交变电流
一、基础知识
1.交变电流
（1）交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫做交变电流。
（2）正弦式交变电流：上图（a ）按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流。由线圈在匀强磁场里绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生。
（3）周期、频率和角速度的关系：ω＝2π
T
＝2πf 。
（4）变化规律：
规律 物理量 函数
图象
磁通量
Φ＝Φm cos ωt ＝BS cos ωt
电动势 e ＝E m sin ωt ＝nBS ωsin ωt
电压 u ＝U m sin ωt ＝
RE m
R ＋r
sin ωt
电流 i ＝I m sin ωt ＝
E m
R ＋r
sin ωt
线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ最大，Δt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变．
线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，ΔΦ
Δt
最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变．
（5）交变电流的有效值：对于正(余)弦式交流电，有效值可以利用I ＝
I m
2
，U ＝
U m
2
，E ＝
E m
2
来计算。
对于非正(余)弦式交流电，交变电流的有效值是根据电流通过电阻时产生的热效应定义的，即让交变电流
和直流电流通过相同的电阻，在相同的时间里若产生的热量相同，则交变电流(电压)的有效值就等于这个
直流电流(电压)的值，I 2
Rt ＝I 12
Rt 1+I 22
Rt 2+I 32
Rt 3+…，U 2R t ＝U 12R t 1+U 22R t 2+U 32
R
t 3+… ，其中t ＝t 1+t 2+t 3+…
（6）“四值”的比较：
(1)先求电动势的最大值E m ＝nBS ω； (2)求出角速度ω，ω＝2π
T
；
(3)明确从哪一位置开始计时，从而确定是正弦函数还是余弦函数；
(4)线圈从中性面位置开始转动，则i －t 图象为正弦函数图象，函数式为i ＝Imsin ωt.
(5)线圈从垂直中性面位置开始转动，则i －t 图象为余弦函数图象，函数式为i ＝Imcos ωt. (6)写出瞬时值的表达式．
2.变压器
（1）基本关系式：功率关系，P 入=P 出
电压关系，U 1n 1＝U 2n 2，有多个副线圈时U 1n 1＝U 2n 2＝U 3
n 3
＝…
电流关系，I 1I 2＝n 2n 1
，有多个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n
（2）制约关系：电压，副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定，即U 2＝n 2n 1
U 1(原制约副) 功率，副线圈中的功率P 2由用户负载决定，原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定，即P 1
＝P 2(副制约原)
电流，原线圈的电流I 1由副线圈的电流I 2和匝数比决定，即I 1＝n 2n 1
I 2(副制约原)
（3）高压输电：输送电流，I ＝P U ＝U －U ′
R
能量损失，Q=ΔU I I = I 2
Rt 。
电压损失，ΔU ＝U －U ′＝IR
功率损失，ΔP ＝P －P ′＝I 2
R ＝
ΔP ΔU
2R
（4）匝数比不变负载改变时：U 1不变，根据U 1U 2＝n 1
n 2
，输入电压U 1决定输出电压U 2，不论负载电阻R 如何变化，U 2也不变。
当负载电阻发生变化时，I 2变化，输出电流I 2决定输入电流I 1，故I 1发生变化。
I 2变化引起P 2变化，由P 1＝P 2知P 1发生变化。两个相互靠近的线圈，其中一个电流发生变化，它所产
生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电流。
（5）负载不变匝数比改变时：U 1不变，n 1n 2
发生变化，U 2变化。
R 不变，U 2变化，I 2发生变化。
根据P 2＝U 22
R
和P 1＝P 2，可以判断P 2变化时，P 1发生变化，U 1不变时，I 1发生
变化。
（6）一般解题思路：
二、常规题型
例1.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是( C )
A ．线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，感应电动势的方向不变
B ．线圈每转动一周，感应电流的方向改变一次
C ．线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都改变一次
D ．线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都改变一次
依据交流电的变化规律可知，如果从中性面开始计时，有e ＝E m sin ωt 和i ＝I m sin ωt ；如果从垂直于中性面的位置开始计时，有e ＝E m cos ωt 和i ＝I m cos ωt .不难看出：线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，感应电动势的方向也改变一次；线圈每转动一周，感应电流的方向和感应电动势的方向都改变两次．故正确答案为C.
练习1.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数
关系，如图所示．此线圈与一个R ＝10 Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说确的( C )
A ．交变电流的周期为0.125 s
B ．交变电流的频率为8 Hz
C ．交变电流的有效值为 2 A
D ．交变电流的最大值为4 A
由题图可知，交变电流的周期为0.250 s ，频率为4 Hz ，交变电流的最大值为2010 A ＝2 A ，有效值为2
2 A ＝
2 A ，所以应选C.
练习2.如图所示是一台发电机的结构示意图，其中N 、S 是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面
形状．M 是圆柱形铁芯，它与磁极的柱面共轴，铁芯上有一矩形线框，可绕与铁芯M 共轴的固定转动轴旋转．磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场．若从图示位置开始计时，当线框绕
固定转动轴匀速转动时，下列图象
中能正确反映线框中感应电动势e 随时间t 变化规律的是( D )
因发电机的两个磁极N 、S 呈半圆柱面形状，故线框在磁场中转动时一直垂直切割磁感线，产生的感应电动势的大小不变，线框越过空隙段后，由于线框切割磁感线方向发生变化，所以感应电动势的方向发生变化，综上所述，D 正确．
练习3.如图甲所示，一矩形线圈abcd 放置在匀强磁场中，并绕过ab 、cd 中点的轴OO ′以角速度ω逆时针
匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a 流向b 时，电流方
向为正．则
下列四幅图中正确的是( D )
t ＝
0时刻，根据题图乙表示的转动方向，由右手则知，线圈中电流方向为a →d →c →b →a ，与定规
定的电流正方向相反，电流为负值．又因为此
时ad 、bc 两边的切割速度方向与磁场方向成45°夹角，由E ＝2Blv ⊥，可得E ＝2×
22Blv ＝2
2
E m ，即此时电流是最大值的
2
2
倍，由图乙还能观察到，线圈在接下来45°的转动过程中，ad 、bc 两边的切割速度v ⊥越来越小，所以感应电动势应减小，感应电流应减小，故瞬时电流的表达式为i ＝－I m cos (π
4＋ωt )，则图象为
D 图象所描述，故D 项正确．
练习4.实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感
线的OO ′轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻R 和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V ．已知R ＝10 Ω，线圈电阻忽略不计，下列说确的是( D )
A ．线圈平面与磁场平行时，线圈中的瞬时电流为零
B ．从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈中感应电流瞬时值表达式为i ＝2sin 50πt A
C ．流过电阻R 的电流每秒钟方向改变25次
D ．电阻R 上的热功率等于10 W
线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电流最大，A 错．从线圈平面与磁场平行时开始计时，Εm ＝10
2 V ，f
＝25 Hz ，i ＝2cos 50πt A ，B 错．电流方向每秒改变50次，C 错．P R ＝U 2
R
＝10 W ，D 正确．
例2.如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度．给该台
灯接220 V 的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为( B )
A ．220 V
B ．110 V C.2202V D.1102
V
高中物理：交变电流练习题 1.判断图中哪个是正弦式交变电流( ) 【解析】选D。正弦式交变电流，首先应该是交变电流，C虽然形状符合，但不是交变电流；B虽然是交变电流，但不是正弦式交变电流。 2.如图所示，单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中，中心轴线OO′与磁场边界重合，线圈绕中心轴线按图示方向(从上向下看逆时针方向)匀速转动，t=0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcd为正方向，则图中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是( ) 【解题指南】解答本题应明确以下两点： (1)产生正弦式交变电流的条件。 (2)线圈转轴的位置对交变电流的影响。 【解析】选B。在0～内，ab一侧的线圈在磁场中绕OO′轴转动产生正弦式交变电 流，电流方向由楞次定律判断为dcba且越来越大。～内，ab一侧线圈在磁场外，而dc一侧线圈又进入磁场产生交变电流，电流方向为dcba且越来越小，以此类推可
知i-t图像正确的为B。 3.(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的交流电动势e=220sin100πtV，则下列判断正确的是( ) A.t=0时，线圈位于中性面位置 B.t=0时，穿过线圈平面的磁通量最大 C.t=0时，线圈的有效切割速度方向垂直磁感线 D.t=0时，线圈中感应电动势达到峰值 【解析】选A、B。因按正弦规律变化，故t=0时线圈位于中性面，A正确；此时穿过线圈的磁通量最大，B正确；t=0时，线圈的有效切割速度方向与磁感线平行，不产生感应电动势，故C、D错误。 4.如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动。沿着OO′观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为ω。则当线圈转至图示位置时( ) A.线圈中的感应电流的方向为abcda B.线圈中的感应电流为 2 nB R ω l C.穿过线圈的磁通量为B l2 D.穿过线圈的磁通量的变化率为0 【解析】选B。图示位置为垂直于中性面的位置，此时通过线圈的磁通量为零，但磁 通量的变化率最大，感应电流也最大，则I== 2 nB R ω l ，由右手定则可判断出线 圈中感应电流的方向为adcba。 5.如图所示，矩形线圈abcd的匝数为n=50，线圈ab的边长为l1=0.2m，bc的边长为
三一文库（https://www.doczj.com/doc/aa4028904.html,）/总结 〔变压器知识点总结〕 变压器是高中物理中的知识点，今天小编要给大家介绍的便是变压器知识点总结，欢迎阅读！ ▲变压器知识点总结 1.1 什么是变压器? 答：变压器是借助电磁感应，以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。 1.2 什么是局部放电? 答：局部放电是指高压电器中的绝缘介质在高压电的作用下，发生在电极之间但未贯通的放电。 1.3 局放试验的目的是什么? 答：发现设备结构和制造工艺的缺陷，例如：绝缘内部局放电场过高，金属部件有尖角;绝缘混入杂质或局部带有缺陷，防止局部放电对绝缘造成损坏。 1.4 什么是铁损? 答：变压器的铁损又叫空载损耗，它属于励磁损耗而与负载无关，它不随负载大小而变化，只要加上励磁电压后就存在，它的大小仅随电压波动而略有变化。包括铁心材料的
磁滞损耗、涡流损耗以及附加损耗三部分。 1.5 什么是铜损? 答：负载损耗又称铜损，它是指在变压器一对绕组中，一个绕组流经额定电流，另一个绕组短路，其他绕组开路时，在额定频率及参考温度下，所汲取的功率。 1.6 什么是高压首端? 答：与高压中部出头连接的2至3个饼，及附近的纸板、相间隔板等叫做高压首端(强调电气连接)。 1.7 什么是高压首头? 答：普通220kV变压器高压线圈中部出头一直到高压佛手叫做高压首头(强调空间位置)。 1.8 什么是主绝缘?它包括哪些内容? 答：主绝缘是指绕组(或引线)对地(如对铁轭及芯柱)、对其他绕组(或引线)之间的绝缘。 它包括：同柱各线圈间绝缘、距铁心柱和铁轭的绝缘、各相之间的绝缘、线圈与油箱的绝缘、引线距接地部分的绝缘、引线与其他线圈的绝缘、分接开关距地或其他线圈的绝缘、异相触头间的绝缘。 1.9 什么是纵绝缘?它包括哪些内容? 答：纵绝缘是指同一绕组上各点(线匝、线饼、层间)之间或其相应引线之间以及分接开关各部分之间的绝缘。 它包括：桶式线圈的层间绝缘、饼式线圈的段间绝缘、
第四节变压器 【教学目标】 1、了解使用变压器的目的，知道变压器的基本构造，知道理想变压器和实际变压器的区别。 2、知道变压器的工作原理，会用法拉第电磁感应定律解释变压器的变比关系。 3、知道不同种类的变压器。 【教学重点】 变压器的工作原理，互感过程的理解及电压与匝数的关系。 【教学难点】 互感过程的理解，变比关系的推导和理解 【教学方法】 演示、推理、学生实验 【教具】 学生电源、可拆变压器、交流电压表、小灯泡、多用电表（交流电压档） 【教学过程】 引入新课 今天我们要学习的是变压器这一节，在进入新课前，我们来看这样一组数据。 投影：
提问：我们发现不同的用电器所需的额定电压是不同的，但是我国民用供电电压均为220V，怎样才能让这些工作电压不同的用电器正常工作呢？ 回答：用我们今天所要学习的设备――变压器。 演示实验：出示交流电源，用交流电压表（量程10V）测其电压为7V，若想用这个电源来使额定电压为3V的小灯泡正常发光，显然不能直接接电源，我们就可以利用变压器将电源电压降下来后再接灯泡。 现象：灯泡能够正常发光。 这说明变压器是能够改变交流电压的设备。 过渡：为什么变压器会有这样的功能呢？就让我们先从变压器的构造说起。 一、变压器的构造 最典型的变压器是由两个线圈和闭合铁芯构成。 展示可拆变压器，左右各有一个线圈套在铁芯上，其中一个与电源相连的称为原线圈（或初级线圈），另一个与用电器相连的称为副线圈（或次级线圈）。线圈是由绝缘的导线绕制的。闭合的铁芯是由涂有绝缘漆的薄硅钢片叠加而成的。线圈与铁芯彼此绝缘。 投影：变压器的示意图，原副线圈的匝数一般是不同的，n1和n2分别表示原线圈和副线圈的匝数，U1和U2表示原线圈和副线圈的端电压。 提出疑问：从前面的实验中看到灯泡能够发光，说明副线圈两端是有电压的，但是线圈和铁芯彼此绝缘，不可能将原线圈的电能直接传送到副线圈来，那么这个电压是如何产生的呢？ 其实变压器也是法拉第电磁感应现象的一种应用，我们可以具体来分析变压器是如何工作的。 二、变压器的工作原理 分析：把交变电压加在原线圈上，原线圈中的交变电流产生交变的磁场，将铁芯磁化并在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变的磁通量不但穿过原线圈，也穿过副线圈，所以也在副线圈中激发感应电动势。如果副线圈两端连着用电器，副线圈中就会产生交变电流。这一
高中物理-《交变电流》专题复习试卷 第I卷选择题 一、选择题（每小题4分,共48分）。 1、如图(a)为电热毯的示意图,电热丝接在U=311sin100πt（V）的交流电源上,电热毯被加热到一定温度后,通过理想二极管,使输入电压变为图(b)所示的波形,从而进入保温状态,若电热丝电阻保持不变,此时电压表的示数约为（） A、110V B、156V C、220V D、211V 2、如图所示,某电子电路的输入端输入电流既有直流成分,又有交流低频成分和交流高频成分.若通过该电路只把交流的低频成分输送到下 一级,那么关于该电路中各器件的作用,下列说法中不正确 的有( ) A．L在此的功能为通直流,阻交流 B．L在此的功能为通低频、阻高频 C．C1在此的功能为通交流,隔直流 D．C2在此的功能为通高频、阻低频 3、某研究小组成员设计了一个如图所示的电路,已知定值电阻R．与R并联的是一个理想交流电压表, D是理想二极管（它的导电特点是正向电阻为零,反向电
阻为无穷大）。在A、B间加一交流电压,瞬时值的表达式为u＝20sin100πt （V）,则交流电压表示数为 A．10V B．20V C．15V D．14.1 V 4、图中闭合铁芯上绕有两组线圈,金属棒可在平行金属导轨上沿导轨滑行,若电流计G中电流方向向下,则导体棒的运动可能是（） A.向左匀速运动 B.向右匀速运动 C.向左匀加速运动 D.向右匀加速运动 5、如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n 1：n 2 ＝3 ：1,L 1 、L 2 为两只相 同的灯泡,R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器,其中C＝10μF。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电时,下列说法中正确的是（） A．灯泡L 1一定比L 2 暗 B．副线圈两端的电压有效值为12 V C．因电容器所在支路处于断路状态,故无电流通过二极管D．二极管D两端反向电压最大值是12V
精心整理 高二物理教案:交变电流 以下是为大家整理的关于《高二物理教案:交变电流》，供大家学习参考！ 12 34说明：交流发电机是由定子和转子构成，有的发电机的磁体转动，线圈不动；有的发电机的磁体转动，线圈不动。 问：无论是线圈转动，还是磁体转动，转子的作用是什么？（转子的
转动使得穿过线圈的磁通量发生变化) 演示实验 实验仪器：交流发电机、电灯、电流表 实验过程：将交流发电机、电灯、电流表连接成电路，摇动交流发电 实验现象：显示的电压图象为正弦曲线 说明：严格的数学分析表明，电网中的交变电流，它的电流、电压随时间按正弦函数的规律变化，这样的电流称之为正弦式电流 问：如何表示正弦式电流在某一时刻的电流、电压？（i=Imsinωtu=Umsinωt）
说明：Im、Um分别是电流和电压的值，叫做交流的峰值 说明：交变电流的大小和方向在不断地变化，我们把交流完成一次周期性变化所用的时间叫做交流的周期，通常用T表示，它的单位是秒。交流在1s内发生周期性变化的次数，叫做交流的颇率通常用f表示， 称做交流电压、电流的有效值） 说明：经过实验和理论分析表明有效值和值之间存在着这样的关系：Ie=Im/√2Ue=Um/√2 其中Ue、Ie分别代表交流电压、电流的有效值 说明：在各种使用交变电流的电器设备上，所标注的额定电压、额定
电流值，都是交流的有效值。 四、交流能够通过电容器 说明：当电容器上两端连接直流电源时，正负电荷聚集在极板上，不能移动，因此电路中不会形成长时间的电流，因此我们说电容器具有 1 2、直流电流：方向不变的电流称之为直流 二、交流的变化规律 1、正弦式电流：电流、电压随时间按正弦函数的规律变化的电流 i=Imsinωtu=UmsinωtIm、Um分别是电流和电压的值
变压器、远距离输电 【知识回顾】 一、变压器 1．定义：用来改变交流电压的设备，称为变压器． 说明：变压器不仅能改变交变电流的电压，也能改变交变电流的电流，但是不能改变恒定电流． 2．构造： 变压器由一个闭合铁芯（是由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成的）和两个线圈（用绝缘导线绕制）组成的． 原线圈：和交流电源相连接的线圈（匝数为n1）． 副线圈：和负载相连接的线圈（匝数为n2）．许多情况副线圈不只一个． 二、理想变压器 1．理想变压器是一种理想模型．理想变压器是实际变压器的近似．理想变压器有三个特点： （1）铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量Φ都一样．每匝线圈中所产生感应电动势相等． （2）线圈绕组的电阻不计，无能损现象． （3）铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损现象． 说明：大型变压器能量损失都很小，可看作理想变压器，本章研究的变压器可当作理想变压器处理． 2．理想变压器的变压原理 变压器工作的原理是互感现象，互感现象即是变压器变压的成因．当变压器原线圈上加上交变电压，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中都要引起感应电动势．如果副线圈电路是闭合的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变磁通量．这个交变磁通量既穿过副线圈，也穿过原线圈，在原、副线圈中同样要引起感应电动势．在原、副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象． 在变压器工作时，由于原、副线圈使用同一个铁芯，因而穿过原、副线圈（每匝）的磁通量Φ及磁通量的变化率均相同，在原、副线圈产生的感应电动势与它们的匝数成正比． 3．能量转换：变压器是把电能转化为磁场能又把磁场能转化为电能的装置．
高中物理：变压器练习题 1.如图所示四个电路,能够实现升压的是( ) 【解析】选D。变压器只能对交变电流变压,不能对直流电变压,故A、B错误。由于电压与线圈匝数成正比,所以D项能实现升压。 2.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则( ) A.U=66V,k= B. U=22V,k= C.U=66V,k= D.U=22V,k= 【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析： (1)掌握变压器的功率、电压、电流关系。 (2)根据变压器的匝数比推出原、副线圈的电流比,求得k值。 (3)根据变压器的电压关系和电路的特点求得电压。 【解析】选A。由于变压器的匝数比为3∶1,可得原、副线圈的电流比为1∶3,根据 P=I2R可知原、副线圈中电阻R的功率之比k=,由=,其中U 2=U,则U 1 =3U,结合原、 副线圈的电流比为1∶3,可得原线圈中电阻R上的电压为,所以有3U+=220V,得
U=66V,故选项A正确。 【补偿训练】如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压—时间图 像。原、副线圈匝数比n 1∶n 2 =10∶1,串联在原线圈电路中的交流电流表的示数为1A, 则( ) A.变压器原线圈所接交流电压的有效值为311 V B.变压器输出端所接电压表的示数为22V C.变压器输出端交变电流的频率为50 Hz D.变压器的输出功率为220W 【解析】选C。变压器原线圈所接交流电压的有效值为U 1 =V=220 V,选项A错误； 变压器输出端所接电压表的示数为U 2=U 1 =×220V=22 V,选项B错误；变压器输 出端交变电流的频率为f=Hz=50 Hz,选项C正确；变压器的输出功率等于输入功 率,P=U 1I 1 =220×1W=220 W,选项D错误。故选C。 3.(多选)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的滑片。下列说法正确的是( )
, > ; 1．交变电流产生( （b）、（c）、（(d)为直流其中 （ （二）、正弦交流的产生及变化规律。 】 (1)、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律 产生: 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生的 描 述 瞬时值:I=I m sinωt 峰值:I m= nsBω/R 有效值:2 / m I I= 周期和频率的关系:T=1/f ~ 图像：正弦曲线 电感对交变电流的作用：通直流、阻交流，通低频、阻高频 应 用 ~ 交 变 电 流 电容对交变电流的作用：通交流、阻直流，通高频、阻低频 > 变 压 器 变流比： ， 电能的输送 原理：电磁感应 变压比：U1/U2=n1/n2 只有一个副线圈：I1/I2=n2/n1 有多个副线圈：I1n1= I2n2= I3n3=…… 功率损失： 线 损 R ） U P （ P2 = 电压损失： 线 损 R U P U= 远距离输电方式：高压输电
变化的。即正弦交流。 (2)、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。 (3)、规律：从中性面开始计时，则e=NBS ωsin ωt 。用εm 表示峰值NBS ω则e=εm sin ωt 在纯电阻电路中, 电流I= R R e m ε= sin ωt=I m sin ωt ，电压u=U m sin ωt 。 2、表征交变电流大小物理量 (1)瞬时值：对应某一时刻的交流的值 用小写字母x 表示，e i u (2)峰值：即最大的瞬时值。大写字母表示，U m Ｉm εm εm = nsB ω Ｉm =εm / R 注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为εm =NBS ω，即仅由匝数N ，线圈面积S ，磁感强度B 和角速度ω四个量决定。与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。 ' (3)有效值： a 、意义：描述交流电做功或热效应的物理量 b 、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。 c 、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= 2m ε I=2 m I U=2m U 。 注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= 2 m ε，U=22m m I I U =的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系， 但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=I m 。 e 、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电压表的读数是有效值。对于交流电 若没有特殊说明的均指有效值。 f 、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。 (4)峰值、有效值、平均值在应用上的区别。 | 峰值是交流变化中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义。若对含电容电路，在判断电容
高中物理-理想变压器的原理和制约关系练习一、选择题 1．如图所示为理想变压器，三个灯泡L 1、L 2 、L 3 都标有“6V，6W”，L4标有“6V，12W”，若它 们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1 ∶n2和ab间电压分别为 A．2 ∶1，24V B．2 ∶l，30V C．1 ∶2，24V D．1∶2，30V 【参考答案】B 【名师解析】L2、L3 并联后与 L4 串联，灯泡正常发光．说明副线圈电压为U2=12V；副线圈功率为P2=6W+6W+12W=24W，根据P2= U2 I2得I2=2A.。根据变压器的输入的功率和输出的功率相等，P2= P1=U1I1，而I2=2I1，所以U1=24V；根据变压器变压公式，电压与匝数成正比，得n1 ∶n2= U1 ∶U2=2 ∶l，所以Uab=U1+U L1=(24+6)V=30V，选项B正确。 2. 将u=2202sin100πt V的电压输入如图所示的理想变压器的原线圈，原副线圈的匝数比为 n 1 ∶n2=55∶1，R=10Ω，则下列说法正确的是 A．该交流电的频率为100Hz B．闭合开关S后，电流表的读数为0.22A C．闭合开关S后，电阻消耗的电功率为1.6W D．断开开关S后，电流表的读数为0.22A
【参考答案】C 3．如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为u＝2202sin 100πt(V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V,22 W”的灯泡10个，灯泡均正常发光。除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是( ) A．变压器原、副线圈匝数比为102∶1 B．电流表示数为1 A C．电流表示数为10 A D．副线圈中电流的频率为5 Hz 【参考答案】B 【名师解析】由原线圈电压瞬时值表达式可知，原线圈输入电压有效值为220 V，交变电流的 频率f＝1 T ＝ ω 2π ＝50 Hz，D项错；副线圈上灯泡正常发光，说明副线圈输出电压有效值为22 V， 由理想变压器变压规律可知，n 1 n 2 ＝ U 1 U 2 ＝10，A项错；由灯泡电功率P＝UI可知，通过每只灯泡 的电流为1 A，故副线圈输出电流为10 A，由理想变压器变流规律可知，I 2 I 1 ＝10，所以原线圈 中电流的有效值为1 A，B项正确，C项错。 4．(多选)如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为11∶1，R＝1 Ω，原线圈允许通过电流的最大值为1 A，副线圈ab两端电压随时间变化图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
变压器专题练习题 1.对于理想变压器下，下列说法中正确的是 ( ) A.原线圈的输入功率，随副线圈输出功率增大而增大 B.原线圈的输入电流随副线圈输出电流的减小而增大 C.原线圈的电压，不随副线圈输出电流变化而变化 D.当副线圈电流为零时，原线圈电压为零 2.一个正常工作的理想变压器原副线圈中，下列哪个物理量不一定相等 ( ) A.交流的频率 B.电流的有效值 C.电功率 D.磁通量的变化率 3.如图所示，理想变压器的输入端电压 u=311 sin100 πt(V) ，原副线圈的匝数之比为:n1 :n2=10:1 ；若图中电流表读数为 2 A ，则 ( ) A.电压表读数为 220 V B.电压表读数为 22 V C.变压器输出功率为 44 W D.变压器输入功率为 440 W 4.如图所示， M 为理想变压器，电源电压不变，当变阻器的滑动头 P 向上移动时，读数发生变化的电表是 ( ) A.A1 B.A2 C.V1 D.V2 5.图所示，为理想变压器所接电源电压的波形，已知原，副线圈的匝数之比 n1: n2=10:1 ，串联在原线圈电路中的电流表的示数为1 A ，下列说法正确的为 ( ) A.变压器输出端所接电压表的示数为 222 V B.变压器的输出功率为 220 W
C.若 n1=100 匝，则穿过变压器每匝副线圈的磁通量的变化率的 最大值为 2.2 2Wb/s D.变压器输出的交流电的方向，每秒钟改变 100 次 6.如图所示，一理想变压器初次级线圈的匝数比为3:1，次级接 三个相同的灯泡，均能正常发光，初级线圈中串有一个相同的灯泡L， 则 ( ) A.灯L也能正常发光 B.灯L比另三灯都暗 C.灯L将会被烧坏 D.不能确定 7.图所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图示变压 器的铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量 都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知圈1、2的 匝数之比为N1:N2=2:1，在不接负载的情况下 ( ) A.当线圈1输入电压220V，线圈2输出电压为110V B.当线圈1输入电压220V，线圈2输出电压为55V C.当线圈2输入电压为110V时，线圈1电压为220V D.当线圈2输入电压为110V时，线圈1电压为110V 8.如图所示，某理想变压器的原副线圈的匝数均可调节，原线 圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，在其他条件不变的情况 下，为了使变压器输入功率增大，可使 ( ) A.原线圈匝数n1增加 B.副线圈匝数n2增加 C.负载电阻R的阻值增大 D.负载电阻R的阻值减小 9.一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正 常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2，I1和I2，P1 和P2，已知n1＞n2，则（） A.U1＞U2，P1＜P2 B.P1=P2，I1＜I2 C.I1＜I2，U1＞U2 D.P1＞P2，I1＞I2
2015届高中物理交变电流专项复习 知识梳理： 一、交变电流 1.交变电流：电流强度的大小和方向 ，这种电流叫交变电流。 2.交变电电流的产生和变化规律 （1）产生：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈产生的是 交变电流. （2）规律（瞬时值表达式）： ①中性面的特点： ②变化规律：（交变电流瞬时值的表达式） 电动势： 电压： 电流： ③正弦（余弦）交变电流的图象 二、描述交变电流的物理量 1. 交变电流的最大值： （1）交变电流的最大值（m m I E 、）与 无关，但是转动轴应与磁感线 . （2）某些电学元件（电容器、晶体管等）的击穿电压指的是交变电压的最大值. 2.交变电流的有效值： （1）有效值是利用 定义的.（即 ，则直流电的数值就是该交流电的有效值.） （2）正弦交变电流的有效值： （3）通常说的交变电流的电压、电流强度以及交流电表的读数、保险丝的熔断电流的值，都是指交变电流的 值.此外求解交变电流的电热问题时，必须用 值来进行计算. 3.交变电流的周期、频率、角速度：
（1）周期T：交变电流完成一次周期性变化所需的时间. （2）频率f：1s内完成周期性变化的次数. （3）角速度ω：1s内转过的角度. （4）三者关系： 我国民用交变电流的周期T= s、频率f= Hz、角速度ω= rad/s. 4.交变电流平均值： （1）交变电流图象中图象与t轴所围成的面积与时间的比值叫做交变电流的平均值. （2）平均值是利用来进行计算的，计算时只能用平均值. 三、电感和电容对交流的作用 电感是“通流、阻流、通频、阻频”. 电容是“通流、隔流、通频、阻频”. 四、变压器 1.变压器的构造图： 2.变压器的工作原理： 3. 理想变压器 （1）电压跟匝数的关系： （2）功率关系： （3）电流关系： （4）决定关系：
高中物理之变压器知识点 理想变压器是高中物理中的一个理想模型，它指的是忽略原副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器。实际生活中，利用各种各样的变压器，可以方便的把电能输送到较远的地区，实现能量的优化配置。在电能输送过程中，为了达到可靠、保质、经济的目的，变压器起到了重要的作用。 变压器 理想变压器的构造、作用、原理及特征 构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁芯上构成变压器。 作用：在输送电能的过程中改变电压。 原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。 特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交变电压。 理想变压器的理想化条件及其规律 在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律有：
忽略原、副线圈内阻，有U1＝E1，U2＝E2 另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有 ，由此便可得理想变压器的电压变化规律为。在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有P1=P2 而P1=I1U1，P2=I2U2，于是又得理 想变压器的电流变化规律为 由此可见： （1）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（实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因数的差别。） （2）理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想条件下的新的表现形式。 规律小结 （1）熟记两个基本公式 即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数
【*例1】一只电阻、一只电容器、一只电感线圈并联后接入手摇交流发电机的输出端．摇动频率不断增加，则通过它们的电流I R、I C、I L如何改变 [ ] A．I R不变、I C增大、I L减小 B．I R增大、I C增大、I L减小 C．I R增大、I C增大、I L不变 D．I R不变、I C增大、I L不变 解答：应选C． 点拨：手摇发电机的磁场、线圈形状和匝数都是不变的，输出电压与频率成正比．纯电阻电路中，电阻R与频率无关，I R＝U/R，所以I R与频率成正比；纯电容电路中，容抗X C＝1/2πfC，I C＝U/X C＝2πfCU，与频率的二次方成正比；纯电感电路中，X L＝2πfL，I L＝U/X L＝U/2πfL，与频率无关． 【例2】图18－17为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上．已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1，那么灯泡正常工作时，图中的电压表读数为________V，电流表读数为________A． 解答：由公式U1/U2＝n1/n2，得U1＝U2n1/n2＝216(V)； 因理想变压器的初、次级功率相等， 所以I1＝P1/U1＝P2/U2＝0.46(A) 即电压表、电流表读数分别为216V、0.46A． 点拨：分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系、特别是初、次级功率相等的关系． 【例3】如图18－18所示，甲、乙两电路是电容器的两种不同的接法，它们各在什么条件下采用？应怎样选择电容器？
点拨：关键是注意容抗与交流电的频率成反比．甲应是电容较大的电容器，乙应是电容较小的电容器． 参考答案 甲是电容较大的电容器通交流，阻直流、乙是电容较小的电容器通直流，去掉交流． 【例4】如图18－19所示，理想变压器的两个次级线圈分别接有“24V 12W”、“12V 24W”的灯泡，且都正常发光，求当开关断开和闭合时，通过初级线圈的电流之比． 点拨：关键是初、次级功率始终相等． 参考答案：1∶3． 跟踪反馈 1．如图18－20所示，一平行板电容器与一个灯泡串联，接到交流电源上，灯泡正常发光，下列哪种情况可使灯泡变暗 [ ] A．在电容器两极间插入电介质 B．将电容器两板间的距离增大 C．错开电容器两极的正对面积 D．在电容器两极间插入金属板(不碰及极板) 2．关于电子电路中的扼流圈，下列说法正确的是 [ ] A．扼流圈是利用电感线圈对交流的阻碍作用来工作的 B．高频扼流圈的作用是允许低频交流通过，而阻碍高频交流通过
高二物理交流电专题训练及答案（全套） 一、交变电流变化规律练习题 一、选择题 1．下面哪些因素影响交流发电机产生的电动势的最大值【】 A．磁感强度B．线圈匝数 C．线圈面积D．线圈转速 E．线圈初始位置 2．甲、乙两电路中电流与时间关系如图1，属于交变电流的是【】A．甲乙都是B．甲是乙不是 C．乙是甲不是D．甲乙都不是
3．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图2，则在时刻【】 A．t1，t3线圈通过中性面 B．t2，t4线圈中磁通量最大 C．t1，t3线圈中磁通量变化率最大 D．t2，t4线圈平面与中性面垂直
4．如图3，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，当转到图示位置时，线圈的【】 A．磁通变化率为零 B．感应电流为零 C．磁力矩为零 D．感应电流最大 D 5．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是【】A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C．线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次 D．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次
6．下列说法正确的是【】 A．使用交流的设备所标的电压和电流都是最大值 B．交流电流表和电压表测定的是有效值 C．在相同时间内通过同一电阻，跟直流电有相同热效应的交变电流值是交流的有效值 D．给定的交变电流值在没有特别说明的情况下都是指有效值 7．四个接220V交流的用电器，通电时间相同，则消耗电能最多的是【】
A．正常发光的额定功率为100W的灯泡 B．电流最大值为0.6A的电熨斗 C．每秒发热1·70j的电热器 D．额定电流I=0.5A的电烙铁 8．如图4所示的交流为u=311sin（314t+π/6）V，接在阻值220Ω的电阻两端，则【】 A．电压表的读数为311V B．电流表读数为1.41A C．电流表读数是1A D．2s内电阻的电热是440J 二、填空题 为______，频率为______，接上R=10Ω电阻后，一周期内产生的热量为______ 10．正弦交变电流图象如图6所示，其感应电动势的最大值为
交变电流知识点总结 一、交变电流 1定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，称为交变电流，简称交流，用符号“~”表示。 2特点：电流方向随时间做周期性变化，是交流电最主要的特征，也是交流电与直流电最主要的区别。 3、正弦式交变电流 交流电产生过程中的两个特殊位置 中性面位置与中性面垂直的位置 图像
4、描述交变电流的物理量 4.1周期和频率 （1）周期：交变电流完成一次周期性变化所需要的时间叫做交变电流的周期，用符号T 表示，其单位是秒（s ）。 （2）频率：交变电流在1s 内完成周期性变化的次数叫做交变电流的频率，用符号f 表示，其单位是赫兹（Hz ）。 5、解题方法及技巧 5.1正弦交变电流图像的信息获取 ?? →?? ?? →?? ?? →?? 直接读取：最大值、周期最大值有效值图像信息间接获取周期频率、角速度、转速瞬时值线圈的位置 5.2交变电流有效值的求解方法 （1）对于按正（余）弦规律变化的电流，可利用交变电流的有效值与峰值的关系求解，即 E =、U =、I 。 （2）对于非正（余）弦规律变化的电流，可从有效值的定义出发，由热效应的“三同原则”（同电阻、同时间、同热量）求解，一般选一个周期的时间计算。 5.3交变电流平均值和有效值的区別 求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，q It =。平均值的计算需用E t Φ ?= ?和
E I R = 。切记12 2 E E E +≠，平均值不等于有效值。 三、变压器和远距离输电 1、变压器的构造 如图甲所示为变压器的结构图，它是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。跟电源相连的叫原线圈；另一^线圈跟负载连接，叫副线圈。铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。图乙是电路符号。 2、工作原理 变压器的工作原理是电磁感应的互感现象。当在原线圈上加交变电流时，电流的大小和方向不断改变，它在铁芯中产生交变的磁场，穿过副线圈，变化的磁场在副线圈上产生感应电动势。这样原、副线圈在铁芯中的磁通量发生了变化，从而发生互感现象，产生了感应电动势。 3、能量转化过程 →→原线圈的电能 磁场能副线圈的电能 续表
高中物理交流电总结知识要点： 1、交流电 交流电的产生和变化规律 公式 图象 表征交流电的物理量 最大值、瞬时值、有效值； 周期、频率 交流电能的传输——变压器——远距离送电 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 2、基本要求： （1）理解正弦交流电的产生及变化规律 ①矩形线圈在匀强磁场中，从中性面开始旋转，在已知B、L、ω情况下，会写 出正弦交流电的函数表达式并画出它的图象。 ②函数表达式与图象相互转换。 （2）识记交流电的物理量，最大值、瞬时值、有效值；周期、频率、角频率； （3）理解变压器的工作原理及初级，次级线圈电压，电流匝数的关系。理解远距离输电的特点。 （4）了解三相交流电的产生。 一、交流电的产生及变化规律： 1、产生：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。 矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于匀强磁场的线圈的对称轴作匀速转动时，如图5—1所示，产生正弦（或余弦）交流电动势。当外电路闭合时形成正弦（或余弦）交流电流。 图5—1 2、变化规律： （1）中性面：与磁力线垂直的平面叫中性面。 线圈平面位于中性面位置时，如图5—2（A）所示，穿过线圈的磁通量最大，
但磁通量变化率为零。因此，感应电动势为零 。 图5—2 当线圈平面匀速转到垂直于中性面的位置时（即线圈平面与磁力线平行时） 如图5—2（C ）所示，穿过线圈的磁通量虽然为零，但线圈平面内磁通量变化率最大。因此，感应电动势值最大。 εωm N B l v N B S ==2·······（伏） （N 为匝数） （2）感应电动势瞬时值表达式： 若从中性面开始，感应电动势的瞬时值表达式：e t m =ε ω·sin （伏）如图 5—2（B ）所示。 感应电流瞬时值表达式：i I t m =·sin ω（安） 若从线圈平面与磁力线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为： e t m = εω·c o s （伏）如图5—2（D ）所示。 感应电流瞬时值表达式：i I t m =·c o s ω（安） 3、交流电的图象： e t m =εω·sin 图象如图5—3所示。 e t m =εω·c o s 图象如图5—4所示。 想一想：横坐标用t 如何画。 4、发电机：
变压器 【学习目标】 1．知道原线圈（初级线圈）、副线圈（次级线圈）的概念。 2．知道理想变压器的概念，记住电压与匝数的关系。 3．知道升压变压器、降压变压器概念。 4．会用1 122 U n U n =及1122I U I U =（理想变压器无能量损失）解题。 5．知道电能输送的基本要求及电网供电的优点。 6．分析论证：为什么在电能的输送过程中要采用高压输电。 7．会计算电能输送的有关问题。 8．了解科学技术与社会的关系。 【要点梳理】 要点一、 变压器的原理 1．构造：变压器由一个闭合的铁芯、原线圈和副线圈组成，两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。是用来改变交流电压的装置（单相变压器的构造示意图及电路图中的符号分别如图甲、乙所示）。 2．工作原理 变压器的变压原理是电磁感应。如图所示，当原线圈上加交流电压U 时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势。如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势。由于这种互相感应的互感现象，原、副线圈间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈。其能量转换方式为：原线圈电能→磁场能→副线圈电能。 要点诠释： （1）在变压器原副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫做互感现象。 （2）互感现象是变压器工作的基础：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能
向磁场能再到电能的转化。 （3）变压器是依据电磁感应工作的，因此只能工作在交流电路中，如果变压器接入直流电路，原线圈中的电流不变，在铁芯中不引起磁通量的变化，没有互感现象出现，变压器起不到变压作用。 要点二、 理想变压器的规律 1．理想变压器 没有漏磁（磁通量全部集中在铁芯内）和发热损失（原、副线圈及铁芯上的电流的热效应不计）的变压器，即没有能量损失的变压器叫做理想变压器。 要点诠释： （1）因为理想变压器不计一切电磁能量损失，因此，理想变压器的输入功率等于输出功率。 （2）实际变压器（特别是大型变压器）一般都可以看成是理想变压器。 2．电压关系 根据知识点一图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为12n n 、，原线圈两端加交变电压1U ，通过闭合铁芯的磁通量发生改变。由于穿过原、副线圈的磁通量变化率相同，在原、副线圈两端分别产生感应电动势12E E 、，由法拉第电磁感应定律得11ФE n t ?=?，22ФE n t ?=?，于是有1122E n E n =。 对于理想变压器，不考虑原、副线圈的电压损失，则11U E =，22U E =，即 1122U n U n =。同理，当有几组副线圈时，则有 312123U U U n n n ===L 要点诠释： （1）1122 U n U n =，无论副线圈一端是空载还是有负载，都是适用的。 （2）据 1122U n U n =知，当21n n ＞时，21U U ＞，这种变压器称为升压变压器；当21n n ＜时，21U U ＜，这种变压器称为降压变压器。 （3）变压器的电动势关系、电压关系是有效值（或最大值）间的关系。 3．功率关系：对于理想变压器，不考虑能量损失，P P =入出。 4．电流关系：由功率关系，当只有一个副线圈时：1122I U I U =，得122211I U n I U n ==；
高中物理：变压器教学设计 设计思想 一、教学目标 知识技能 1. 知道变压器的构造。 2. 理解变压器的工作原理。 3. 理解变压器的变压比、变流比,并能解决有关变压器的基本问题。 4. 了解常见的几种变压器。 过程方法 通过让学生自己动手可拆变压器,激发学生对科学的兴趣和热情,使他们了解变压器在生活中的应用。 情感态度与价值观 1．在自主实验和逐步探究的学习过程中,培养细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。 2．培养学生实事求是的科学态度。 二、教学重点 变压器工作原理 三、教学难点 变压器是如何将原线圈的电能传输给副线圈的 四、教学过程 1．创设问题情境,引入新课题 师：请同学们思考,若将额定电压为6Ｖ的小灯泡直接接到照明电源上,会出现什么现象？ 生：因为电源电压（220Ｖ）远大于小灯泡的额定电压（6Ｖ）,小灯泡会立即烧毁．
师：现在只有照明电源,根据以前所学的电路知识,你有办法使小灯泡正常工作吗？ 生：可以,拿一个适当阻值的电阻与小灯泡串联,接入照明电路中． 师：那么,你认为用这一办法时电源电能的利用率怎样？ 生：因为分压,电阻上的电压较大,消耗较大的电功率,所以这时电源电能的利用率并不高． 师：能否设计一种办法或装置,使电源损失较小的电能而又能使小灯泡正常工作呢？事实上,上述矛盾在现实中普遍存在．在日常生活、生产中使用的各种用电设备,需要的电压不是都一样的．在由统一的电源供电的情况下,为适应这些不同的电压需要,就要有一种能改变电压的电气设备——变压器,那么它是怎样实现改变电压的目的呢？今天我们就来研究这一课题． 2．变压器的构成 拆开可拆变压器的各组成部分,让学生观察并回答其基本组成．用投影显示出单相变压器的结构示意图及电路图符号 与交流电源连接的线圈叫原线圈,也叫初级线圈,匝数1n ；与负载相连接的线圈叫副线圈,也叫次级线圈,匝数2n 。1U 为输入电压,2U 为输出电压 3．探究变压器工作原理 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上,一个线圈连接到交流电源的两端,另一个线圈连接到小灯泡上,连通电路,发现小灯泡会亮。 若把原线圈与直流电源连接,发现在电路接通瞬间灯泡亮一下,然后熄灭, 铁芯 副线圈原线圈U 112n n U 2
【交变电流】专题测试 (满分共100分 时间45分钟) 一、选择题(共12个小题，每小题5分，共60分.1～7题为单选题，8～12题为多选题．) 1．一矩形线框在匀强磁场内绕垂直于磁场的轴匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图象如图所示，下列说法中正确的是( ) A ．t ＝0时刻线框平面与磁场方向平行 B ．交流电压的频率为4 Hz C ．1 s 末线框平面垂直于磁场方向，通过线框的磁通量变化最快 D ．2 s 末线框平面垂直于磁场方向，通过线框的磁通量最大 2．教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R 供电，电路如图所示，理想交流电流表A 、理想交流电压表V 的读数分别为I 、U ，R 消耗的功率为P .若发电机线圈的转速变为原来的1 2 ，则( ) A ．R 消耗的功率变为1 2P B.电压表V 的读数变为1 2U C ．电流表A 的读数变为2I D.通过R 的交变电流频率不变 3.如图所示，理想变压器原线圈接在有效值不变的正弦交流电源上，图中各电表均为理想电表．当滑动变阻器R 的滑片向下滑动时，下列说法正确的是( ) A ．灯泡L 变亮 B ．电流表的示数增大 C ．电压表的示数不变 D ．变压器的输入功率不变 4．一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 正． 该电阻上电压的峰值均为u 0，周期均为T ，
如图所示．则Q 方∶ Q 正等于( ) A ．1∶2 B.2∶1 C ．1∶2 D.2∶1 5．图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2＝5∶1，电阻R ＝20 Ω，L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡，S 1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u 随时间t 的变化关系如图乙所示．现将S 1接1、S 2闭合，此时L 2正常发光．下列说法正确的是( ) A ．只断开S 2后，原线圈的输入功率增大 B ．输入电压u 的表达式u ＝202sin(50πt )V C ．若S 1换接到2后，原线圈的输入功率为1.6 W D ．若S 1换接到2后，R 消耗的电功率为0.8 W 6．如图所示，理想变压器原副线圈上分别接有定值电阻R 1、R 2，其中R 1＝8 Ω，R 2＝10 Ω，原副线圈的匝数之比n 1∶n 2＝4∶1，电阻R 2两端电压为10 V ，则交流电源电压U 为( ) A ．42 V B.48 V C ．45 V D.40 V 7．如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，两根输电线的电阻均为r .以下说法正确的是( ) A ．升压变压器原线圈磁通量的变化周期小于副线圈磁通量的变化周期 B ．用电设备消耗的功率取决于发电机的输出功率 C ．如果升压变压器原线圈的电压恰好等于降压变压器副线圈的电压，则n 2n 1＞n 3 n 4 D ．输电线路上损失的功率只与输电线电阻r 有关