=10sin50?tV，接有負(fù)載電阻R=10?，現(xiàn)在把發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速增加一倍，則（）

A、負(fù)載兩端電壓的有效值將變?yōu)?8.2V。

B、交流電的頻率將變?yōu)?00Hz。

C、負(fù)載消耗的功率將變?yōu)?0W。

D、負(fù)載消耗的功率將變?yōu)?0W。

矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為n，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場垂直的圖示位置時（）

A．線圈中的電動勢為0

B．線圈中的電動勢為nBS?

C．穿過線圈的磁通量為0

D．線圈不受安培力作用

高考物理知識點速查復(fù)習(xí)交變電流

電磁感應(yīng)與電路結(jié)合問題
一、等效法處理電磁感應(yīng)與電路結(jié)合問題
解決電磁感應(yīng)電路問題的關(guān)鍵就是借鑒或利用相似原型來啟發(fā)理解和變換物理模型，即把電磁感應(yīng)的問題等效轉(zhuǎn)換成穩(wěn)恒直流電路，把產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體等效為內(nèi)電路.感應(yīng)電動勢的大小相當(dāng)于電源電動勢.其余部分相當(dāng)于外電路，并畫出等效電路圖.此時，處理問題的方法與閉合電路求解基本一致，惟一要注意的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，有時導(dǎo)體兩端有電壓，但沒有電流流過，這類似電源兩端有電勢差但沒有接入電路時，電流為零.
二、電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題
這類問題覆蓋面廣，題型也多種多樣；但解決這類問題的關(guān)鍵在于通過運動狀態(tài)的分析來尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大值或最小值的條件等，基本思路是：

三、電磁感應(yīng)中的能量、動量問題
無論是使閉合回路的磁通量發(fā)生變化，還是使閉合回路的部分導(dǎo)體切割磁感線，都要消耗其它形式的能量，轉(zhuǎn)化為回路中的電能。這個過程不僅體現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)化，而且保持守恒，使我們進(jìn)一步認(rèn)識包含電和磁在內(nèi)的能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律的普遍性。
分析問題時，應(yīng)當(dāng)牢牢抓住能量守恒這一基本規(guī)律，分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量參與了相互轉(zhuǎn)化，如有摩擦力做功，必然有內(nèi)能出現(xiàn)；重力做功，就可能有機(jī)械能參與轉(zhuǎn)化；安培力做負(fù)功就將其它形式能轉(zhuǎn)化為電能，做正功將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能；然后利用能量守恒列出方程求解。
（一）電磁感應(yīng)中的“雙桿問題”
電磁感應(yīng)中“雙桿問題”是學(xué)科內(nèi)部綜合的問題，涉及到電磁感應(yīng)、安培力、牛頓運動定律和動量定理、動量守恒定律及能量守恒定律等。要求學(xué)生綜合上述知識，認(rèn)識題目所給的物理情景，找出物理量之間的關(guān)系，因此是較難的一類問題，也是近幾年高考考察的熱點。
1、“雙桿”向相反方向做勻速運動
當(dāng)兩桿分別向相反方向運動時，相當(dāng)于兩個電池正向串聯(lián)。
2.“雙桿”同向運動，但一桿加速另一桿減速
當(dāng)兩桿分別沿相同方向運動時，相當(dāng)于兩個電池反向串聯(lián)。
3.“雙桿”中兩桿都做同方向上的加速運動。
“雙桿”中的一桿在外力作用下做加速運動，另一桿在安培力作用下做加速運動，最終兩桿以同樣加速度做勻加速直線運動。
4．“雙桿”在不等寬導(dǎo)軌上同向運動。
“雙桿”在不等寬導(dǎo)軌上同向運動時，兩桿所受的安培力不等大反向，所以不能利用動量守恒定律解題。
四、電量的計算Q=IΔt
1、安培力的沖量公式求電量：
感應(yīng)電流通過直導(dǎo)線時，直導(dǎo)線在磁場中要受到安培力的作用，當(dāng)導(dǎo)線與磁場垂直時，安培力的大小為F=BLI。在時間△t內(nèi)安培力的沖量
2、由法拉第電磁感應(yīng)定律求：
3、
五、電磁感應(yīng)中的圖象問題
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的圖象問題通常分為兩類：一類是由給出的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象；二是由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)物理量。分析此類問題時要抓住磁通量的變化是否均勻，從而推知感應(yīng)電動勢（電流）是否大小恒定，用愣次定律或右手定則判定感應(yīng)電動勢（電流）的方向，從而確定其正負(fù).
交變電流
一、交流電中的各量：
電壓電流適用范圍備注
瞬時值e=Emsinωti=Imsinωt粒子在交變電場中的運動
最大值εm=NBSωIm=εm/R電容器耐壓
有效值正弦

電流做功、電阻發(fā)熱、保險絲的熔斷、儀表讀取的電壓、電流有效值是對能的平均
非正弦根據(jù)電流的熱效應(yīng)計算
平均值

計算通過的電量平均值是對時間的平均

變壓器
一、變壓器的原理
1、構(gòu)造
由一個閉合鐵芯、原線圈、副線圈組成

2、工作原理
在同一鐵芯上的磁通量的變化率處處相同
3、理想變壓器中的幾個關(guān)系
沒有漏磁和發(fā)熱損失的變壓器即沒有能量損失的變壓器叫理想變壓器
（1）電壓關(guān)系
在同一鐵芯上只有一組副線圈時
當(dāng)有幾組副線圈時
（2）功率關(guān)系
對于理想變壓器不考慮能量損失，總有P入=P出
（3）電流關(guān)系
由功率關(guān)系，當(dāng)只有一組副線圈時，I1U1=I2U2，得
當(dāng)有多組副線圈時：I1U1=I2U2＋I(xiàn)3U3+……，得I1n1=I2n2+I3n3+……
二、變壓器的題型分析
(1)在同一鐵芯上磁通量的變化率處處相同
(2)電阻和原線圈串聯(lián)時，電阻與原線圈上的電壓分配遵循串聯(lián)電路的分壓原理。
(3)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率
3．解決變壓器問題的常用方法
思路1電壓思路.變壓器原、副線圈的電壓之比為U1/U2=n1/n2；當(dāng)變壓器有多個副繞組時U1/n1=U2/n2=U3/n3=……
思路2功率思路.理想變壓器的輸入、輸出功率為P入=P出，即P1=P2；當(dāng)變壓器有多個副繞組時P1=P2+P3+……
思路3電流思路.由I=P/U知，對只有一個副繞組的變壓器有I1/I2=n2/n1；當(dāng)變壓器有多個副繞組時n1I1=n2I2+n3I3+……
思路4（變壓器動態(tài)問題）制約思路.
（1）電壓制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（n1/n2）一定時，輸出電壓U2由輸入電壓決定，即U2=n2U1/n1，可簡述為“原制約副”.
（2）電流制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（n1/n2）一定，且輸入電壓U1確定時，原線圈中的電流I1由副線圈中的輸出電流I2決定，即I1=n2I2/n1，可簡述為“副制約原”.
（3）負(fù)載制約：①變壓器副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，P2=P負(fù)1+P負(fù)2+…；②變壓器副線圈中的電流I2由用戶負(fù)載及電壓U2確定，I2=P2/U2；③總功率P總=P線+P2.
動態(tài)分析問題的思路程序可表示為：
U1P1
思路5原理思路.變壓器原線圈中磁通量發(fā)生變化，鐵芯中ΔΦ/Δt相等；當(dāng)遇到“”型變壓器時有
ΔΦ1/Δt=ΔΦ2/Δt+ΔΦ3/Δt，
此式適用于交流電或電壓（電流）變化的直流電，但不適用于穩(wěn)壓或恒定電流的情況.
遠(yuǎn)距離輸電
一定要畫出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖來，包括發(fā)電機(jī)、兩臺變壓器、輸電線等效電阻和負(fù)載電阻。并按照規(guī)范在圖中標(biāo)出相應(yīng)的物理量符號。一般設(shè)兩個變壓器的初、次級線圈的匝數(shù)分別為、n1、n1/n2、n2/，相應(yīng)的電壓、電流、功率也應(yīng)該采用相應(yīng)的符號來表示。
從圖中應(yīng)該看出功率之間的關(guān)系是：P1=P1/，P2=P2/，P1/=Pr=P2。
電壓之間的關(guān)系是：。
電流之間的關(guān)系是：。
可見其中電流之間的關(guān)系最簡單，中只要知道一個，另兩個總和它相等。因此求輸電線上的電流往往是這類問題的突破口。
輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計算時都必須用，而不能用。
特別重要的是要會分析輸電線上的功率損失，由此得出結(jié)論：⑴減少輸電線功率損失的途徑是提高輸電電壓或增大輸電導(dǎo)線的橫截面積。兩者相比，當(dāng)然選擇前者。⑵若輸電線功率損失已經(jīng)確定，那么升高輸電電壓能減小輸電線截面積，從而節(jié)約大量金屬材料和架設(shè)電線所需的鋼材和水泥，還能少占用土地。
需要引起注意的是課本上強(qiáng)調(diào)：輸電線上的電壓損失，除了與輸電線的電阻有關(guān)，還與感抗和容抗有關(guān)。當(dāng)輸電線路電壓較高、導(dǎo)線截面積較大時，電抗造成的電壓損失比電阻造成的還要大。

交變電流

古人云，工欲善其事，必先利其器。教師要準(zhǔn)備好教案為之后的教學(xué)做準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容，有效的提高課堂的教學(xué)效率。那么，你知道教案要怎么寫呢？下面是小編幫大家編輯的《交變電流》，相信能對大家有所幫助。

課題交變電流課型
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1．知道為什么電感對交變電流有阻礙作用．
2．知道用感抗來表示電感對交變電流阻礙作用的大小，知道感抗與哪些因素有關(guān)．
3．知道交變電流能通過電容，知道為什么電容器對交變電流有阻礙作用．
4．知道用容抗來表示電容對交變電流阻礙作用的大小，知道容抗與哪些因素有關(guān)．
【學(xué)習(xí)重難點】
1、重點：電感和電容對交變電流的影響
2、難點：電感和電容對交變電流的影響

【自主學(xué)習(xí)】
新課
一、感抗
1．定義：對電流阻礙作用的大小，用感抗表示．
2．感抗的成因：因為交變電流的隨時間周期性變化，這個變化的電流通過線圈時產(chǎn)生一個自感電動勢，自感電動勢總是阻礙的變化，故線圈對交變電流有阻礙作用，這就是感抗．
3．決定因素：感抗的實質(zhì)就是由線圈的自感現(xiàn)象引起的，線圈的自感系數(shù)L越，自感作用就越大，因而感抗也就越大；交流的頻率f越，電流的變化率就越大，自感作用也越大，感抗也就越大．*實際上進(jìn)一步研究可得出線圈的感抗XL與它的自感系數(shù)L及交變電流的頻率f間有如下的關(guān)系：
XL＝2πfL
說明：通常所講的直流，常指恒定電流．恒定電流流過電感線圈，電流沒有變化，因而就不產(chǎn)生自感現(xiàn)象．因此，電感線圈對恒定電流而言無所謂感抗．
二、低頻扼流圈和高頻扼流圈
1．低頻扼流圈：自感系數(shù)的線圈（約幾十亨），線圈電阻較，對直流的阻礙作用較小，這種線圈可以“通，阻”。
2．高頻扼流圈：自感系數(shù)較小的線圈（約幾個毫亨），對低頻交變電流的阻礙作用較而對高頻交變電流的阻礙作用很，可以用來“通，阻”。
三、交變電流能夠“通過”電容器．
（1）電流實際上并沒有通過電容器，也就是說，自由電荷定向移動，不會從一個極板經(jīng)極板間的電介質(zhì)到達(dá)另一個極板．
（2）電容器“通交流”，只不過是在交變電壓的作用下，當(dāng)電源電壓升高時，電容器，電荷向電容器的極板上集聚，形成；當(dāng)電源電壓降低時，電容器，電荷從電容器的極板上放出，形成．電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，表現(xiàn)為交流“通過”了電容器．
四、容抗
1．定義：對交流的阻礙作用的大小，用容抗來表示．
2．成因：電容器接入交流電路中后，極板上的電荷形成了二極板間的電壓，這電壓和電源電壓相反，從而產(chǎn)生了對交變電流的阻礙作用，即形成了容抗．
3．決定因素：交流電路中的容抗和交變電流的頻率、電容器的電容成反比．容抗與交變電流的頻率和電容的關(guān)系為XC＝，即交流電的頻率越大，電容越，電容器對交變電流的阻礙作用越小，容抗越．
說明：電容不僅存在于成形的電容器中，也存在于電路的導(dǎo)線、元件及機(jī)殼間．當(dāng)交流電頻率很高時，電容的影響會很大．
五、電感和電容在電路中的作用
1．電感的作用是：“通、阻、通、阻”．
2．電容的作用是：“通、直流、通、阻”．
【疑難辨析】
電阻、電感器、電容器對對交變電流阻礙作用的區(qū)別與聯(lián)系
電阻電感器電容器
產(chǎn)生的原因定向移動的自由電荷與不動的離子間的碰撞由于電感線圈的自感現(xiàn)象阻礙電流的變化電容器兩極板上積累的電荷對向這個方向定向移動的電荷的反抗作用
在電路中的特點對直流、交流均有阻礙作用只對變化的電流如交流有阻礙作用不能通直流，只能通變化的電流．對直流的阻礙作用無限大，對交流的阻礙作用隨頻率的降低而增大
決定因素由導(dǎo)體本身（長短、粗細(xì)、材料）決定，與溫度有關(guān)由導(dǎo)體本身的自感系數(shù)和交流的頻率f決定由電容的大小和交流的頻率決定
電能的轉(zhuǎn)化與做功電流通過電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能和磁場能往復(fù)轉(zhuǎn)化電流的能與電場能往復(fù)轉(zhuǎn)化
【問題思考】
為什么交變電流能夠通過電容器？
電容器的兩級板之間是絕緣的，不論是恒定電流還是交變電流，自由電荷都不能通過兩極板之間的絕緣體（電介質(zhì)）。通常所說的交變電流“通過”電容器，并非有自由電荷穿過了電容器，而是在交流電源的作用下，當(dāng)電壓升高時，電容器充電，電容器極板上的電荷量增多，形成充電電流，當(dāng)電壓降低時，電容器放電，電容器極板上的電荷量減少，形成放電電流，由于電容器反復(fù)不斷地充電和放電，使電路中有持續(xù)的交變電流，表現(xiàn)為交變電流“通過”了電容器。
【例題解析】
【例1】一個燈泡通過一個粗導(dǎo)線的線圈與一交流電源相連接，如圖所示．一塊鐵插進(jìn)線圈之后，該燈將：（）
A．變亮B．變暗
C．對燈沒影響D．無法判斷
【解析】線圈和燈泡是串聯(lián)的，當(dāng)鐵插進(jìn)線圈后，電感線圈的自感系數(shù)增大，所以電感器對交變電流阻礙作用增大，因此電路中的電流變小，則燈變暗?！敬鸢浮緽
【說明】早期人們正是用改變插入線圈中鐵芯長度的方法來控制舞臺燈光的亮暗的。
【例2】如圖4所示，接在交流電源上的電燈泡正常發(fā)光，以下說法正確的是
A．把電介質(zhì)插入電容器，燈泡變亮
B．增大電容器兩極板間的距離，燈泡變亮
C．減小電容器兩極板間的正對面積