交变电流学案课件练习。

作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，高中教师要准备好教案，这是教师工作中的一部分。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收，帮助高中教师能够井然有序的进行教学。您知道高中教案应该要怎么下笔吗？小编为此仔细地整理了以下内容《交变电流学案课件练习》，供大家参考，希望能帮助到有需要的朋友。

交变流电学案
[学习目标]
1、理解交变电流的产生原理及变化规律；
2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系；
3、理解电感、电容器对交变电流有阻碍作用的原因？
[自主学习]
一、交变电流的产生
1、什么是中性面？
2、当线圈处于中性面时，穿过线圈的磁通量，感应电流为，而当线圈垂直于中性面时，穿过线圈的磁通量为，感应电流。
3、线圈每转动一周，电流方向改变次，电流方向改变时，线圈处于什么位置？我国日常生活中使用的交变电流一秒中电流方向改变次。
二、交变电流的描述
1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？
2、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是：，是不是对一切交变电流都是如此？

3、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？

三、电感、电容
1、试分析电感电容器对交变电流有阻碍作用的原因？感抗与容抗与那些因素有关？有什么关系？

2、扼流圈分为低频扼流圈和高频扼流圈：那低频扼流圈的作用是：，高频扼流圈的作用是：。

[典型例题]
例1：一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下列说法中正确的是（）
A、t1时刻通过线圈的磁通量为零；
B、t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；
C、t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；
D、每当e改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大

例2、如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象，
此交变电流的有效值（）
A、52AB、5A
C、3.52AD、3.5A

例3：如图，矩形线圈面积为s，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感强度为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。求：
⑴、写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；
⑵、如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；
⑶、当线圈由图示位置转过900的过程中，电阻R上所产生的热量；
⑷、当线圈由图示位置转过900的过程中，通过电阻R的电荷量。

[针对训练]
1、交流发电机在工作时电动势为e=Emsinωt，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为（）
A、e=Emsin（ωt/2）B、e=2Emsin（ωt/2）
C、e=Emsin2ωtD、e=Em/2sin2ωt

2、一电热器接在10v的电源上，产生的热功率为P,把它改接到另一正弦交变电路中，要使产生的热功率为原来的一半，如果忽略电阻值随温度的变化，则该交变电流的电压的最大值为等于（）
A、5vB、14vC、7.1vD、10v

3、如图是一个正弦交变电流的i—t图象，根据这一图象，该交流电的瞬时值表达式为
A,它的有效值为A。

4、如图所示，A、B、C为三个相同的灯泡，a、b、c为与之串联的三个元件，E1为直流电源，E2为交流电源。当开关S接“1”时，A、B两灯均正常发光，C灯不亮。S接“2”时，A灯仍正常发光，B灯变暗，C灯正常发光。由此可知，a元件应是b元件应是c元件应是。

5、一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场方向与轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，则磁感应强度B=，在t=T/12时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于。

6、如图所示，表示一交流电的电流随时间的变化图象，
其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该交流电的
有效值为多少？

7、如图所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数N=100，线圈电阻r=3Ω，ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感应强度B=0.5T，
电阻R=311Ω，当线圈以n=300r/min的转速匀速转动时，求：
⑴感应电动势的最大值；
⑵t=0时刻，线圈在图示位置，写出此交变电流电动势的瞬时值表达式；
⑶此电压表的示数是多少？

[能力训练]
1、如图甲中所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示，下列论述正确的是（）
A、t1时刻线圈中感应电动势最大；
B、t2时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直；
C、t3时刻线圈平面与中性面重合；
D、t4、t5时刻线圈中感应电流方向相同

2、已知交变电流i=Imsinωt,线圈从中性面开始转动，转动了多长时间，其瞬时值等于有效值（）
A、2π/ωB、π/2ωC、π/4ωD、π/2ω

3、如图，[形金属导轨水平放置，导轨上跨接一
金属棒ab，与导轨构成闭合电路，并能在导轨上自由滑动，在导轨左侧与ab平行放置的导线cd中。通有如图所示的交变电流。规定电流方向自c向d为正，则ab棒受到向左的安培力的时间是（）
A、0—t1B、t1—t2
C、t2—t3D、t3—t4

4、在如图所示电路图中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压u=2202sin100πtV，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，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

5、如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是（）
A、把电介质插入电容器，灯泡变亮；
B、增大电容器两板间的距离，灯泡变亮；
C、减少电容器两板间的正对面积，灯泡变暗；
D、使交变电流频率减小，灯泡变暗

6、如图所示，有一闭合的正方形线圈，匝数N=100，边长为10cm，线圈总电阻为10Ω，线圈绕OO’轴在B=0.5T的匀强磁场中转动，每分钟转1500转，则线圈平面从图示位置转过30度时，感应电动势的值是V。

7、一交流电压的瞬时值表达式为U=15sin100πt，将该交流电压加在一电阻上，产生的电功率为25W，那么这个电阻的阻值Ω。

8、有一交流电压的变化规律为U=311sin314t，若将辉光电压是220V的氖管接上此交流电压，则在1s内氖管发光的时间为多少？
9、一小型发电机内的矩形线圈在匀速磁场中以恒定的角速度
ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100，穿过每
匝的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻
r=5.0Ω，外电路电阻R=95Ω。已知感应电动势的最大值
Em=nωΦm。其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值。
求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数？
OO`轴以n=10r/s的转速匀速转动，磁场的磁感应强度B=0.1T，
线圈的匝数N=100匝，电阻r=1Ω。线圈两端分别接在两个固定
于OO`轴上且彼此绝缘的金属滑环上，外电路接有R=9Ω的电阻
，并接有一只理想交流电压表。求：
⑴、电压表的读数；
⑵、若从线圈通过中性面开始计时，转过900过程中，通过电阻R的电荷量；
⑶、在1min内，作用在线圈上的外力所做的功是多少？

11．将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是()
A．电路中交变电流的频率为0.25Hz
B．通过电阻的电流为A
C．电阻消耗的电功率为2.5W
D．用交流电压表测得电阻两端的电压是5V

12．如图甲所示电路，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中错误的是（）
A．交流电压的有效值为100V
B．电流表示数为2A
C．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14rad/s
D．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍

13．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知（）
A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin(25t)V
B．该交流电的频率为25Hz
C．该交流电的电压的有效值为
D．若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率时50W
14A．如图a所示，AB两端接直流稳压电源，UAB＝100V，R0＝40W，滑动变阻器总电阻R＝20W，当滑动片处于变阻器中点时，C、D两端电压UCD为V,通过电阻R0的电流为______A。

14B．如图b所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值UAB＝100V，R0＝40W，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值UCD为V，通过电阻R0的电流有效值为______A。

15．电阻R1、R2与交流电源按照图1方式连接，R1=10Ω，R2=20Ω。合上开关S后，通过电阻R1的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。则()
A．通过R1的电流有效值是1.2A
B．R1两端的电压有效值是6V
C．通过R2的电流最大值是1.2A
D．R2两端的电压最大值是6V

16．图a为某型号电热毯的电路图，将电热丝接在u＝156sin120πtV的电源上，电热毯被加热到一定温度后，由于P的作用使输入的正弦交流电仅有半个周期能够通过，即电压变为图b所示波形，从而进入保温状态，则此时交流电压表的读数是()
A．156VB．110VC．78VD．55V

17．两个相同的灯L1和L2，接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当a、b处接电压最大值Um、频率f为的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度高于灯L2的亮度，新电源的电压最大值和频率可能是（）
A．最大值仍为Um，而频率大于f
B．最大值仍为Um，而频率小于f
C．最大值大于Um，而频率仍为f
D．最大值小于Um，而频率仍为f

18、如图2所示电路中，如果交流电的电压不变而频率降低，则三盏电灯的亮度变化情况是（）
A、三盏电灯的亮度都不变；
B、L1的亮度变亮，L2的亮度变暗，L3的亮度不变；
C、L2的亮度变亮，L1的亮度变暗，L3的亮度不变；
D、L1的亮度变亮，L3的亮度变暗，L2的亮度不变。

19．“二分频”音箱内有高频、低频两个扬声器。音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低两个频段分离出来，送往相应的扬声器。图为音箱的简化电路图，高低频混合电流由a、b端输入，L是线圈，C是电容器。则下列判断中正确的是()
A．甲扬声器是低频扬声器
B．C的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器
C．L的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器
D．乙扬声器中的电流的最大值一定比甲中的大

20.如图14-14所示，边长为L的正方形线圈abcd的匝数为n，线圈电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B，现在线圈以OO′为轴，以角速度ω匀速转动，求：
⑴闭合电路中电流瞬时值的表达式
⑵线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上产生的热量
⑶线圈从图示位置转过90°的过程中通过R的电荷量
⑷电阻R上的最大电压

21．用单位长度电阻为r0=0.05Ω/m的导线绕制一个n=100匝、边长a=0.20m的正方形线圈，线圈两端与阻值R=16Ω的电阻连接构成闭合回路，如图甲所示。线圈处在均匀磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B的大小随时间变化的关系如图乙所示。求：
（1）在0～1.0×10-2s时间内，通过电阻R的电荷量；
（2）1min内电流通过电阻R所产生的热量；
（3）线圈中所产生的感应电流的有效值。
交流电学案答案
自主学习：
一、交变电流的产生
1：线圈平面与磁场垂直时的平面叫做中性面
2：最大，零，零，最大。
3：2，中性面，100。
二、交变电流的描述
1：最大值：,
瞬时值：从线圈转至中性面开始计时（从转至平行磁感线开始计时
），
有效值：
平均值：
2：不是
3：有效值：通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表读数；交流电器的额定电压、额定电流，保险丝的电流等都是指有效值，求解交流电产生的热量问题时用有效值。
最大值：电容器的耐压值是最大值
平均值：若计算通过电路某一截面的电量,需用电流的平均值
三、电感、电容
1:
2：通直流，阻交流，
通低频，阻高频。

典型例题：例1：D例2：B
针对训练：1：C，2：D，，4：a电阻，b电感线圈，c电容
5:ACD，

能力训练：1：BC，2：C，3：AC，4：BC，5：ACD，
7：4.5Ω，8：0.5s，9：，10：；0.01C；，11:C，12：C，13：BD，14：80V、2A，15：BD，16：C，17：A，18：B，19：AB，
20：

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第五章交变电流学案课件练习

一名优秀的教师就要对每一课堂负责，作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来，帮助教师提高自己的教学质量。所以你在写教案时要注意些什么呢？急您所急，小编为朋友们了收集和编辑了“第五章交变电流学案课件练习”，仅供参考，欢迎大家阅读。

(时间60分钟，满分100分)
一、选择题(本题共9小题，每小题7分，共63分。每小题至少有一个选项符合题意，选对但不全的得3分，有错选的得0分)
1．(2012大纲全国卷)一台电风扇的额定电压为交流220V。在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图1所示。这段时间内电风扇的用电量为()
A．3.9×10－2度图1
B．5.5×10－2度
C．7.8×10－2度
D．11.0×10－2度
解析：根据电流的变化情况，分段计算求电功
W1＝I1Ut1＝0.3×220×10×60J＝3.96×104J
W2＝I2Ut2＝0.4×220×10×60J＝5.28×104J
W3＝I3Ut3＝0.2×220×40×60J＝1.056×105J
则总功W＝W1＋W2＋W3＝1.98×105J＝5.5×10－2度，选项B正确。
答案：B
2．一个阻值为2Ω的线圈在匀强磁场中转动，产生的电动势为e＝102sin20πtV，当该线圈与一阻值为8Ω的电阻组成闭合回路时，下列说法正确的是()
A．t＝0时，线圈平面拉于中性面
B．t＝0时，穿过线圈的磁通量为0
C．电阻的热功率为16W
D．用电压表测路端电压时读数为11.3V
解析：由产生的电动势的表达式可知，t＝0时，电动势为零，线圈平面位于中性面，磁通量最大，故A对B错；电动势的有效值E＝10V，电阻两端的电压U＝ER＋rR＝8V，D错；由P＝U2R得P＝8W，C错误。
答案：A
3.如图2所示，变频交变电源的频率可在20Hz到20kHz之间调节，在某一频率时，A1、A2两只灯泡的炽热程度相同。则下列说法中正确的是()
A．如果将频率增大，A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强图2
B．如果将频率增大，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱
C．如果将频率减小，A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强
D．如果将频率减小，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱
解析：某一频率时，两只灯泡炽热程度相同，应有两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过A1的电流增大，通过A2的电流减小，故B项正确；同理可得C项正确。
答案：BC
4．(2011安徽高考)如图3所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为()
A.BL2ω2RB.2BL2ω2R
C.2BL2ω4RD.BL2ω4R图3
解析：线框转动的角速度为ω，进磁场的过程用时18周期，出磁场的过程用时18周期，进、出磁场时产生的感应电流大小都为I′＝12BL2ωR，则转动一周产生的感应电流的有效值满足：I2RT＝(12BL2ωR)2R×14T，解得I＝BL2ω4R，D项正确。
答案：D
5.如图4所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R，原线圈接有一个理想电流表。开始时开关S接通，当S断开时，以下说法正确的是()
A．原线圈两端P、Q间的输入电压减小图4
B．等效电阻R上的功率变大
C．原线圈中电流表示数变大
D．灯泡L1和L2变亮
解析：当S断开时，副线圈总电阻变大，而输入电压不变，通过R的电流变小，由P＝I2R知，B错；由于副线圈电流变小，原、副线圈电压不变，输出功率减小，输入功率也减小，输入电流减小，C错；UMN不变，UR减小，灯泡L1与L2两端电压增大，D对。
答案：D
6.如图5所示为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻R＝10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若图5
T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压u＝2202sin100πt(V)，当用电器电阻R0＝11Ω时()
A通过用电器R0的电流有效值是20A
B．升压变压器的输入功率为4650W
C．发电机中的电流变化频率为100Hz
D．当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小
解析：由T2的副线圈两端电压的表达式知，副线圈两端的电压有效值为220V，电流为I＝22011A＝20A，选项A正确；由于输电线电流I′＝204A＝5A，所以升压变压器的输入功率为P＝P线＋I2R0＝52×10W＋202×11W＝4650W，选项B正确；发电机中的电流变化频率与T2的副线圈两端电压的频率相同，也为50Hz，选项C错误；当用电器的电阻R0减小时，其消耗的功率变大，发电机的输出功率变大，选项D错误。
答案：AB
7.如图6所示，某理想变压器原、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式交变电流，在其他条件不变的情况下，为使变压器的输入功率增大，可使()
A原线圈匝数n1增加图6
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
解析：由变压比U1U2＝n1n2及P入＝P出可得P入＝P出＝I2U2＝U22R＝(U1n2n1)2×1R＝U21n22n21R，又原线圈两端电压U1(交变电流的有效值)恒定，故选项B、D正确。
答案：BD
8.(2011四川高考)如图7所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A。那么()
A．线圈消耗的电功率为4W
B．线圈中感应电流的有效值为2A
C．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4cos2πTt图7
D．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝Tπsin2πTt
解析：从线圈平面平行于磁感线开始计时，正弦交变电流的感应电动势的一般表达式为e＝Emcosθ，且该式的成立与转轴的位置无关(转轴平行于磁感线的情况除外)，则感应电流i＝eR＝EmRcosθ，由题给条件有：1＝Em2×12，Em＝4V，则Im＝2A，I有效＝2A，电功率P＝I2有效R＝4W，所以A正确，B错误。
e＝4cosωt＝4cos2πTt，即C正确。
由Em＝BSω＝Φm2πT得Φm＝2Tπ，故Φ＝2Tπsin2πTt，即D错误。
答案：AC
9.如图8所示，一只理想变压器的原、副线圈的匝数比是10∶1，原线圈接入电压为220V的照明用电，一只理想二极管和一个阻值为10Ω的电阻R串联接在副线圈上。则以下说法中正确的是()
A1min内电阻R上产生的热量为1452J
B．电压表的读数约为15.6V图8
C．二极管两端的最大电压为22V
D．若将R换成一个阻值大于10Ω的电阻，则电流表读数变大
解析：由U1U2＝n1n2得U2＝22V，由于二极管的单向导电性，当交变电流反向不导通时，二极管两端电压的最大值为222V，C错误，电压表的读数为R两端电压的有效值，因只有一半时间有电流通过R，由有效值定义有U22R×T2＝U2RRT，解得UR＝U22＝222V≈15.6V，B项正确。R上1分钟内产生的热量Q＝U2RR×t＝222210×60J＝1452J，A项正确。当R增大时，输出功率变小，输入功率变小，电流表读数变小，D错误。
答案：AB
二、计算题(本题共3小题，共37分。解答过程应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)
10．(10分)如图9所示，理想变压器有两个副线圈，原线圈1接220V的交流电源，副线圈2的匝数为30匝，两端接有“12V12W“的灯泡L正常发光，副线圈3的输出电压为110V，两端接有电阻R，通过R的电流为0.4A，求：
(1)副线圈3的匝数n3；图9
(2)原线圈1的匝数n1和通过它的电流I1。
解析：(1)由U2U3＝n2n3，得n3＝U3U2n2＝11012×30＝275(匝)。
(2)由U1U2＝n1n2，得n1＝U1U2n2＝22012×30＝550(匝)；
由P1＝P2＋P3＝12W＋110×0.4W＝56W
得原线圈中的电流I1＝P1U1＝56220A＝0.255A。
答案：(1)275匝(2)550匝0.255A
11．(12分)(2012安徽高考)图10甲是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线图abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO′转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路。图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动。(只考虑单匝线圈)
图10
(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；
(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；
(3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。(其他电阻均不计)
解析：(1)矩形线圈abcd在磁场中转动时，ab、cd切割磁感线，且转动的半径为r＝L22，
转动时ab、cd的线速度v＝ωr＝ωL22，且与磁场方向的夹角为ωt，
所以，整个线圈中的感应电动势e1＝2BL1vsinωt＝BL1L2ωsinωt。
(2)当t＝0时，线圈平面与中性面的夹角为φ0，则某时刻t时，线圈平面与中性面的夹角为(ωt＋φ0)
故此时感应电动势的瞬时值
e2＝2BL1vsin(ωt＋φ0)＝BL1L2ωsin(ωt＋φ0)
(3)线圈匀速转动时感应电动势的最大值Em＝BL1L2ω，
故有效值E＝Em2＝BL1L2ω2
回路中电流的有效值I＝ER＋r＝BωL1L22R＋r
根据焦耳定律知转动一周电阻R上的焦耳热为
Q＝I2RT＝BωL1L22R＋r2R2πω＝πωRB2L21L22R＋r2。
答案：(1)e1＝BL1L2ωsinωt(2)e2＝BL1L2ωsin(ωt＋φ0)(3)πωRB2L21L22R＋r2
12．(15分)一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为50kW，输出电压为500V，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω，降压变压器的输出电压为220V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成的电压损失不计，求：
(1)升压变压器副线圈的端电压；
(2)输电线上损耗的电功率；
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比。
解析：(1)根据理想变压器的电压比与匝数比的关系有：U1U2＝n1n2，
所以U2＝n2n1U1＝2500V。
(2)P2＝P1＝50kW。
输电线中电流：
I2＝P2U2＝500002500A＝20A，
则ΔP＝I22R线＝202×15W＝6000W。
(3)根据能量守恒，用户得到功率为：
P4＝P1－ΔP＝44000W。
所以降压变压器副线圈电流：
I4＝P4U4＝44000220A＝200A。
故n3n4＝I4I3＝I4I2＝20020＝101。
答案：(1)2500V(2)6000W(3)10∶1

交变电流

古人云，工欲善其事，必先利其器。教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让学生更好的消化课堂内容，有效的提高课堂的教学效率。那么，你知道教案要怎么写呢？下面是小编帮大家编辑的《交变电流》，相信能对大家有所帮助。

课题交变电流课型
【学习目标】
1．知道为什么电感对交变电流有阻碍作用．
2．知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关．
3．知道交变电流能通过电容，知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用．
4．知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关．
【学习重难点】
1、重点：电感和电容对交变电流的影响
2、难点：电感和电容对交变电流的影响

【自主学习】
新课
一、感抗
1．定义：对电流阻碍作用的大小，用感抗表示．
2．感抗的成因：因为交变电流的随时间周期性变化，这个变化的电流通过线圈时产生一个自感电动势，自感电动势总是阻碍的变化，故线圈对交变电流有阻碍作用，这就是感抗．
3．决定因素：感抗的实质就是由线圈的自感现象引起的，线圈的自感系数L越，自感作用就越大，因而感抗也就越大；交流的频率f越，电流的变化率就越大，自感作用也越大，感抗也就越大．*实际上进一步研究可得出线圈的感抗XL与它的自感系数L及交变电流的频率f间有如下的关系：
XL＝2πfL
说明：通常所讲的直流，常指恒定电流．恒定电流流过电感线圈，电流没有变化，因而就不产生自感现象．因此，电感线圈对恒定电流而言无所谓感抗．
二、低频扼流圈和高频扼流圈
1．低频扼流圈：自感系数的线圈（约几十亨），线圈电阻较，对直流的阻碍作用较小，这种线圈可以“通，阻”。
2．高频扼流圈：自感系数较小的线圈（约几个毫亨），对低频交变电流的阻碍作用较而对高频交变电流的阻碍作用很，可以用来“通，阻”。
三、交变电流能够“通过”电容器．
（1）电流实际上并没有通过电容器，也就是说，自由电荷定向移动，不会从一个极板经极板间的电介质到达另一个极板．
（2）电容器“通交流”，只不过是在交变电压的作用下，当电源电压升高时，电容器，电荷向电容器的极板上集聚，形成；当电源电压降低时，电容器，电荷从电容器的极板上放出，形成．电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器．
四、容抗
1．定义：对交流的阻碍作用的大小，用容抗来表示．
2．成因：电容器接入交流电路中后，极板上的电荷形成了二极板间的电压，这电压和电源电压相反，从而产生了对交变电流的阻碍作用，即形成了容抗．
3．决定因素：交流电路中的容抗和交变电流的频率、电容器的电容成反比．容抗与交变电流的频率和电容的关系为XC＝，即交流电的频率越大，电容越，电容器对交变电流的阻碍作用越小，容抗越．
说明：电容不仅存在于成形的电容器中，也存在于电路的导线、元件及机壳间．当交流电频率很高时，电容的影响会很大．
五、电感和电容在电路中的作用
1．电感的作用是：“通、阻、通、阻”．
2．电容的作用是：“通、直流、通、阻”．
【疑难辨析】
电阻、电感器、电容器对对交变电流阻碍作用的区别与联系
电阻电感器电容器
产生的原因定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化电容器两极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的反抗作用
在电路中的特点对直流、交流均有阻碍作用只对变化的电流如交流有阻碍作用不能通直流，只能通变化的电流．对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随频率的降低而增大
决定因素由导体本身（长短、粗细、材料）决定，与温度有关由导体本身的自感系数和交流的频率f决定由电容的大小和交流的频率决定
电能的转化与做功电流通过电阻做功，电能转化为内能电能和磁场能往复转化电流的能与电场能往复转化
【问题思考】
为什么交变电流能够通过电容器？
电容器的两级板之间是绝缘的，不论是恒定电流还是交变电流，自由电荷都不能通过两极板之间的绝缘体（电介质）。通常所说的交变电流“通过”电容器，并非有自由电荷穿过了电容器，而是在交流电源的作用下，当电压升高时，电容器充电，电容器极板上的电荷量增多，形成充电电流，当电压降低时，电容器放电，电容器极板上的电荷量减少，形成放电电流，由于电容器反复不断地充电和放电，使电路中有持续的交变电流，表现为交变电流“通过”了电容器。
【例题解析】
【例1】一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图所示．一块铁插进线圈之后，该灯将：（）
A．变亮B．变暗
C．对灯没影响D．无法判断
【解析】线圈和灯泡是串联的，当铁插进线圈后，电感线圈的自感系数增大，所以电感器对交变电流阻碍作用增大，因此电路中的电流变小，则灯变暗。【答案】B
【说明】早期人们正是用改变插入线圈中铁芯长度的方法来控制舞台灯光的亮暗的。
【例2】如图4所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是
A．把电介质插入电容器，灯泡变亮
B．增大电容器两极板间的距离，灯泡变亮
C．减小电容器两极板间的正对面积

电感和电容对交变电流的影响学案课件练习

作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，作为高中教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课，帮助高中教师掌握上课时的教学节奏。那么，你知道高中教案要怎么写呢？下面是小编帮大家编辑的《电感和电容对交变电流的影响学案课件练习》，大家不妨来参考。希望您能喜欢！

三、电感和电容对交变电流的影响
【要点导学】
1、电感和电容对交变电流的影响
（1）电感对交变电流的阻碍作用：电感对交变电流的阻碍作用的大小用感抗表示。线圈的自感系数越大、交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也越大。
（2）电容器对交变电流的阻碍作用：电容对交变电流的阻碍作用的大小用容抗表示。电容器的电容越大、交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小，容抗也越小。这些都表明交变电流能通过电容器。
2、在交变电流路中，如果把电感的作用概括为“通直流，阻交流；通低频，阻高频。”则对电容的作用可概括为：通交流，隔直流；通高频，阻低频。
【范例精析】
例1、如图5－3－1所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小（如：L＝1mH，C＝200pF），此电路的作用是：（D）
A．阻直流通交流，输出交流
B．阻交流通直流，输出直流
C．阻低频通高频，输出高频交流
D．阻高频通低频，输出低频交流和直流
解析：因自感系数L很小，所以对低频成分的阻碍作用很小，这样直流和低频成分能顺利通过线圈，电容器并联在电路中，起旁路作用，因电容C很小，对低频成分的阻碍作用很大，而对部分通过线圈的高频成分阻碍作用很小，被它旁路，最终输出的是低频交流和直流。
拓展：如图5-3-2所示电源交流电频率增大，则
A.电容器电容增大
B.电容器容抗增大
C.电路中电流增大
D.电路中电流减小
解析：交流电频率增大，电容的容抗减少，导致电流增大。故正确答案：[C]
例2、如图5－3－3所示，（a）、（b）两电路是电容器的两种不同连接方式，它们各在什么情况下采用？应该怎样选用电容器？
解析：交流电路中常包含有直流成分和交流成分，电容器在电路中有“通交流、隔直流”或“通高频、阻低频”的作用。
图中的C1串联在电路中，它的作用是“通交流、隔直流”，为了使交流成分都能顺利地通过，容抗必须较小，应选用电容较大的电容器。
图中的C2并联在电路中，如果输入端输入的电流中包含有高频和低频两种交流成分，该电容器的作用是“通高频、阻低频”，即对高频电流起旁路作用，而让需要的低频信号输入到下一级，一般取电容较小的电容器；如果输入的电流是直流和交流两种成分，该电容器的作用是滤去交流成分，把直流成分输入到下一级，这时要选用电容较大的电容器。
另外，选用电容器还须注意它的耐压值，以防被击穿。
例3、在彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器，其电路图如图图5－3－4所示。主要元件是两个电感线圈L1、L2，它们的自感系数很大，F是熔丝，R是电阻，C1、C2是电容器，S为电视机开关。某一次用户没有先关电视（没断开S）就拔掉电源插头，结果烧坏了图中电路元件，可能被烧坏的元件是
A.C2B.C1C.L1或L2D.F
解析：在未断开S时拔掉电源插头，使得L1、L2中的电流突然减小，产生很高的感应电动势，这一电动势加在C2两端，C1受到R的保护而不受损坏，L1、L2中电流减小，也不损坏，A正确。
【能力训练】
1、如图5-3-5所示电路，线圈导线的电阻可忽略不计，那么当输入电压具有直流和交流两种成分时，电阻R两端和线圈两端的电压成分分别是：（A）
A.直流和交流，交流B.交流，交流
C.直流和交流，直流和交流D.直流，直流
2、图5-3-6所示电路中的电容器称为高频旁路电容，下列说法正确的是：（BD）
A.电容器的电容很大
B.电容器的电容很小
C.对高频而言，电容器的容抗很大
D.对低频而言，电容器的容抗很大
3、在图5-3-7所示电路中，电阻R、电感线圈L、电容器C并联接在某一交流电源上，三个相同的交流电流表的示数相同。若保持电源的电压不变，而将其频率增大，则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系是：（D）
A.I1=I2=I3B.I1＞I2＞I3
C.I1＞I2＞I3D.I3＞I1＞I2
4、如图5-3-8所示，开关S与直流恒定电源接通时，L1、L2两灯泡的亮度相同，若将S与交变电源接通：（B）
A.L1、L2两灯泡亮度仍相同
B.L1比L2更亮些
C.L1比L2更暗些
D.交变电源电压的有效值与直流电压相同，两灯与原来一样亮
5、如图5-3-9所示电路由交变电源供电，如果交变电流的频率降低，则：（BC）
A.线圈自感系数变小；
B.线圈感抗变小
C.电路中电流增大
D.电路中电流变小
6、如图5-3-10所示电路，接在交变电流上的灯泡正常发光，则下列措施能使灯泡变亮的是：（C）
A.将电容器两极板间距离增大一些
B.将电容器两极板正对面积减小一些
C.把电介质插入电容器两极间
D.把交变电流频率降低一些
7、有两个电容分别为C1=5μF,C2=3μF两电容器，分别加在峰值一定的交流电源上，比较下列哪种情况通过电容器的电流强度最大：（C）
A.在C1上加f=50Hz的交变电流
B.在C2上加f=50Hz的交变电流
C.在C1上加f=60Hz的交变电流
D.在C2上加f=60Hz的交变电流
8、感抗描述电感线圈对交变电流的大小。感抗的大小与两个因素有关：线圈的越大，交变电流的越高，则感抗越大。
阻碍作用自感系数频率
9、容抗描述电容器对交变电流的大小。容抗的大小与两个因素有关，电容器的越大，交变电流的越高，则容抗越小。
阻碍作用电容频率
10、使用220V交变电流源的电气设备和电子仪器，金属外壳和电源之间都有良好的绝缘，但是有时候用手触摸外壳仍会感到“麻手”，用试电笔测试时，氖管发光，这是为什么？
与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板，电源中的交变电流能够通过这个“电容器”。虽然这一点“漏电”一般不会造成人身危险，但是为了在机身和外壳间真的发生漏电时确保安全，电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地。
11、下面的电路图5-3-11是电子技术中的常用电路．a、b是电路的输入端，其中输入的高频电流用“”表示，低频电流用“～”表示，直流电流用“—”表示．负载电阻R中通过的电流有以下说明：
①图甲中R通过的是低频电流
②图乙中R通过的是高频电流
③图乙中R通过的是低频电流
④图丙中R通过的是直流电流
⑤图丁中R通过的是高频电流
其中正确的是（D）
A.①②③B.②③④C.③④⑤D.①③④
12、在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成份，又有低频成份，经放大后送到下一级，需要把低频成份和高频成份分开，只让低频成份输送到再下一级，我们可以采用如图5-3-12所示电路，其中a、b应选择的元件是（D）
A.a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈
B.a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈
C.a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈
D.a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈
13、看图5－3－13所示的电路后回答：
（1）输出信号与输入信号有什么区别？
输入信号中有高频成份，输出信号中无高频成份。
（2）试说明电路中L、C1、C2三个元件的作用。
C1和C2的作用是通高频、阻低频；L的作用是阻高频、通低频。

交变电流导学案

选修3-2第五章第1节交变电流导学案
课前预习学案
一、预习目标
1、知道交变电流产生的原理
2、知道交变电流的变化规律及物理量间的关系
二、预习内容
1、交变电流
________和________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流（）
________不随时间变化的电流称为直流（）
大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流
2、交变电流的产生
（1）过程分析

特殊位置甲乙丙丁戊
B与S的关系
磁通量Φ的大小
4个过程中Φ的变化
电流方向
磁通量Φ的变化率

（2）中性面：_______________________________
磁通量___________
磁通量的变化率____________
感应电动势e＝________，_______感应电流
感应电流方向________，线圈转动一周，感应电流方向改变______次

课内探究学案

一、学习目标
1、理解交变电流的产生原理及变化规律；
2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系；
学习重难点：交变电流的产生原理、变化规律及物理量间的关系
二、学习过程
1、为什么矩形线框在匀强磁场中匀速转动，线框里能产生交变电流？

2、交变电流的产生过程中的两个特殊位置及特点是什么？
(1)中性面：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.线圈平面处于跟中性面重合的位置时；
(a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电流等于零；
(b)磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零.
(c)交变电流的方向在中性面的两侧是相反的.
(2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变.

3、交变电流的变化规律：

如图5－1－1所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程：
当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=Emsinωt，其中Em=2NBLv=NBωS；i=Imsinωt，其中Im=Em/R。
当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=Emsinωt，其中Em=2NBLv=NBωS；i=Imsinωt，其中Im=Em/R。
图5－1－2所示为以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的e－t和i-t图象：

三、反思总结
1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动（绕与磁场垂直的轴）时，线圈中产生正弦交变电流，从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为：
e=NBSωsinωt=Emsinωt
e—ωt图线是一条正弦曲线.
2.中性面特点：Φ最大，而e=0.
四、当堂检测
1、交流发电机在工作时电动势为e=Emsinωt，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为（）
A、e=Emsin（ωt/2）B、e=2Emsin（ωt/2）
C、e=Emsin2ωtD、e=Em/2sin2ωt
答案：C
2、如图是一个正弦交变电流的i—t图象，根据这一图象，该交流电的瞬时值表达式为-----------A

答案：i=5sin(5πt)
课后练习与提高

1、如图甲中所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示，下列论述正确的是（）
A、t1时刻线圈中感应电动势最大；
B、t2时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直；
C、t3时刻线圈平面与中性面重合；
D、t4、t5时刻线圈中感应电流方向相同
答案：BC
2、如图所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数N=100，线圈电阻r=3Ω，ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感应强度B=0.5T，
电阻R=311Ω，当线圈以n=300r/min的转速匀速转动时，求：
⑴感应电动势的最大值；
⑵t=0时刻，线圈在图示位置，写出此交变电流电动势的瞬时值表达式；
⑶此电压表的示数是多少？

答案：(1)100πV(2)e=100πcos(10πt)V(3)U=220V