《2025年暑假生活北京师范大学出版社高二物理人教版》

一、正弦式交变电流
1. 产生
线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动.
2. 两个特殊位置的特点
(1)线圈平面与中性面重合时,$S\perp B$,$\varPhi$最大,$\frac{\varDelta \varPhi}{\varDelta t}= 0$,$e= 0$,$i= 0$,电流方向将发生改变.
(2)线圈平面与中性面垂直时,$S// B$,$\varPhi =0$,$\frac{\varDelta \varPhi}{\varDelta t}$最大,$e$最大,$i$最大,电流方向不改变.
3. 电流方向的改变
一个周期内线圈中电流的方向改变两次.
4. 交变电动势的最大值
$E_{m}= $$nBS\omega$,与转轴位置无关,与线圈形状无关.
5. 交变电动势随时间的变化规律(中性面开始计时)$e= $$nBS\omega\sin\omega t$.

答案： 1. 垂直于磁场 2.
(1)最大 发生改变
(2)最大 不改变 3. 两 4. $nBS\omega$ 5. $nBS\omega\sin\omega t$

二、描述交变电流的物理量
1. 周期和频率
(1)周期$T$：交变电流完成1次周期性变化所需要的时间,单位是秒(s). 表达式为$T= \frac{2\pi}{\omega}=\frac{1}{n}$($n$为转速).
(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：$T= \frac{1}{f}或f= \frac{1}{T}$.
2. 交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值
(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值.
(2)最大值：交变电流所能达到的最大的值.
(3)有效值：让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻,如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等,就可以把恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值.
(4)正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系
$I= \frac{I_{m}}{\sqrt{2}}$,$U= \frac{U_{m}}{\sqrt{2}}$,$E= \frac{E_{m}}{\sqrt{2}}$.
(5)交变电流的平均值
$\overline{E}= n\frac{\varDelta \varPhi}{\varDelta t}$,$\overline{I}= \frac{n\varDelta \varPhi}{(R+r)\varDelta t}$.

答案： 1.
(1)时间
(2)周期性变化 赫兹(Hz) 2.
(1)某一时刻
(3)产生的热量

|理想变压器|(1)没有能量损失(绕线无电阻、铁芯无涡流)(2)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)|
|基本关系|功率关系：根据能量守恒可得：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,即$P_{入}=$$P_{\text{出}}$电压关系：原、副线圈的电压之比等于其匝数之比,公式：$\frac{U_{1}}{U_{2}}= \frac{n_{1}}{n_{2}}$,与负载、副线圈的个数无关电流关系：(1)只有一个副线圈时：$\frac{I_{1}}{I_{2}}= \frac{n_{2}}{n_{1}}$(2)有多个副线圈时：由$P_{入}= P_{出}得I_{1}U_{1}= I_{2}U_{2}+I_{3}U_{3}+… +I_{n}U_{n}或I_{1}n_{1}= I_{2}n_{2}+I_{3}n_{3}+… +I_{n}n_{n}$频率关系：$f_{1}= f_{2}$(变压器不改变交变电流的频率)|
2. 几种常用的变压器
(1)自耦变压器——调压变压器,如图6-1甲(降压作用)、乙(升压作用)所示.


(2)低电压 小电流

答案： 1. $P_{\text{出}}$ 2.
(2)低电压 小电流