高二物理交变电流有效值的计算

物理

交变电流

物理

一、交流发电机1、交流发电机的构造 定子和转子 交流发电机的种类 旋转电枢式发电机(电枢动磁极不动) 电枢动磁极不动)

旋转磁极式发电机(磁极动电枢不动) 磁极动电枢不动)

物理

2、交变电流的定义：强度和方向都 交变电流的定义： 随时间做周期性变化的电流叫做交 变电流 。 (1)方向都不变的电流叫直流电。 方向都不变的电流叫直流电。 (2)大小不变方向改变的电流也是 交流电。 交流电。

物理

二、交流电的变化规律1.正弦式电流 1.正弦式电流 (1)定义 电网中的交变电流，它的电流、 定义： (1)定义：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。 电压随时间按正弦函数的规律变化。 从中性面开始计时： 从中性面开始计时： 电流瞬时值表达式： 电流瞬时值表达式：i=Imsinωt 电压瞬时值表达式： 电压瞬时值表达式：u=Umsinωt 交流的峰值：电流和电压的最大值。 交流的峰值：电流和电压的最大值。

物理

2.图像：交变电流的变化规律可以用示波器显 2.图像：交变电流的变化规律可以用示波器显 图像 示波器 示出来。 示出来。U/ V

Um

电流最大值 电流瞬时值 t/s

0

物理

交流电的图像

物理

3. 交变电流的周期和频率(1)

高二物理交变电流综合测试题

2009年长兴金陵高中高二期中复习

《交变电流》《传感器》

一、选择题

1．电流方向每秒改变50次的交变电流，它的周期和频率分别是 （A ）

A．0.04s,25Hz B．0.08s,25Hz C．0.04s,50Hz D．0.08s,50Hz

2．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图所示，则（A ）

A．t1，t3线圈通过中性面 C．t1，t3线圈中磁通量变化率最大

B．t2，t4线圈中磁通量最大 D．t2、t4时刻线圈中感应电流方向改变；

3．一交变电压的表达式为u＝1002sin100πt V，由此表达式可知 （ AB ）

A．用电压表测该电压其示数为100 V

B．该交变电压的周期为0.02 s

C．将该电压加在100 Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为50 W

D．t ＝1/400 s时，该交流电压的即时值为50 V

4、交流电源的电压是6V，它跟电阻R1、R2和电容器、伏特表一起连组成电路，如图所示，图中电压表的示数为U1，为了保证电容器C不被击穿，电容器C的耐压值应为U2，则（ CD ）

A、U1=62V B、U2=6V

C、U1=6V D、U2≥62V

5．有一理想变压器，原

交变电流

一、 选择题

1、 对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是

A、电流大小变化，方向不变，是直流电 B、电流大小、方向都变化，是交流电

C、电流最大值为0.2A，周期为0.01s

D、电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电

2、 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:3，次级回路中联入三个均标有“36V，

40W”的灯泡, 且均正常发光，那么, 标有“36V、40W”的灯泡A

A、也正常发光 B、将被烧毁 C、比另三个灯暗 D、无法确定

3、 面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，从中性面起以角速度ω匀速转动，在t时刻线圈磁通量的瞬时值为 A、BS B、BScosωt C、BSsinωt

4、两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图所示，则两只电阻的热功率之比是 A、1：4 B、1：2 C、1：2

D、1：1

5、 交流电源电压u=20sin(100πt)V，电路中电阻R=10Ω。则如右图电路中电流表和电压表的读数分别为 A、1.41A，14.1V B、1.41A，20V C、2A，20V

真有效值交流电压电流采集模块

1 D1 1N4007 AC真 交 真 机

2 LED1 R 1 200K AC真 电 电 深 表

CBB 472/400V

D

R 2 C 1 J1 10K +_1"% R 5 5~9V继 继 真 Q2 9015 S1 D2 1N4148 R 8 10E R 7 10K R 9 47K Q1关

R 3 2M+_1%

R 4 2M +_1%

AC真 交 真 机

1E/5W 9V R 6 10K

AC C IN

C

2300

R 10 47K S2开

过 真 过 采 0.6A峰 真104 C 2

U1 LM78L05 T1 9V/200mA AC220V L? 4 2 C 15 470uF/16V R 11 SW-PB D3 1N4007 3 1 D4~D7 9V 1 Vin GND +5V 2

INDUC 1 TOR B D? LED 5V U4 1

隔 隔 数 RS232 TTL真 电 此 此 9600R 22 TTX此 R PC X J? TRX此 TX PC PHONEJAC STER K EO R 23 U? R 21 100E R 20 U? OPTOISO1 1K

3

AC220V

或 1N4007*4或 或

2 3 4 12F67

专题10 交变电流

第一节 交变电流的产生和描述

一、单项选择题

1．正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R＝10 Ω，交流电压表的示数是10 V．图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则( )

A．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝2cos100πt(A) B．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝2cos50πt(A) C．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝52cos100πt(V) D．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝52cos50πt(V)

解析：选A.交流电压表示数为10 V，是有效值，故Um＝102V，电阻上的交变电流与交变电压的变化趋势相同，电阻R上电流的最大值为102/10 A＝2 A，又因t＝0时，u＝um，故iR＝2cos100πt(A)，uR＝102cos 100πt(V)，故选A.

2．下列四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是( )

解析：选C.我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220 V，最大值为311 V，周期为0.02 s，所以只有C正确．

3．(2012年湖南长沙模拟)一个阻值为2 Ω的线圈在匀强磁场

第二章 交变电流 第二节 交变电流的描述

A级 抓基础

A．匀强磁场的磁感应强度 B．线圈的总电阻 C．线圈的转速

1．下列各物理量中，对线圈上产生的交流电动势不产生影响的是( ) 拼十年寒窗挑灯苦读不畏难；携双亲期盼背水勇战定夺魁。如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。 D．线圈的匝数

解析：Em＝NBSω，e＝Emsin ωt，与B、S、ω、N有关． 答案：B

2．如图所示，有一面积为S、匝数为N、电阻为R的固定矩形线圈放置在磁感强度大小恒为B的旋转磁场中，磁场方向垂直于线框的对称轴OO′，现让磁场绕OO′以角速度ω按图示方向匀速转动，从图示位置开始计时，转过

π

的过程中，感应电动势随时间变化的规2

律以及感应电流的方向，以下判断正确的是( )

A．e＝NBωSsin(ωt)，电流方向为abcda B．e＝NBωSsin(ωt)，电流方向为adcba C．e＝NBωScos(ωt)，电流方向为abcda D．e＝NBωScos(ωt)，电流方向为adcba

解析：当磁场绕转轴OO′逆时针转动时，dc的速度方向相对于磁场向外，ab的速度方向相对于磁场向里，根据右手定则判断出ab中感应电流方向为a

【成才之路】高中物理 第五章 交变电流第二节 描述交变电流的

物理量练习 新人教版选修3

基础夯实

1．以下说法正确的是( )

A．发电机、电动机铭牌上所标数值为有效值 B．电容器的击穿电压为所加交变电压的有效值 C．交流电压表所测数值为瞬时值 D．保险丝的数值为最大值 答案：A

解析：为了表明交流电通过用电器产生的效果，用电器上所标的都是交流电的有效值，A对，交流电流表或交流电压表都测的是有效值．C错．电容器的耐压值为最大值，保险丝的数值为有效值，B、D全错．

2．(2010·东北师大附中高二期中)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( )

U2

＝＝50W，D正确． R

3．下图表示一交流电的电流随时间而变化的图象．此交流电的有效值是( )

A．该交流电的电压有效值为100V B．该交流电的频率为25Hz

C．该交流电的电压的有效值为1002V

D．若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50W 答案：BD

100

解析：由图象可看出该交流电的有效值为，A、C均错；频率为25Hz，B正确；P

2

A．52A 7

C.2A 2

答案：B

B．5A 7D.A 2

解析：本题要求的是矩形交变电流的有效

生活的色彩就是学习

第2节 交变电流是怎样产生的

1.交流发电机将其他形式的能转化为电能，可分为旋转电枢式和旋转磁极式，原理都是电磁感应现象。

2．匀强磁场中，线圈绕垂直磁场的轴匀速转动形成正弦交变电流。中性面磁通量最大，磁通量的变化率为零，电动势为零；中性面的垂面磁通量为零，磁通量变化率最大，电动势最大。 3．电动势的最大值Em＝nBSω与转轴位置、线圈形状无关；线圈从中性面位置开始计时其电动势瞬时值表达式为e＝Emsin ωt。

一、交流发电机 1．原理

由法拉第电磁感应定律可知，让闭合导体与磁极做相对运动，穿过闭合导体的磁通量发生变化，就可以产生感应电动势和感应电流。

2．构造

发电机主要是由线圈(电枢)和磁极两部分组成。 3．种类

(1)按旋转部分区分

旋转电枢式 旋转磁极式 (2)按磁场区分 转子 电枢 磁极 定子 磁极 电枢 特点 电压低，功率小 电压高，功率大 a．永磁体发电机(利用永久磁铁做磁极)； b．励磁发电机(利用电磁铁做磁极)。 二、交变电流的产生原理 1．实验装置

让闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，感应电流的大小和方向都随时间做周期性变化。

K12的学习需要努力专业专心坚持

生活的色彩就是学习

第三节 表征交变电流的物理量

流的有效值．

一、交变电流的周期和频率

1．周期

交流电完成一次周期性变化所需的时间，叫做交流电的周期，通常用T 表示，单位是秒． 2．频率

交流电在单位时间内完成周期性变化的次数，叫做交流电的频率，通常用f 表示，单位是赫兹．

周期和频率的关系是T ＝1f

． 预习交流1

想一想，为什么打点计时器每隔0.02 s 打一次点？

答案：因为打点计时器使用的电源是周期为0.02 s 的交流电源．

二、交变电流的峰值和有效值

1．峰值

交变电流的峰值是指它的电动势、电压或电流的最大数值，在一个周期内交变电流的峰值会出现两次．

2．有效值

交流电的有效值是根据电流热效应来规定的．让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果它们在相同时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值．

3．峰值和有效值的关系

E m 、I m 、U m 表示峰值，E 、I 、U 表示有效值，则正弦式交变电流中：E ＝

E m 2＝0.707E m ，I ＝I m 2＝0.707I m ，U ＝U m 2

＝0.707U m ． 预习交流2

有的同学说，其实交变电流的电压是不改变的．而电流的大小和方向是随时间周期性变化的．例如家庭用电是220 V 交变电流．你同意这种

交变电流

5.1《交变电流》说课稿

各位评委，下午好，今天我说课的题目是人教版选修3-2第五章《交变电流》第一节《交变电流》.

交变电流是生产和生活中最常用到的电流，本节是全章的理论基础，是上一章的延续和发展，又是后几节变压器的基础具有承上启下的作用

本节的知识目标是让学生理解交变电流和直流的概念，理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。，掌握交变电流的变化规律，会写出交变电流的瞬时值表达式，会用图象表示，理解峰值的含义。

本节的能力目标是提高学生运用数学规律研究解决物理问题的能力

本节的情感目标是体现实验乐趣，进一步提高对新问题的观察、分析和推理能力。 本节的教学重点是交变电流产生原理和变化规律，中性面，瞬时值，峰值。难点是对交变电流产生原理的理解。

学生对直流电的学习有一定基础，对交流电了解仅限于生活中的家用电器，对两种电流的区别不明确。本节采用演示实验、问题探究 、自主学习，小组讨论的方法完成教学。

五、教学流程

引人交直流概念 设计问题，引导分析 设计问题，引导分析 针对性

演示实验 交变电流的变化规律常见交流电发电机 巩固练习 并提出问题 并提出问题