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交变电流的产生和描述讲义（学霸版）
课程简介：PPT(第 1 页):同学好，我们又见面了，上次课讲的内容巩
固好了么，要是感觉有什么问题，可以课后和我联系，我们今天的内
容是关于交变电流的产生和描述的相关概念和知识点，让我们来一起
看一下。
PPT(第 2 页):交变电流的产生描述部分是选修 3-2 的重点内容，主要
考察内容就是电磁感应的深化应用问题，主要考察交流电的产生和远
距离输电的特点，要重视条件和特点，在这个基础上进行题型巩固。
PPT(第 3 页):我们看一下目录，还是老样子，梳理知识体系和解决经
典问题实例。
PPT(第 4 页)：我们先来看一下知识体系的梳理部分。
PPT(第 5 页)：这是我们关于磁场对运动电荷的作用的总框架，包括
知识点部分（交变电流、交变电流的图象、正弦式交变电流的函数表
达式、峰值和有效值、）和考点（正弦交变电流的产生及变化规律、
交变电流有效值的计算和交变电流“四值”的应用）。
PPT(第 6 页)：OK，我们先说一下交变电流、交变电流的图象。
1.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。
(2)按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流。
2.正弦交变电流的产生和图象
(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。(2)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面
位置开始计时，其图象为正弦曲线。如图甲、乙、丙所示。
PPT(第 7 页)：再看一下正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效
值。
1.周期和频率
(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，
单位是秒(s)，公式 T＝2π/ω。
(2)频率(f)：交变电流在 1s 内完成周期性变化的次数。单位是赫兹
(Hz)。
(3)周期和频率的关系：T＝1/f 或 f＝1/T。
2.正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)
(1)电动势 e 随时间变化的规律：e＝Emsinωt。
(2)负载两端的电压 u 随时间变化的规律：u＝Umsinωt。
(3)电流 i 随时间变化的规律：i＝Imsinωt。其中ω等于线圈转动的
角速度，Em＝nBSω。
PPT(第 8 页):好，我们再来看看正弦式交变电流的函数表达式、峰值
和有效值部分。
3.交变电流的瞬时值、峰值、有效值
(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。(2)峰值：交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值，也
叫最大值。
(3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流
的有效值。对正弦式交变电流，其有效值和峰值的关系为：E＝Em/
√2，U＝Um/√2，I＝I`/√2。
PPT(第 9 页)：关于考点，我们先讨论下正弦交变电流的产生及变化
规律。
1.交流电产生过程中的两个特殊位置
图示
概念 中性面位置 与中性面垂直的位置
B⊥S B∥S
Φ＝BS，最大 Φ＝0，最小
特点
ΔΦ ΔΦ
e＝n ＝0，最小 e＝n ＝nBSω，最大
Δt Δt
感应电流为零，方向改变 感应电流最大，方向不变
2.正弦式交变电流的变化规律
磁通量：Φ＝Φcosωt；电动势：e＝Esinωt；
m m
电流：i＝Isin ωt。
mPPT(第 10 页)：关于考点，我们再讨论下有效值的计算。
有效值的计算方法:
(1)正弦式交流电的有效值：
I＝(Im)/√2，U＝(Um)/√2，E＝(Em)/√2
(2)非正弦式交流电的有效值：根据电流的热效应进行计算。
PPT(第 11 页)：然后是交变电流“四值”的应用部分。
物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明
从中性面开始计
交变电流某一 时 计算线圈某时刻的受
瞬时值
时刻的值 e＝Esin ωt 力情况
m
i＝Isin ωt
m
E＝nBSω
m 讨论电容器的击穿电
峰值 最大的瞬时值
E
I＝ m 压
m
R＋r
(1)计算与电流的热效
E
应有关的量(如电功、
E＝ m
2
电功率、电热等)
U
跟交变电流的 U＝ m (2)电气设备“铭牌”
2
有效值 热效应等效的 上所标的一般是指有
I
I＝ m
恒定电流的值 效值
2
(3)保险丝的熔断电流
(只适用于正弦式
为有效值
交变电流)
(4)交流电压表和电流表的读数为有效值
－ －
E＝BLv
某段时间内感
－ ΔΦ
E＝n 计算通过电路截面的
平均值 应电动势或电 Δt
电荷量
流的平均值 －
－ E
I＝
R＋r
PPT(第 12 页)：这是我们的总图，因为图片有点大，可以下载原图下
来进行研究。
PPT(第 13 页)：接下来我们来一起看一下经典题型部分，注意我们在
梳理过程中，也应该将我们经常遇到的经典知识点也梳理上去，这样
才能既梳理巩固清楚知识体系，也能清楚出题目的方向。
PPT(第 14—15 页)：第 1 题和答案。
PPT(第 16—17 页)：第 2 题和答案。
PPT(第 18—19 页)：第 3 题和答案。
PPT(第 20—21 页)：第 4 题和答案。
PPT(第 22 页)：回顾落实。看完视频题目后，有没有学会如何运用知
识体系来解题？我们再次总结一下梳理知识体系的重要性吧。
PPT(第 23 页)：再来回顾下我们的要点：
①大小和方向都随时间做周期性变化的电流为交变电流；
②记住交变电流的 T、f、峰值、有效值、瞬时值表达式；
③有效值的计算是重点，要满足三个一样，电阻一样、时间一样，产
生的热量一样，总而言之就是热效应相同。
在这中间我们有些小小的提醒：①要学会推导交流电有效值，理解其中电磁感应的过程；
②有效值是利用热效应相同；
PPT(第 24 页)：课后作业布置，请认真完成我们准备的题目，因为对
应的题型可以充分的对咱们学习内容进行很好的巩固和加强，所有题
目难度不是太大，但是是对所学内容非常好的融汇与渗透，也是对学
习效果非常好的检验。在解答过程中一定要仔细哦。
PPT(第 25 页)：谢谢同学，我们下次再见！
