第二节 描述交变电流的物理量学案

③求一段时间内通过导体横截面的电量时要用

交变电流的产生和描述(含答案)

第1课时交变电流的产生和描述 导学目标 1.能掌握交变电流的产生和描述，会写出交变电流的瞬时值表达式.2.能认识交变电流的图象和进行有效值、最大值的计算． 一、交变电流的产生和变化规律 [基础导引] 关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，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．线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零 D．线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势最大 [知识梳理] 1．交变电流 大小和方向都随时间做__________变化的电流．如图1(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流．其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流，如图(a)所示． 图1

2．正弦交流电的产生和变化规律 (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕________________方向的轴匀速转动． (2)中性面：①定义：与磁场方向________的平面． ②特点：a.线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量________，磁通量的变化率为______，感应电动势为______．b.线圈转动一周，________经过中性面．线圈每经过____________一次，电流的方向就改变一次． (3)图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为__________曲线．如图1(a)所示． 思考：由正弦交流电的图象可以得出哪些物理量？ 二、描述交变电流的物理量 [基础导引] 我们日常生活用电的交变电压是e ＝2202sin 100πt V ，它是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的，则下列说法正确的是________． ①交流电的频率是50 Hz ②交流电压的有效值是220 V ③当t ＝0时，线圈平面恰好与中性面平行 ④当t ＝1 50 s 时，e 有最大值220 2 V ⑤电流每秒方向改变50次 [知识梳理] 1．周期和频率 (1)周期T ：交变电流完成________________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1 s 内完成周期性变化的________，单位是赫兹(Hz)． (3)周期和频率的关系：T ＝________或f ＝________. 2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值 (1)瞬时值：交变电流某一________的值，是时间的函数． (2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的________． (3)有效值：让交流与恒定电流分别通过________的电阻，如果它们在交流的一个周期内产生的________相等，则这个恒定电流I 、恒定电压U 就是这个交流的__________． (4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系 I ＝____________，U ＝____________，E ＝____________. (5)平均值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值. 考点一 正弦交流电的变化规律 考点解读

描述交变电流的物理量典型例题习题精选

习题精选 一、选择题 1．下列各个量，其中所指有效值的是（） A．交流电压表的示数． B．保险丝的熔断电流． C．电容器的击穿电压． D．家庭用的交变电压． 2．由交变电动势的瞬时表达式V可知（） A．此交流的频率是． B．此交流的周期是s． C．此交流电动势的有效值V． D．s时，该交流电动势达最大值． 3．下列关于交变电流的说法中，其正确的是（） A．若交变电流的最大值是10A，则有效值一定是A． B．用交流电流表测量交流电流时，指针来回摆动． C．演示交变电流随时间的变化规律时，应采用直流电流表． D．我国照明用电的交变电压V． 4．一电热器接在V直流电压上，消耗的电功率为，当把它接在一正 弦交变电压上时，消耗的电功率为，则该交变电压的最大值是（） A．5V B．V C．10V D．V 5．一电阻接在10V的直流电源上时的热功率跟接在交变电源上时的热功率相等，则（） A．交变电源电压的有效值是10V．

B．交变电源电压的最大值一定是V． C．交变电源在一个周期内电压的平均值是10V． D．以上结论均不正确． 6．如图所示，交变电压为V，电阻 V的阻值为，则（） A．电压表读数为3llV． B．电流表读数为A． C．电阻产的热功率为220W． D．在内电阻R上产生的焦耳热是88J． 7．四个接220V交流电的用电器，通电时间相同，其中消耗电能最多的是（）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168J的电热器． D．额定电流为0.5A的电烙铁． 8．如图是某交变电流的图像，该交变电流的有效值为（）

A． A B．4A C． A D．6A 9．某线圈在匀强磁场中转动所产生的电动势变化规律为，保持其它条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时所产生的电动势的瞬时表达式将变为下述的：（） A． B． C． D． 10．一长直导线通以正弦交流，在导线下有一断开的线圈，如图所示，那么，相对于b来说，a的电势最高时是在：（） A．交流电流方向向右，电流强度最大时； B．交流电流方向向左，电流强度最大时； C．交流电流方向向左，电流减少到零时； D．交流电流方向向右，电流减少到零时； 11．如图一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线 圈中的感应电动势随时间的变化如图所示，下面说法中正确的是( )

交变电流导学案

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 t ??? 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 三．交变电流的变化规律 1、 提出问题：如图所示，在磁感应强度B 的 匀强中，矩形线圈逆时针绕中轴匀速转动，角速度为ω。图中标a 的圆圈表示线圈ab 边的横截面，标d 的小圆圈表示线圈cd 的横截面，ab 、cd 长度为L 1‘ad 、bc 长度为L 2 设线圈平面从中性面开始转动。则经时间t (1) 线圈与中性面的夹角是多少？______________ (2) ab 边速度多大？____________________ (3) ab 边速度方向与磁场方向夹角多大？_____________________ (4) ab 边产生的感应电动势多大？______________________ (5) 线圈中感应电动势多大?________________________________ (6) 若线圈匝数是N 匝则感应电动势多大?__________________________ 其中E m =NBL 1L 2ω,叫做感应电动势的最大值,e 叫做感应电动势的瞬时值.请同学们阅读教材,了解感应电流的最大值和瞬时值. 知识理解的的关键点是什么？知识运用的规律方法是什么？ 特点

(完整版)描述交变电流的物理量习题课及答案

描述交变电流的物理量习题课 班级姓名 【学习要点】 表征交变电流的物理量 （1）瞬时值：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向，瞬时值 是时间的函数，不同时刻瞬时值不同。正弦交流电瞬时值的表达式为 e=E m sinωt＝NBSωsinωt （2）最大值：交流电的最大值反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面与 磁力线平行时，交流电动势最大，E m＝NBSω，瞬时值与最大值的关系是：－ E m≤e≤Ｅm。 （3）有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有 效值，正弦交流电的有效值与最大值之间的关系是： E=E m/U=U m/I=I m/ 各种交流电电气设备上所标的、交流电表上所测得的以及在叙述中没有特别 加以说明的交流电的最大值，都是指有效值。 （4）平均值：交流电的平均值是交流电图像中波形与横轴所 围的面积跟时间的比值，用e=nΔΦ／Δt计算 (5)区分 ①各种使用交变电流的电器设备上所示值 为. ②交流电表（电压表或电流表）所测值为. ③计算交变电流的功、功率、热量等用. ④对于含电容器电路，判断电容器是否会被击穿时则需要 考虑交流的值是否超过电容器的耐压值。 ⑤在计算通过导体横截面的电荷量时应考虑值 【范例精析】 例1、图5－2－1表示一交变电流随时间变化的图象。此交变电流的有效值是：（） A.5安 B.5安 C.3.5安 D. 3.5

例2、如图5－2－2所示，在匀强磁场中有一个“冂”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感强度B=5/πT，线框的CD边长为20cm.CE、DF长均为 10cm，转速为50r/s，若从图示位置开始计时， （1）写出线框中感应电动势的瞬时值表达式； （2）若线框电阻r=3,再将AB两端接“6V，12W”灯泡，小灯泡能否正常发光？ 若不能，小灯泡实际功率多大？ 例3、将电阻为r的直导线abcd沿矩形框架边缘加以弯曲，折成“п”形，其 中ab=cd=L1，bc=L2。在线端a、d间接电阻R和电流表A，且以a、d端连线为轴，以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，如图5-2-3所示，求：（1）交流电流表A的示数； （2）从图示位置转过90°角的过程中，电阻R上产生的热量； （3）写出弯曲导线转动过程中，从图示位置开始计时的电动势的表达式。 【能力训练】 1、一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬 时值的表达式为e=220sin100πtV，下列说法中正确的是：( ) A．频率是50Hz B．.当t=0时，线圈平面与中性面重合 C．当t=1/100 s时，e的值最大，为220V D．线圈转动的角速度为314rad/s 2、下列数据中不属于交变电流有效值的是（） A.交流电表的示数 B.灯泡的额定电压 C.电容器的耐压值 D.保险丝的额定电流

第五章交变电流1.交变电流导学案

交变电流导学案 教学目标： 1．会观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流、直流的概念 2．分析线圈转动一周中电动势和电流方向的变化，能对交变电流的产生有比较清楚的了解，具有运用基本原理解决新情境下问题的能力。 3．知道交变电流的变化规律即表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理意义。 教学重点： 交变电流的产生及表达式的推导 教学难点： 交变电流的产生及推导 学生自主学习： 1．交变电流的产生和变化规律 ________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．中性面：_______________________________ 磁通量______ ，磁通量的变化量______ 磁通量的变化率______特点 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 3.正弦式电流的产生和变化规律 （1）产生 考虑下面几个问题： 1.图中在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动 2.在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动 3.线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大 4.大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E经负载流向F的电流为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。

（2）变化规律 根据图回答下面几个问题： ①线圈与中性面的夹角是多少 ②ab 边速度多大 ③ab 边速度方向与磁场方向夹角多大 ④ab 边产生感应电动势多大 ⑤线圈中感应电动势多大 （1） 函数形式：N 匝面积为S 的线圈绕垂直磁场平行线圈平面的轴以角速度ω转动， 从中性面开始计时，则电压t NBS e ωωsin =，（m ε=ωNBS ） t e m ωεsin =， 电流t I t R R e i m m ωωεsin sin === 电压u=IR=I m Rsin wt 从与中性垂直位置开始计时：（ 写出对应的表达式） （2）图象： 正弦式图像： 锯齿形扫描电压波形： 矩形脉冲波形： 例1 矩形线圈abcd 的边长ab=cd =40cm,bc =da =30cm,共有200匝，以300r/min 的转速在磁感强度为的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴 OO ′匀速转动,在t =0时刻处于图所示位置.此线圈产生的感应电动势最大值E m = Ｖ，有效值为E ＝____Ｖ，再转过 °出现第一次中性面。 例2 如图所示的100匝矩形线框绕OO ′轴匀速转动，转速为120r/min 。ab=cd=0.2m ，ad=bc=0.1m ，磁感应强度B ＝1T ，试求：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值是多少（2）感应电动势的瞬时表达式； 课后巩固练习 O ′ O c d b a B

高二物理交变电流教学案

高二物理交变电流教学案 【教学目标】 1．理解交变电流的产生原理 2．掌握交变电流的变化规律及表示方法 3．理解交流电的瞬时值，最大值及中性面的概念 4．培养观察能力、空间想象能力以及立体图转化为平面图形的能力【教学重难点】 1．重点是交变电流产生的物理过程分析 2．难点是交变电流的变化规律及应用 【教学过程】 一、新课导入 （一）交变电流的产生 问题1：磁场可看作匀强磁场，磁感应强度为B，线圈转 动角速度为ω，面积为S，匝数为n ,从图示位置开始转动， 求（1）转动时间t时的感应电动势e。 教学活动：如果学生不会，可以通过以下方式进行问 题引导教学 问题1、在线圈转动的过程中，那些边会产生感应电动势？ 问题2、用那种方法求感应电动势？如果不会再引导： （1）法拉第电磁感应定律有几种表达形式？ （2）每种表达形式的适用条件和范围？ 问题3、总电动势如何求解？如果不知道，再引导： （1）感应电流方向如何判断？ （2）总电流是等于ab、cd边产生的感应电流相加还是相减？ （如果学生立体观不好，可以将立体图换成平面图） 引导学生推动出结果： （1）e=nBSw sinwt （2）请画出e与t的变化关系图像 （引导学生画出图像）

结果分析：（活动） 问题：1、线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动时，产生的电动势与导体棒在磁场中切割磁感线产生的电动势有哪些不同？（引出交流电的概论、产生过程） 2、中性面及其特点 3、中性面的垂面及其特点 引导学生从原理图和e-t图入手分析得出： 1.中性面：垂直磁场方向的平面． （1）线圈经过中性面时，φ=BS最大，但△φ/△t =0最小，B//V（ab和cd边都不切割磁感线），E=0 I=0． （2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次． 2.线圈平行与磁感线时，φ=0,△φ/△t最大， 例 1 矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是( ) A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零 C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次 D．线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零 变式训练： 在交流电的产生实验中，关于与中性面垂直的面，下列说法正确的是() A．此时线圈各边都不切割磁感线，感应电流等于零 B．此时磁感线平行于线圈平面，所以磁通量为零，磁通量的变化率为零C．线圈每经过此平面一次，电流方向就改变一次 D．此时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

描述交变电流的物理量

描述交变电流的物理量 教学目标： 1、能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值。 2、理解交流电“四值”并能正确运用适当的值解决相应问题。 活动一：完成下列习题，掌握交变电流的有效值计算方法 1、一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω， 则外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则（） A.电压表○v的示数为220v B.电路中的电流方向每秒钟改变50次 C.灯泡实际消耗的功率为484w D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J 2、右图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯 接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的 电压的波形如右图所示。此时接在电热丝两端的 交流电压表的读数为（） A.110V B.156V C.220V D.311V 3、如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图像．此交流电流的有效值是( ) 4、如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。 活动二：完成下列习题，理解交流电“四值”并能正确运用适当的值解决相应问题 1、把一电容器C接在220V的交流电路中，为了保证电容不被击穿，电容器C的耐压值是多少？ P u V 1 2 3 4 5 O t/10-2s u/V 311 2 -4 t/s i/A 2 1 3 4

V 2、将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l ，它在磁感应强度为B 、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n ，导线在a 、b 两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P 的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为 （ ） A.(2πl 2nB )2/P B.2(πl 2nB )2/P C.(l 2nB )2/2P D.(l 2nB )2/P 3、一电阻为R 的金属圆环，放在匀强磁场中，磁场与 圆环所在平面垂直，如图（a ）所示，已知通过圆环的磁通量随时间t 的变化关系如图（b ）所示，图中的最大磁通量0φ和变化周期T 都是已知量，求： （1）在t =0到t = T /4的时间内，通过金属圆 环横截面的电荷量q 。 （2）在t=0到t=2T 的时间内，金属环所产生的电热Q 。 4、如图，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长为L=10cm 的正方形线圈abcd 共100匝，线圈电阻r=1Ω，线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动。,/2s rad πω =外电路电阻R=4Ω。 求：（1）感应电动势最大值 （2）由图示位置转过60。 角时的感应电动势值 （3）由图示位置转过60。角过程中产生的感应电动势值 （4）交流电压表的示数 （5）线圈转动一周在电阻R 上产生的热量 （6）在1/6周期内通过电阻R 的电荷量为多少。 课堂反馈： 5、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道（ ） A 、0.01s 时刻线圈处于中性面位置 B 、0.01s 时刻穿过线圈的磁通量为零 C 、该交流电流有效值为2A D 、该交流电流频率为50Hz 6、如图所示，单匝线圈在匀强磁场，中绕OO ′轴从图示位置开始转动。已知从图示位置转过π/6时，线圈中电动势大小为10V ，求： （1）交变电动势的峰值； b a B l

交变电流的产生及其描述

1 考点规范练32 交变电流的产生及其描述 一?单项选择题 1.矩形线圈的面积为S ,匝数为n ,在磁感应强度为B 的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω匀速转动?当转到线圈平面与磁场垂直的图示位置时 ( ) A.线圈中的电动势为nBS ω B.线圈中的电动势为0 C.穿过线圈的磁通量为0 D.穿过线圈的磁通量变化率最大 答案:B 解析:图示时刻线框的四边都不切割磁感线,不产生感应电动势,即线圈中的电动势为0,故选项A 错误,选项B 正确;图示时刻线框与磁场垂直,磁通量最大,为Φ=BS ,故选项C 错误;图示位置线圈中的电动势为0,根据法拉第电磁感应定律E=n 可知穿过线圈的磁通量变化率为0,故选项D 错误? 2.(2015·江淮十校联考)如图所示,一交变电流随时间变化的图象,则此交变电流的有效值为( ) A. A B.2 A C. A D.3 A ?导学号34220361? 答案:C 解析:设此交变电流的有效值为I ,周期为T ,电阻为R ,则I 2RT= R · R · ,解得I= A,故 C 正确? 3.(2015·云南昆明三中?玉溪一中统考)将阻值为100 Ω的电阻丝绕成一个110匝的闭合矩形线圈,让其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的感应电动势如图乙所示?则下列说法正确的是( ) A.t=0时刻线圈应转到图甲所示的位置 B.该线圈的转速为100π r/s C.穿过线圈的磁通量的最大值为 Wb D.线圈转一周所产生的电热为9.68 J 答案:D 解析:t=0时刻线圈中感应电动势为零,线圈应转到中性面位置,即与题图甲所示的位置垂直,选项A 错误;由题图乙可知,周期为0.02 s,该线圈的角速度为ω= =100π rad/s,转速为 n= = 50 r/s,选项B 错误;

高中物理第二章交变电流第一节认识交变电流导学案粤教选修

第一节 认识交变电流 【自主学习】 一、 学习目标 1. 知道什么是交变电流，知道交流电与直流电的区别。 2. 能说出交变电流的产生原理。 二、 重点难点 1. 知道什么是交变电流． 2. 掌握交变电流的产生和特点． 3. 能说出线圈平面处于中性面时的特征． 三、自主学习（阅读课本P38-41页，《金版学案》P39-40考点一） 1. 恒定电流： 和 都不随时间改变的电流，简称 流． 2. 交变电流： 和 都随时间作 性变化的电流，简称 流． 3. 波形图： 或 随时间变化的图象． 4. 日常生活和生产中所使用的交变电流是按 规律变化的交变电流． 5. 交流发电机的基本结构： 、磁极、滑环及 ． 6. 交变电流的产生 我们日常生活和生产中所使用的电流大多是交变电流。 （１）中性面（线圈与磁感线垂直的平面） 1）磁通量Φ 2）E ＝ ，磁通量的变化率 为 t ?Φ ?

3）当线圈转至中性面时，电流方向发生改变 4）线圈转动一周电流方向改变 次 （２）最大值面（线圈与磁感线平行的平面） 1） 磁通量Φ为 2） E 最大，磁通量的变化率 四、 要点透析 交变电流是如何产生的？ 1．产生过程 如图所示，用矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流． (1)切割磁感线的有效边是图中的ab 和cd . (2)线圈平面平行磁感线的位置，即通过线圈平面的磁通量为零的位置(图乙、丁中位置)，两有效边的切割速度方向垂直磁感线，产生的感应电动势最大． (3)线圈平面垂直磁感线的位置，即通过线圈平面的磁通量最大的位置，两有效边的切割速度方向平行磁感线，不切割磁感线，线圈中的感应电动势为零． 2．过程分析 线圈由甲位置转到乙位置过程中，电流方向为b →a →d →c . 线圈由乙位置转到丙位置过程中，电流方向为b →a →d →c . 线圈由丙位置转到丁位置过程中，电流方向为a →b →c →d . 线圈由丁位置回到甲位置过程中，电流方向为a →b →c →d . ３.总结提升 t ?Φ?

2.3-表征交变电流的物理量

2.3 表征交变电流的物理量学案（粤教版选修3-2） 1．(双选)某交变电流的方向在1 s内改变100次，则其周期T和频率f分别为() A．T＝0.01 s B．T＝0.02 s C．f＝100 Hz D．f＝50 Hz 2．(双选)一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生交变电流的电动势的图象如图1所示，则() A．交变电流的频率是4π Hz B．当t＝0时，线圈平面和磁感线垂直 C．当t＝π s时，e有最大值 D．交流电的周期是2π s 3．如图2是一个正弦式交变电流的图象，下列说法正确的是() A．周期是0.2 s，电流的峰值是10 A B．周期是0.15 s，电流的峰值是10 A C．频率是5 Hz，电流的有效值是10 A D．频率是0.2 Hz，电流的有效值是7.07 A

【概念规律练】 知识点一 交变电流的周期和频率 1．某交变电压随时间的变化规律如图3所示，则此交变电流的频率为________ Hz.线圈转动的角速度是________ rad/s.若将此电压加在10 μF 的电容器上，则电容器的耐压值不应小于________ V . 2．我国照明电压的瞬时值表达式为e ＝2202·sin 100πt V ，它的周期是 ________，频率是________，在1 s 内电流的方向改变________次，电压最大值为________． 知识点二 交变电流的峰值和有效值 3．关于交变电流的感应电动势的有效值U 和最大值U m ，下列说法中正确的是( ) A ．任何形式的交变电流都具有U ＝U m /2的关系 B ．只有正(余)弦式交变电流才具有U ＝U m 2 的关系 C ．照明电压220 V 、动力电压380 V 指的都是最大值 D ．交流电压表和交流电流表测的都是最大值 4．电阻R 1、R 2和交流电源按照图4(a)方式连接，R 1＝10 Ω，R 2＝20 Ω.合上开关S 后，通过电阻R 2的正弦式交变电流i 随时间t 变化的情况如图(b)所示．则( ) A ．通过R 1的电流有效值是1.2 A B ．R 1两端的电压有效值是6 V C ．通过R 2的电流最大值是1.2 2 A D ．R 2两端的电压最大值是6 2 V 【方法技巧练】 一、有效值的计算方法 5．如图5所示为一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为多大？ 6．某一交流电的电压波形如图6所示，求这一交流电的电压有效值U . 图6 二、瞬时值、最大值、有效值和平均值的使用技巧 7．如图7所示，矩形线圈的匝数为n ，线圈面积为S ，线圈电阻为r ，在磁感应强度为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 ，在线圈由图示位置转过90°的过程中，求： (1)通过电阻R 的电荷量q ；

交变电流单元复习学案

《交变电流》单元复习学案 （第1课时） 班级 姓名 教师寄语：复习的过程既是对知识的梳理和归纳，也是对能力的训练和培养 复习重点： 交变电流的的变化规律及其描述（包括图象）、有效值的概念、理想变压器的原理、电能输送中相关计算等。 复习要点： 1．交变电流的产生、变化规律及图象表达 2．表征交变电流的物理量、交变电流的有效值 3．变压器的构造、作用、原理及各相关物理量的制约关系 4．理想变压器的理想化条件、规律及应用 5．远距离输电 【典例导学一】 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 、t 1时刻通过线圈的磁通量为零； B 、t 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大； C 、t 3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 知识总结： 1、 交变电流的产生方法： （思考：转轴一定是在线圈的中轴？） 2、 矩形线圈不同位置时各物理量规律： （1）中性面：φ t ??? e i （2）垂直中性面：φ t ??? e i 3、分析物理图象的要点： “七看”：（1） ；（2） ；（3） ；（4） ；（5） ；（6） ；（7） 。 自主检测： 1．如图演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度Ｂ＝０，5T,线圈匝数N =50匝,每匝线圈面积为0，48m 2 ,转速为150r/min 。在匀速转动过程中,从图示位置线圈转过90°开始计时。 ⑴写出交流感应电动势瞬时值的表达式。 ⑵画出e-t 图线。

高二物理 表征交变电流的物理量 典型例题解析

表征交变电流的物理量 典型例题解析 【例1】一个电阻接在10V 的直流电源上，它的发热功率为P ，当它接到电压为u ＝10sin100πt V 的交变电源上，发热功率是多少？() [ ] A ．0.25P B ．0.5P C ．P D ．2P 解答：通直流电时P ＝U 直2/R ＝100/R ； 通交变电流时′＝＝＝；有效 P U /R (U )/R 50/R 2m 2/2 所以P ′＝P/2．故应选B 项． 点拨：计算交变电流的发热功率，必须选择有效值． 【例2】图18－11中两交变电流分别通过相同电阻R ．①分别写出它们的有效值、周期、频率；②计算它们在R 上产生的功率之比． 解答：①图甲为正弦交流电其有效值＝＝，周期I I 3.55 A T 1m 1/2 ＝0.4s ，频率f 1＝2.5Hz ；图乙为方波交流电，电流的大小不变，方向作周期性变化，由于热效应与电流方向无关，因而它的有效值I 2＝5A ，周期T 2＝0.4s ，频率f 2＝2.5Hz ． ②由公式P ＝I 2R 得P 甲∶P 乙＝1∶2． 点拨：对于非正弦交流电，在计算其有效值时，一定要根据有效值的定义，利用热效应关系求解． 【例3】电路两端的交流电压是u ＝U m sin314tV ，在t ＝0.005s 时电压的值为10V ，则接在电路两端的电压表读数为多少？ 点拨：交流电表的读数应是交流电的有效值． 参考答案：7.07V 。 【例4】下列说法正确的是

[ ] A．在一个周期内电流的方向改变两次 2 B．交流电的最大值总是有效值的倍 C．若正弦交流电的最大值为10V，则它的最小值为－10V D．演示交流电随时间变化规律时，应采用交流电流表 点拨：线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次；只有正弦交流 2 电其最大值才是有效值的倍，交流电的正负表示方向；只有直流电流表的偏向、偏角大小随电流方向、大小发生变化． 参考答案：A 跟踪反馈 1．四个接220V交流电的用电器，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．电流最大值的0.6A的电熨斗 C．每秒发热40cal的电热器 D．额定电流I＝0.5A的电烙铁 2．下列说法正确的是 [ ] A．用交流电压表测量交流电压时，指针来回摆动 B．一周期内交流的方向改变两次 C．如果交流的最大值是5A，则最小值为－5A D．用电器上所标电压值是交流的有效值 3．一电阻接在10V直流电源上，电热功率为P；当它接到电压u＝10sin ωtV上时功率为 [ ] A．0.25P B．0.5P C．P D．2P 4．如图18－12为一交流的电压与时间图像，它的有效值为________V． 参考答案

高二物理交变电流知识点及习题

第一节交流电的产生和变化规律 一、交变电流： c）、（e）所示电流都属 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： （1）、函数表达式：从中性面开始计时，则e=NBSωsinωt 。用εM表示峰值εM=NBSω 则e=εM sinωt在纯电阻电路中,电流I= R R e m ε =sinωt=I m sinωt，电压u=U m sinωt 。 4、交流发电机 （1）发电机的基本组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）②用来产生磁场的磁极 （2）发电机的基本种类①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子 第二节表征交变电流的物理量 1、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：即最大的瞬时值用大写字母表示，U mＩmεm εm= nsBωＩm=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 ε m =NBSω，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： ⅰ、意义：描述交流电做功或热效应的物理量 ⅱ、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。 ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= 2 m ε I= 2 m I U= 2 m U 。 i o t i o t i o t i o t i o t 图151 (a d )) (b () c() d () e

第二章第二节交变电流的描述

第二章交变电流 第二节交变电流的描述 A级抓基础 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() A．匀强磁场的磁感应强度B．线圈的总电阻 C．线圈的转速D．线圈的匝数 解析：E m＝NBSω，e＝E m sin ωt，与B、S、ω、N有关． 答案：B 2．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则以下说法正确的是() 图甲图乙 A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大 C．t＝0.02 s时刻，感应电动势达到最大值 D．该线圈产生的感应电动势的图象如图乙所示 解析：由甲图知t＝0时刻磁通量最大，线圈平面应在中性面位置，A错误；t＝0.01 s时刻，磁通量等于零，但Φ的变化率最大，B 正确；t＝0.02 s时刻，磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，C错误；由甲图知交流电动势的图象应为正弦图象，D错误． 答案：B 3.如图所示，处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度

绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直．在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定a→b→c→d→a方向的感应电流为正方向，则下图能反映线圈感应电流I随时间t变化的图线是() 解析：在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合，即此时磁通量为零，磁通量变化率最大，所以产生的感应电动势最大，故感应电流最大，根据右手定则，可知电流方向为a→b→c→d→a，所以选C. 答案：C 4．(多选)线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为e ＝102sin 20πt (V)，则下列说法正确的是() A．t＝0时，线圈平面位于中性面 B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大 C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大 D．t＝0.4 s时，e达到峰值10 2 V 解析：根据交流电动势的瞬时值表达式可判断题目所给的交流电为正弦式交变电流，当t＝0时，e＝0，所以此时磁通量的变化率为零，导线切割磁感线的有效速度为零，但此时穿过线圈的磁通量最大，线圈平面位于中性面，所以A、B正确，C错误；当t＝0.4 s时，e ＝102sin 20πt (V)＝102sin 8π (V)＝0，所以D错误． 答案：AB 5．(多选)如图所示，形状或转轴位置不同，但面积均为S的单匝线圈处在同一个磁感应强度为B的匀强磁场中，以相同的角速度ω匀速转动，从图示的位置开始计时，则下列说法正确的是() A．感应电动势最大值相同 B．感应电动势瞬时值不同

18、交变电流的描述

物理科学案 序号18 高二 年级 班 教师 刘冰 学生 第二章 第2节 交变电流的描述 【学习目标】 1、了解交变电流产生的过程，能够写出交变电流的电动势、电流、电压瞬时值表达式； 2、会用图像描述交变电流。 【知识链接】 1、正弦式交变电流的产生：将 置于 中，并绕 的轴做 运动。 2、中性面： （1）线圈平面与磁场 时的位置。 （2）线圈位于中性面时有哪些特点？ 磁通量 ，感应电动势 ，磁通量的变化率 ，感应电流 。 （3）当线圈平面与磁场平行时： 磁通量 ，感应电动势 ，磁通量的变化率 ，感应电流 。 【新知呈现】 一、 用函数表达式描述交变电流 1、 当线圈平面从中性面开始转动： 感应电动势的瞬时值表达式： 感应电流的瞬时值表达式： 外电路电压的瞬时值表达式： 最大感应电动势为： 2、 当线圈平面从垂直于中性面位置开始转动： （1） 初始位置时，ab 边的线速度v 与磁场B 方向间的夹角： （2） 经过时间t 后，线圈转过的角度： （3） 此时，ab 边的线速度v 与磁场B 方向间的夹角： （4） 此时，ab 边产生的感应电动势的大小： （5） 此时，整个线圈产生的感应电动势的大小： （6） 假设线圈匝数为N ，线圈的面积为S ，则线圈产生的感应电动势的大小： （7） 若用m E NBS ω=，则线圈产生的感应电动势的大小： 感应电动势的瞬时值表达式： 感应电流的瞬时值表达式： 外电路电压的瞬时值表达式： 最大感应电动势为： 二、 用图像描述交变电流 1、 当线圈平面从中性面开始转动：（正弦图像） 2、 当线圈平面从垂直于中性面位置开始转动：（余弦图像） 【典例分析】 例1、如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，说法正确的是（ ） A 、 线圈每转动一周，指针左右摆动两次 B 、 图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C 、 图示位置，ab 边的感应电流方向为b a → D 、 线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零 例2、有一匝数为10匝的正方形线圈，边长为20cm ，线框总电阻为1Ω，线框绕OO '轴以20(/)rad s π的角速度匀速转动，如图所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5T 。问： （1） 该线框产生的交变电流的电动势最大值、电流最大值分别是多少？ （2） 线框从图示位置转过600 时，感应电动势的瞬时值是多大？ （3） 写出感应电动势随时间变化的瞬时值表达式。 【针对训练】如图所示，矩形线圈边长为20ab cm =，10bc cm =，匝数N=100匝，磁场的磁感应强度B=0.01T 。当线圈以50/n r s =的转速从图示位置开始逆时针匀速转动时，求： （1） 线圈中交变电动势瞬时值表达式； （2） 从线圈开始转动起，经0.01s 时感应电动势的瞬时值。

高二物理《交变电流》学案

第五章交变电流 第一节《交变电流》导学案 教学目标: 1、理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面及中性面的准确含义； 2、掌握交变电流的变化规律及表示方法； 3、理解交变电流的瞬时值和最大值； 4、掌握交变电流的变化图像及应用。 教学重点：交变电流产生的物理过程的分析。 教学难点：交变电流的变化规律及应用。 （一）引入新课 一、交变电流： 演示实验：将手摇发电机模型与两个发光二极管组成闭合电路。当线框快课本P 31 速转动时，观察到什么现象? 这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫做。方向不随时间变化的电流称为__ ____，大小和方向都不随时间变化的电流称为_ ． 二、交变电流的产生： 上图为交流发电机示意图。 假定线圈沿逆时针方向匀速转动，从甲图至丁图，考虑回答下列问题。 1、在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 2、在线圈由乙转到丙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 3、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 4、在线圈由丁转到甲的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 5、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？ 6、大致画出通过电流表的电流随时间的变化曲线，假设从E经过负载流向F的电流

记为正方向，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。 7.中性面是指在磁场中线圈与垂直的平面，此位置穿过闭合线圈的磁通量为，磁通量的变化率为，感应电动势为。 总结: （1）（甲）（丙）中性面（线圈与磁感线垂直的平面） 特点: a. 磁通量Φ最大 b. E＝0，磁通量的变化率ΔΦ/Δt为零 c. 当线圈转至中性面时，电流方向发生改变 d. 线圈转动一周电流方向改变两次 （2）（乙）（丁）感应电动势的最大值面（线圈垂直中性面） 特点：a. 磁通量Φ为0 b. E最大，磁通量的变化率ΔΦ/Δt最大 三、交变电流的变化规律: 1、线圈在__ __磁场中绕___ ____ _ _的轴匀速转动时，产生交变电流，此交变电流按正弦规律变化叫做______ _____ _____电流。 2、正弦式交变电流的变化规律的推导(从中性面开始计时)： 经时间t ： （1）线圈与中性面的夹角是多少？ （2）ab边的速度是多大？ （3）ab边的速度方向与磁场方向的夹角是多 少？ （4）ab边产生的感应电动势多大？ （5）线圈中感应电动势多大？ 正弦式交变电流的规律:(从中性面开始计时) （1）电动势最大值：Em=nBSω （2）电动势瞬时值表达式：e= E m sin ωt =

表征交变电流的物理量

表征交变电流的物理量 一、素质教育目标 (一)知识教学点 1．复习上节课知识，并推出εm=BωS εm＝NBωS 2．理解交变电流的周期、频率含义，掌握它们相互间关系 3．理解交变电流有效值的意义，会应用正弦式交变电流有效值公式对纯电阻电路的电压、电流进行有关计算 4．能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值 (二)能力训练点 1．培养学生阅读、理解及自学能力。 2．培养学生将知识进行类比、迁移的能力。 3．使学生理解如何建立新的物理概念而培养学生处理解决新问题能力。 4．培养学生应用数学工具处理解决物理问题的能力。 5．训练学生由特殊到一般的归纳、演绎思维能力。 6．努力培养学生的实际动手操作能力。 (三)德育渗透点 1．由用电器铭牌，可介绍我国近几年的经济腾飞，激发学生爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神。 2．让学生体会对称美。 二、重点、难点、疑点及解决办法 1．交变电流有效值概念既是重点又是难点，通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义 2．交变电流瞬时值确定使学生感到困难，通过例题分析使学生学会借助数学工具处理解决物理问题的能力 三、课时安排 1课时 四、教具准备 投影机、幻灯机、手摇发电机、导线若干、万用电表(25只) 灯泡“220V、100W”(25只) 五、学生活动设计 1．学生通过计算分析得出：矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁感线的任一轴匀速转动一周中，产生的感应电动势εm＝BωS。 2．学生通过知识类比知道描述交变电流的周期性变化特点必须要引入周期T、频率f来表示变化的快慢。 3．通过演示实验观察掌握瞬时值、最大值、有效值概念。 4．学生通过再次使用万用电表，熟练基本仪器的使用和正确读数。 5．通过练习巩固加深对交流电图象的认识和有效值的理解。 六、教学步骤

《描述交变电流的物理量》教案

5.2描述交变电流的物理量 课题描述交变电流的物理量课型新授 教学目标 一、知识与技能 1 知道交变电流的周期和频率，以及它们与转子角速度ω的关系。 2 知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系。 3知道我国供电线路交变电流的周期和频率。 二、过程与方法 1用等效的方法得出描述交变电流的有效值。 2 学会观察实验，分析图象，由感性认识到理性认识的思维方式。 三、情感态度与价值观 1 通过对描述交变电流的物理量的学习，体会描述复杂事物的复 杂性，树立科学、严谨的学习和认识事物的态度。 2 联系日常生活中的交变电流知识，培养学生将物理知识应用于生活和 生产实际的意识，鼓励学生勇于探究与日常生活有关的物理学问题。 教学重点难点重点：周期、频率的概念，有效值的概念和计算难点：有效值的概念和计算 教学方法诱思探究教学法 教学手段小灯泡（6V、0.3A）手摇交流发电机模型多媒体投影仪 板面设计

１．交变电流的周期和频率（1）周期： （2）频率： （3）周期和频率的关系： ２．交变电流的峰值和有效值 （1）交变电流峰值（Im、Em、Um）： （2）交变电流有效值（I、E、U）： 1）有效值： 2）正弦交流电有效值与最大值的关系３.课堂小结 ４．作业 教学过程教法运用

教学过程 一、复习引入新课 上节课我们研究了矩形线圈在匀强磁场中转动，线圈中会产生正弦交流电。 [师问] 如何描述线圈中交变电流的变化规律呢? [生答] 1、公式法：从中性面开始计时， 2、图象法： 如图所示 [师问] 试确定43210t t t t t 、、、、=时刻，图象坐标与线圈转动 位置的对应关系？ [生答] 43210t t t t t 、、、、=线圈转过的角度分别为：0、2 π、 π、23π、π2 。 [教师指出] 线圈转动一整圈，交变电流就完成一个周期性变化。这说明，线圈转动速度越快，交变电流周期性变化的越快。交变电流与恒定电流比较具有不同的特点，用那些量来描述交变电流呢？ 由学生自我重现正弦交流电理论 推导过程。教师 提示如下关键点①研究对象。② 垂直切割速度。③等效电路。④ 变化规律。 引导学生把两图结合起来分析，增强分析图象的能力。以达到感性和理性认识的结合。 ω 角速度为宽其中线圈长圈转动的截面图教师利用投影仪展示线,,21l ad l ab ==t Sin E t Sin l l B e m ωωω=????=222 1