高中物理-描述交变电流的物理量
高中物理电学题目大纲2024版
高中物理电学题目大纲2024版一、静电场1、电荷与库仑定律理解电荷的概念，包括正电荷和负电荷。
掌握库仑定律的内容和表达式，能够运用库仑定律计算点电荷之间的静电力。
相关题目：计算两个固定点电荷之间的静电力大小和方向；判断在库仑力作用下电荷的运动情况。
2、电场强度理解电场强度的定义和物理意义。
掌握电场强度的计算方法，包括点电荷电场强度的公式和匀强电场中电场强度与电势差的关系。
能够根据电场线判断电场强度的大小和方向。
相关题目：计算点电荷产生的电场中某点的电场强度；根据给定的电场线描述电场的性质。
3、电势与电势能理解电势和电势能的概念。
掌握电势的计算方法和电势能的变化与电场力做功的关系。
能够比较不同位置的电势高低和电势能大小。
相关题目：计算点电荷电场中某点的电势；分析在电场中电荷电势能的变化情况。
4、电容器了解电容器的结构和工作原理。
掌握电容器电容的定义和表达式。
能够分析电容器在电路中的充电和放电过程。
相关题目：计算平行板电容器的电容；分析含电容器电路中电流、电压的变化。
二、恒定电流1、部分电路欧姆定律理解电阻的概念和影响电阻大小的因素。
掌握部分电路欧姆定律的内容和表达式，能够运用欧姆定律计算电路中的电流、电压和电阻。
相关题目：根据给定的电阻和电压，计算电路中的电流；分析电阻变化对电路中电流和电压的影响。
2、闭合电路欧姆定律理解闭合电路欧姆定律的内容和表达式。
掌握电源电动势和内阻的概念，能够运用闭合电路欧姆定律计算电路中的电流、电压和功率。
能够分析闭合电路中动态变化问题。
相关题目：计算闭合电路中各部分的电压和电流；分析滑动变阻器阻值变化对电路的影响。
3、电路的功率理解电功、电功率的概念和计算方法。
掌握电源的输出功率与外电阻的关系，能够计算电源的最大输出功率。
能够分析电路中的能量转化和效率问题。
相关题目：计算电路中的电功和电功率；分析在不同负载下电源的输出功率变化。
三、磁场1、磁场的基本概念理解磁场的概念，包括磁场的方向和磁感应强度的定义。
高中物理 交变电流
交变电流学案1 交变电流一、交变电流 [问题设计]1. 把图1所示电路接在干电池的两端时，可以观察到什么现象？图1答案 当接在干电池两端时，只有一个发光二极管会亮．2．把图1中电路接在手摇式发电机两端时，又会观察到怎样的现象？ 答案 当接在手摇式发电机两端时两个发光二极管间或的闪亮，原因是发电机产生与直流不同的电流，两个发光二极管一会儿接通这一个，一会儿再接通另外一个，电流方向不停地改变．[要点提炼]1．大小和方向随时间作周期性变化的电流叫交变电流，简称交流电． 2．方向不随时间变化的电流称为直流．大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．3．对直流电流和交变电流的区分主要是看电流方向是否变化． 二、正弦交变电流的产生和表述 [问题设计]如图2所示是线圈ABCD 在磁场中绕轴OO ′转动时的截面图．线圈平面从中性面开始转动，角速度为ω.经过时间t ，线圈转过的角度是ωt ，AB 边的线速度v 的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt .设AB 边长为L 1，BC 边长为L 2，线圈面积S ＝L 1L 2，磁感应强度为B ，线圈转动角速度为ω，则：图2(1)甲、乙、丙位置AB 边产生的感应电动势各为多大？ (2)甲、乙、丙位置整个线圈中的感应电动势各为多大？(3)若线圈有N 匝，则甲、乙、丙中整个线圈的感应电动势各为多大？ 答案 (1)甲：e AB ＝0乙：e AB ＝BL 1v sin ωt ＝BL 1·L 2ω2sin ωt＝12BL 1L 2ωsin ωt ＝12BSω·sin ωt丙：e AB ＝BL 1v ＝BL 1·ωL 22＝12BL 1L 2ω＝12BSω(2)整个线圈中的感应电动势由AB 和CD 两部分产生，且e AB ＝e CD ，所以 甲：e ＝0乙：e ＝e AB ＋e CD ＝BSω·sin ωt 丙：e ＝BSω(3)若线圈有N 匝，则相当于N 个完全相同的电源串联，所以 甲：e ＝0乙：e ＝NBSωsin ωt 丙：e ＝NBSω [要点提炼]1．正弦交变电流的产生将闭合线圈置于匀强磁场中，并绕垂直磁场方向的轴匀速转动． 2．正弦交变电动势瞬时值表达式(1)当从中性面开始计时：e ＝E m sin_ωt ；(2)当从与中性面垂直的位置开始计时：e ＝E m cos_ωt . 3．正弦交变电动势的峰值表达式 E m ＝NSBω与线圈的形状及转动轴的位置无关．(填“有关”或“无关”) 4．两个特殊位置(1)中性面：线圈平面与磁场垂直．Φ最大，ΔΦΔt为0，e 为0，i 为0.(填“0”或“最大”)线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流方向都要改变，线圈转动一周，感应电流方向改变两次．(2)垂直中性面：线圈平面与磁场平行．Φ为0，ΔΦΔt最大， e 最大，i 最大．(填“0”或“最大”)5．正弦交变电流的图像及应用或从图像中可以解读到以下信息： (1)交变电流的周期T 、峰值I m .(2)因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻；也可根据电流或者电压峰值找出线圈平行磁感线的时刻．(3)判断线圈中磁通量Φ最小、最大的时刻及磁通量变化率ΔΦΔt最大、最小的时刻．(4)分析判断i 的大小和方向随时间的变化规律．一、交变电流的判断例1 如图所示，属于交流电的是( )答案 C二、正弦交变电流的产生例2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答案CD三、交变电流的规律例3有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20 cm，线圈总电阻为1 Ω，线圈绕OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图3所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T，求：图3(1)该线圈产生的交变电流电动势的峰值、电流的峰值分别是多少；(2)若从中性面位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的表达式；(3)线圈从中性面位置开始，转过30°时，感应电动势的瞬时值是多大．答案(1)6.28 V 6.28 A(2)e＝6.28sin (10πt) V(3)3.14 V四、交变电流的图像例4线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生的交变电流的图像如图4所示，由图中信息可以判断()图4A．在A和C时刻线圈处于中性面位置B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C．从A～D线圈转过的角度为2πD．若从O～D历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次答案 D1．(交变电流的产生)下列各图中，线圈中能产生交变电流的有()答案 BCD2. (交变电流的规律)如图5所示，矩形线圈abcd 放在匀强磁场中，ad ＝bc ＝l 1，ab ＝cd ＝l 2.从图示位置起该线圈以角速度ω绕不同转轴匀速转动，则( )图5A ．以OO ′为转轴时，感应电动势e ＝Bl 1l 2ωsin ωtB ．以O 1O 1′为转轴时，感应电动势e ＝Bl 1l 2ωsin ωtC ．以OO ′为转轴时，感应电动势e ＝Bl 1l 2ωcos ωtD ．以OO ′为转轴跟以ab 为转轴一样，感应电动势e ＝Bl 1l 2ωsin (ωt ＋π2)答案 CD3．(交变电流的图像)单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图6甲所示，则下列说法中正确的是( )图6A ．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，交变电动势达到最大D ．该线圈产生的相应交变电动势的图像如图乙所示 答案 B4. (交变电流的规律)如图7所示，线圈的面积是0.05 m 2，共100匝，匀强磁场的磁感应强度B ＝1πT ，当线圈以300 r/min 的转速匀速旋转时，求：图7(1)若从线圈的中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．(2)从中性面开始计时，线圈转过130s 时电动势瞬时值多大？学案2 描述交流电的物理量一、周期和频率 [问题设计]如图1所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？图1答案 周期T ＝0.02 s ；频率f ＝50 Hz. [要点提炼]1．周期(T )：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用T 表示，单位是秒．2．频率(f )：交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数，用f 表示，单位是赫兹，符号是Hz. 3．转速(n )：线圈单位时间(1 s 或1 min)转过的圈数，单位是r /s 或r/min.4．各物理量之间的关系：f ＝1T ω＝2πT＝2πf ω＝2πn (n 的单位为r/s)5．我国电网中交变电流的周期是0.02 s ，频率是50 Hz. 二、峰值 有效值 [问题设计]1．图2是通过一个R ＝1 Ω的电阻的电流i 随时间变化的曲线．这个电流不是恒定电流． (1)怎样计算1 s 内电阻R 中产生的热量？ (2)如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R ，也能在1 s 内产生同样的热量，这个电流是多大？图2答案 (1)Q ＝I 21Rt 1＋I 22Rt 2＝42×1×0.5 J ＋22×1×0.5 J ＝10 J(2)由Q ＝I 2Rt ，得I ＝ Q Rt ＝ 101×1A ＝10 A2．某交流电压瞬时值表达式u ＝62sin (100πt ) V ，把标有“6 V 2 W ”的小灯泡接在此电源上会不会被烧坏？把一个能承受的最大电压为 6 V 的电容器接在此电源上会不会被击穿？答案 小灯泡不会被烧坏，交流电压瞬时值表达式u ＝62sin (100πt ) V 中6 2 V 是最大值，其有效值为6 V ．标有“6 V 2 W ”的小灯泡中的6 V 是有效值，当电源的瞬时电压大于6 V 时，电容器会被击穿． [要点提炼]1．峰值：也叫最大值，它是所有瞬时值中的最大值．(1)当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，E m ＝NBSω(转轴垂直于磁感线)．(2)电容器接在交流电路中，交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值．2．有效值：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在相同的时间内它们产生的热量相等，我们就把这个恒定电流的电流值I、电压值U，叫做这个交流电的有效值．计算时要注意三同：“相同电阻”上、“相同时间”内、产生“相同热量”．3．正弦交变电流的有效值I、U与峰值I m、U m的关系：I＝I m2，U＝U m2.注意：非正弦交变电流的有效值只能根据电流的热效应计算．4．有效值的应用(1)计算与电流热效应有关的量(如功率、热量)要用有效值．(2)交流电表的测量值，电气设备标注的额定电压、额定电流，通常提到的交流电的数值指有效值．5．平均值的应用计算通过导体某一横截面的电荷量时，只能用交变电流的平均值，即q＝I·Δt＝ERΔt＝nΔΦR.一、对描述交变电流物理量的认识例1一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图3所示，由图可知()图3A．该交流电的电压的有效值为100 VB．该交流电的频率为25 HzC．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin (25t) VD．并联在该电压两端的电压表指针不停摆动答案 B二、正弦交变电流有效值的计算例2一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图4甲所示．已知发电机线圈的内阻为5.0 Ω，外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则()图4A．电压表的示数为220 VB．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484 WD．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J答案 D三、非正弦交变电流有效值的计算例3如图5所示是一交变电流随时间变化的图像，求此交变电流的有效值．图5答案 5 A四、有效值、瞬时值、平均值的区别及应用例4 在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈的匝数为n ＝100匝，边长为20 cm ，电阻为10 Ω，转动频率f ＝50 Hz ，磁场的磁感应强度为0.5 T ，求：(1)外力驱动线圈转动的功率；(2)转至线圈平面与中性面的夹角为30°时，线圈产生的感应电动势及感应电流的瞬时值大小；(3)线圈由中性面转过30°角的过程中，通过线圈中导线横截面的电荷量．答案 (1)1.97×104 W (2)314 V 31.4 A (3)2.68×10－2C描述交变电流的物理量⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧描述变化快慢的物理量⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫周期T 频率f T ＝1f 描述大小的物理量⎩⎪⎨⎪⎧ 瞬时值e ＝E msin ωt峰值E m＝NBS ω有效值E ＝Em2平均值E ＝n ΔΦΔt1．(对描述交变电流物理量的认识)如图6是某种正弦交变电压的波形图，由图可确定该电压的 ( )图6A ．周期是0.01 sB ．最大值是220 VC ．有效值是220 VD ．表达式为u ＝220sin (100πt ) V 答案 C2．(正弦交变电流有效值的计算)一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T .从中性面开始计时，当t ＝112T 时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V ，则此交变电流的有效值为( )A ．2 2 VB ．2 V C. 2 V D.22V答案 A3. (非正弦交变电流有效值的计算)通过一阻值R ＝100 Ω的电阻的交变电流如图7所示，其周期为1 s ．电阻两端电压的有效值为 ( )图7A ．12 VB ．410 VC ．15 VD ．8 5 V 答案 B4. (峰值、有效值、瞬时值、平均值的区别应用)交流发电机线圈电阻r ＝1 Ω，用电器电阻R ＝9 Ω，电压表示数为9 V ，如图8所示，那么该交流发电机( )图8A ．电动势的峰值为10 VB ．电动势的有效值为9 VC ．交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值为10 2 VD ．交流发电机线圈自中性面转过90°的过程中的平均感应电动势为202πV答案 D5．(峰值、有效值、瞬时值、平均值的区别应用) 如图9所示，线圈abcd 的面积是0.05 m 2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R ＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度为B ＝1πT ，当线圈以300 r/min 的转速匀速转动时，求：图9(1)电路中交流电压表和交流电流表的示数； (2)线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R 的电荷量． 答案 (1)31.86 V 3.54 A (2)0.16 C学案3 习题课：交变电流的产生及描述一、对交变电流产生规律的理解求解交变电动势瞬时值时：(1)首先要计算峰值E m ＝NBSω；(2)确定线圈转动从哪个位置开始，以便确定瞬时值表达式是按正弦规律变化还是按余弦规律变化；(3)确定线圈转动的角速度ω(以rad/s 作单位)；(4)最后确定感应电动势的瞬时值表达式．例1 图1甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图．其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO ′匀速转动，线圈的匝数n ＝100匝，电阻r ＝10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R 连接，电阻R ＝90 Ω，与R 并联的交流电压表为理想电表．在t ＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t 按图乙所示正弦规律变化．求：图1(1)交流发电机产生的电动势最大值； (2)电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转过130s 时电动势的瞬时值；(4)电路中交流电压表的示数．答案 (1)62.8 V (2)e ＝62.8cos (10πt ) V (3)31.4 V (4)40 V 二、交变电流图像的应用正弦交流电的图像是一条正弦曲线，从图像中可以得到以下信息：1．周期(T )和角速度(ω)：线圈转动的角速度ω＝2πT.2．峰值(E m ，I m )：图像上的峰值．可计算出有效值E ＝E m 2，I ＝I m2.3．瞬时值：每个“点”表示某一时刻的瞬时值．4．可确定线圈位于中性面的时刻，也可确定线圈平行于磁感线的时刻．5．判断线圈中磁通量Φ及磁通量变化率ΔΦΔt的变化情况．例2 如图2所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线b 所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是( )图2A ．在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零B ．线圈先、后两次转速之比为3∶2C ．交流电a 的瞬时值为u ＝10sin (5πt ) VD ．交流电b 的最大值为203V答案 BCD三、交变电流有效值的计算交变电流有效值的计算一般有以下两种情况：1．对于按正(余)弦规律变化的电流，可先根据E m ＝NBSω求出其峰值，然后根据E ＝E m2求出其有效值．2．当电流按非正弦规律变化时，必须根据有效值的定义求解．计算时要注意三同：相同电阻、相同时间(一般要取一个周期)、产生相同热量．例3 图3表示一交流电电流随时间变化的图像，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为I m ；电流的负值强度为I m ，则该交流电的有效值为 ( )图3A.I m 2B.2I m C ．I m D.32I m答案 D四、交变电流“四值”的应用比较交变电流的四值，即峰值、有效值、瞬时值、平均值，在不同情况下的使用： (1)在研究电容器的耐压值时，只能用峰值．(2)在研究交变电流做功、电功率及产生的热量时，只能用有效值，交流电表显示的也是有效值．(3)在研究交变电流通过导体横截面的电荷量时，只能用平均值． (4)在研究某一时刻线圈受到的安培力时，只能用瞬时值．特别提醒 (1)交变电流的平均值是针对某一过程的物理量，在不同的时间内平均值一般不相同．(2)平均电动势不等于初、末两时刻瞬时值的平均值，必须用法拉第电磁感应定律计算即E ＝N ΔΦΔt . 例4图4一个总电阻为r 、边长为L 的正方形线圈abcd 共N 匝，线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO ′以如图4所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R . (1)求此时刻线圈感应电流的方向．(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值为多大？(3)设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周柴油机做多少功？ (4)从图示位置开始，线圈转过60°的过程中通过R 的电荷量是多少？ (5)图中电流表和电压表的示数各是多少？解析 (1)由右手定则可判定电流的方向沿adcba . (2)E m ＝NBSω＝NBωL 2.(3)电动势的有效值E ＝E m2.电流的有效值I ＝ER ＋r，由于不计能量损失，柴油机做的功全部转化为电能，线圈转一周，柴油机做的功W ＝EIt ＝E 2R ＋r t ＝⎝⎛⎭⎫NBωL 222R ＋r ·2πω＝πN 2B 2ωL 4R ＋r.(4)通过R 的电荷量q＝I ·Δt ＝N ΔΦΔt R ＋r·Δt ＝N ΔΦR ＋r ＝NBL 2·sin 60°R ＋r ＝3NBL 22(R ＋r )(5)电流表示数I ＝E R ＋r ＝E m 2(R ＋r )＝NBL 2ω2(R ＋r )电压表示数U ＝IR ＝NBL 2ωR 2(R ＋r )1．(交变电流图像的应用)图5甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化．下列说法正确的是( )图5 A ．甲表示交流电，乙表示直流电B ．两种电压的有效值相等C ．甲电压的瞬时值表达式为u ＝311sin (100πt ) VD ．甲交变电流的有效值比乙交变电流的有效值大答案 CD2．(交变电流有效值的计算)如图6所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min 的时间，两电阻消耗的电功之比W 甲∶W 乙为( )图6 A ．1∶ 2 B ．1∶2 C ．1∶3 D ．1∶6答案 C3. (交变电流“四值”的应用比较)如图7所示，一半径为r 的半圆形单匝线圈放在具有理想边界的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B .线圈以直径ab 为轴匀速转动，转速为n ，磁场位于ab 左侧且垂直于纸面向里(与ab 垂直) , M 和N 是两个滑环，负载电阻为R .线圈、电流表和连接导线的电阻不计，下列说法中正确的是( )图7A ．转动过程中电流表的示数为π2Bnr 22RB ．从图示位置起转过14圈的时间内产生的平均感应电动势为2n πBr 2 C ．从图示位置起转过14圈的时间内通过负载电阻R 的电荷量为2B π2r 28RD. 以上说法均不正确答案 AB4. (对交变电流产生规律的理解)如图8所示，在匀强磁场中有一个“π”形导线框可绕AB 轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度B ＝52πT ，线框的CD 边长为20 cm ，CE 、DF 长均为10 cm ，转速为50 r/s.若从图示位置开始计时：图8(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)在e －t 坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化关系的图像．答案 (1)e ＝102cos (100πt ) V (2)见解析图 学案4 示波器的使用[目标定位] 1.了解示波器面板上各个旋钮的名称及作用.2.练习使用示波器观察交流电的波形．一、对示波器原理的理解示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部主要由电子枪(由发射电子的灯丝、加速电极组成)、偏转电极(由一对X 偏转电极板和一对Y 偏转电极板组成)和荧光屏组成，如图1所示．图1XX ′偏转电极接入的是由仪器自身产生的锯齿形电压(扫描电压)；YY ′偏转电极上加的是待显示的信号电压．如果信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图像．二、认识示波器面板上的旋钮如图2所示为编号对应的旋钮名称及作用如下．图2 1．电源开关．2．电源指示灯：开启电源开关，进行预热，指示灯亮．3．辉度调节旋钮：用来调节图像亮度．⎭⎪⎬⎪⎫4.聚焦调节旋钮5.辅助聚焦调节旋钮错误!⎭⎪⎬⎪⎫6.竖直位移旋钮7.水平位移旋钮错误! ⎭⎪⎬⎪⎫8.Y 增益调节旋钮9.X 增益调节旋钮错误! 10．衰减调节旋钮：最右边的“”符号表示机内提供正弦交流信号．11．扫描范围旋钮：用来调节扫描电压的频率范围，其中最右边的“外X ”挡是指使用外部输入的扫描电压．12．扫描微调旋钮：在选定扫描范围内调节扫描频率．13．外部信号输入端：包括“Y 输入”、“X 输入”和“地”三个接线柱，其中“地”是公共端．14．交直流选择开关：“DC ”代表直流，“AC ”代表交流．15．同步极性选择开关．三、认识和使用示波器[问题设计]1．打开示波器电源开关后，为什么要预热1～2分钟后才开始使用？答案 示波管中的电子枪需要预热，才有电子发射出来．2．调节亮斑前，为什么要先把辉度调节旋钮反转到底？竖直、水平位移旋钮调到中间位置？衰减调节旋钮置于最高挡？扫描范围旋钮置于“外X ”挡？答案 以免开机时亮度太大损坏示波管；使图像位于屏幕中央；使波形不要太大，超出屏幕范围；不加扫描电压，使图像在水平中央位置．[要点提炼]1．看亮斑：辉度调节旋钮调到反时针到底，竖直位移和水平位移旋钮旋到中间，扫描范围旋钮置“外X ”挡．辉度调节旋钮最弱是为了当亮斑出现时不会过亮烧坏荧光屏，后面可慢慢调节至较合适亮度．竖直位移和水平位移旋钮旋到中间，目的是为了使亮斑出现时能出现在屏幕上，而不会跑到屏幕外．亮斑出现了，调节聚焦旋钮和辅助聚焦旋钮，使亮斑最圆最小．调节水平位移和竖直位移旋钮观察亮斑上下和水平移动．2．观察亮斑移动(扫描)：把衰减调到1，扫描范围旋钮调到最低挡，扫描微调到反时针到底，目的是使扫描频率最小．扫描一次的时间是亮点从左边运动到右边所用的时间，扫描频率则是一秒钟从左边到右边运动的次数．要看到是一个亮点运动，必须使频率小．当看到亮斑运动后，调节扫描微调旋钮，可看到亮斑运动得更快，最后变成了一条亮线．3．观察竖直偏转直流电压对亮斑位移的影响．当观察亮斑完成后，可在输入端接上“Y 输入”、“地”，移动滑动变阻器的滑片，使输入直流电压增大，亮斑偏离位移增大．4．观察正弦波或余弦波形：若外加的是正弦交变电压，当扫描频率是交变电压整数倍时可在屏上看到正弦图形．正弦波形成：亮斑从左到右运动的时间若刚好等于交变电压的周期，则在屏上出现一个完整正弦波形，若是交变电压周期的两倍则出现两个完整波形．5．注意竖直位移旋钮、水平位移旋钮和Y增益旋钮、X增益旋钮之间的区别：一个是调节平衡位置上下运动，一个是调节上下运动振幅；一个是调节水平扫描中心位置，一个是调节扫描幅度．6．注意衰减和Y增益之间的关系，衰减是大幅度调节振幅，1是不衰减，10表示振幅变为原来的十分之一，100表示变为原来的一百分之一．而Y增益是较小范围调节振幅，注意扫描范围旋钮和扫描微调旋钮配合调节扫描频率，如要调到频率为900赫兹，则先把扫描范围旋钮打在1 000 赫兹处，再调节扫描微调旋钮使频率在1 000赫兹左右小范围变动，可调到900赫兹．一、对示波器原理的理解例1电子枪发射出的电子打在荧光屏上时，会在那里产生一个亮斑，如果在荧光屏上得到如图3所示的亮斑P，那么示波管中的()图3A．极板X应带正电B．极板X′应带正电C．极板Y应带正电D．极板Y′应带正电答案BC二、认识及使用示波器例2如图4甲为示波器面板，图乙为一信号源．图4(1)若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形，应将信号源的a端与示波器面板上的________接线柱相连，b端与________接线柱相连．(2)若示波器所显示的输入波形如图丙所示，要将波形上移，应调节面板上的__________旋钮；要使此波形横向展宽，应调节________旋钮；要使屏上能够显示2个完整的波形，应调节________旋钮．答案(1)Y输入地(2)坚直位移X增益调节扫描范围和扫描微调例3用示波器观察频率为900 Hz的正弦电压信号．把该信号接入示波器Y输入．图5(1)当屏幕上出现如图5所示的波形时，应调节________旋钮．如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节______或________旋钮，或这两个旋钮配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内．(2)如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，应将__________旋钮置于__________的位置，然后调节____________旋钮．答案 (1)竖直位移(或↑↓) 衰减调节 Y 增益调节 (2)扫描范围 1 000挡 扫描微调三、显示外加信号的波形问题例4 图6中(1)所示是示波管的原理图，它是由电子枪、竖直偏转电极YY ′、水平偏转电极XX ′和荧光屏组成．电子枪发射的电子打在荧光屏上将出现亮点，不加任何电压时，电子打在荧光屏中心．若亮点很快移动，由于视觉暂留关系，能在荧光屏上看到一条亮线．现在加上频率较高的偏转电压，则()图6A ．如果只在偏转电极XX ′上加上如图(2)所示的电压，应观察到一条水平亮线B ．如果只在偏转电极YY ′上加上如图(3)所示U ＝U m sin ωt 的电压，应观察到一条正弦曲线如图(4)C ．如果在偏转电极YY ′上加上如图(3)所示U ＝U m sin ωt 的电压，同时在偏转电极XX ′上加上图(2)所示的电压，应观察到一条正弦曲线如图(5)D ．如果在偏转电极YY ′上加上如图(3)所示U ＝U m sin ωt 的电压，同时在偏转电极XX ′上加上图(2)所示的电压，应观察到一条正弦曲线如图(4)答案 AD示波器的使用 ⎩⎪⎨⎪⎧认识示波器面板上的旋钮练习使用示波器⎩⎪⎨⎪⎧ (1)观察亮斑的竖直移动(2)观察扫描(3)观察正弦交流电压波形(4)观察其他交变电压的波形 1．(认识示波器)在“练习使用示波器”的实验中，关于竖直位移旋钮和Y 增益调节旋钮的作用，下列说法正确的是( )A ．竖直位移旋钮用来调节图像在竖直方向的位置，Y 增益旋钮用来调节图像在竖直方向的幅度B ．竖直位移旋钮用来调节图像在竖直方向的幅度，Y 增益调节旋钮用来调节图像在竖直方向的位置。
【全优课堂】2014秋高中物理 2.2描述交变电流的物理量课件 新人教版选修3-2
解析： (1)线圈转动时产生感应电动势的最大值 5 2 Em＝BSω＝ ×0.02×100π V＝10 2 V π 因线圈转动从平行于磁感线位置开始计时，则感应电动势的 瞬时值表达式 e＝Emcos ωt＝10 2cos 100πt V.
(2)线圈转过 90° 过程中， ΔΦ 2BSω 产生的平均电动势 E ＝ ＝ ， Δt π 1 BS 流过的电荷量 q＝ I · T＝ ， 4 R＋r U2 62 0 灯泡电阻 R＝ ＝ Ω＝3 Ω. P0 12 5 2 ×0.02 π BS 2 故 q＝ ＝ C＝ C ，与线框转动的快慢无 60π R＋r 3＋3 关．
(1) 计算与电流热效应 相关的量 (如功率、热 量) (2)交流电表的测量值 (3) 电气设备标注的额 定电压、额定电流 (4)保险丝的熔断电流
计算通过电路截面的 电量
2．(双选)一只低压教学电源输出的交流电压的瞬时值为 u＝ 10 2sin 314t V，关于该电源的规格和使用，正确的说法是( ) A．这个电源可以使“10 V,2 W”的灯泡正常发光 B．此电源的交流电压的周期是 314 s C．此电源在 t＝0.01 s 时电压达到峰值 D．这个电源可能把“10 V,2 μF”的电容器击穿
二、峰值和有效值 最大 数值． 1．峰值：交变电流的电压、电流所能达到的________ 相同 的电 2．有效值：使交变电流和恒定电流通过大小________ 阻， 在交流的一个周期内， 它们产生的热量相等， 这个恒定电流、 电压，叫做这个交流的有效值． 3．二者关系：对于正弦式交变电流的有效值和最大值之间 Im Um 的关系是 I＝ ，U＝ . 2 2
小结：几种常见交变电流有效值的计算 电流名称 正弦式交 变电流 正弦半波 电流 电流图线 有效值 Im I＝ 2 Im I＝ 2
人教版高中物理必修部分第10讲A1
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第十章
交变电流
传感器
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§ 10.1
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选修3-2 第十章 § 10.1
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选修3-2 第十章 § 10.1
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一、交变电流的产生和变化规律 1．交变电流 大小和 方向 都随时间做 周期性变化的电流叫做交变电 流． 2．正弦交变电流的产生 将线圈置于 匀强磁场 中，并绕垂直于磁感线的轴 匀
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「精品」高中物理第二章交变电流第2节描述交流电的物理量教学案教科版选修3_2
第2节 描述交流电的物理量一、周期和频率 1．周期(T )交变电流完成一次周期性变化的时间，单位：秒(s)。
2．频率(f )交变电流在1 s 时间内完成周期性变化的次数，单位：赫兹(Hz)。
3．两者的关系互为倒数关系，即T ＝1f。
4．物理意义描述交变电流变化快慢的物理量。
5．角速度ω与T 、f 的关系：ω＝2πT＝2πf 。
6．我国使用的交变电流：T ＝0.02 s ，f ＝1T＝50 Hz ，ω＝100π rad/s ，电流方向每秒改变100次。
二、峰值 有效值 1．峰值交变电流的电流和电压在一个周期内所能达到的最大值。
2．有效值(1)定义：如果交流电与某一直流电通过同一电阻，在相同的时间内所产生的热量相等，则这个直流电的电流和电压值，就分别称为相应交流电的电流和电压的有效值。
1.周期和频率是描述交变电流变化快慢的物理量，周期和频率互为倒数关系，我国使用的交流电的频率为50 Hz 。
2．有效值是根据电流的热效应进行定义的，对于正弦交变电流来说，有效值和峰值的关系为：I ＝I m2，U ＝U m 2，E ＝E m2。
3．在交流电路中，电压表、电流表的示数均为有效值，计算用电器产生的电热时必须应用电流或电压的有效值。
(2)正弦交变电流的有效值与峰值的关系①电动势的有效值：E＝E m2＝0.707E m；②电流的有效值：I＝I m2＝0.707I m；③电压的有效值：U＝U m2＝0.707U m。
1．自主思考——判一判(1)我国提供的生活用电的发电机转子的转速为3 000 r/min。
(√)(2)交变电流在1 s内电流方向变化的次数就是它的频率。
(×)(3)交变电流的周期越大，交变电流的变化就越快。
(×)(4)生活用电的电压220 V指有效值，动力用电的电压380 V指峰值。
(×)(5)只要是交变电流，其峰值就是有效值的2倍。
(×)(6)家用电器铭牌上标称的电流、电压都是指有效值。
高中物理教科版选修3-2课件：2-2描述交流电的物理量
解析：根据题图可知该交变电流电压的最大值为100 V，周
期为4×10－2 s，所以频率为25 Hz，A错，B对；而ω＝2πf＝50π
rad/s，所以u＝100sin50πt
V，C错；又P＝
U2 R
＝
10202 100
W＝50
W，D对。
02 题型分类指导
No.1 描述交变电流的物理量 例1 [2012·广东高考]某小型发电机产生的交变电动势为e＝ 50sin100πt(V)。对此电动势，下列表述正确的有( ) A．最大值是50 2 V B．频率是100 Hz C．有效值是25 2 V D．周期是0.02 s
解析：由题图可得其T＝0.8 s，f＝T1＝1.25 Hz，故A对，D 错；又由题图读得Im＝4 A，故B对；因为电流为非正弦式交流 电，故有效值I≠ Im2＝2 2 A，C错。
答案：AB
No.2 交变电流有效值的计算 例 2 如图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 2 C.722 A
②交变电流的平均值是交变电流图象中图线与时间轴所围 的面积跟时间的比值。
(2)计算的方法不同：
①交变电流的有效值要根据电流的热效应进行求解。
②交变电流的平均值与交变电流的方向及所取时间的长短
均有关，其数值需根据法拉第电磁感应定律E＝n
ΔΦ Δt
计算。例
如，对于正弦交变电流，在0～
T 4
时间内
E
＝
2 π
B．2.5 A D．3.5 A
[分析] 解答本题的思路如下：
[解析] 根据交变电流有效值的定义，让题图中的交变电流 和某一恒定电流分别通过同一个电阻，如果在相同时间内电阻产 生的热量相同，则此恒定电流的数值就等于此交变电流的有效 值。设此交变电流的有效值为 I，则任意一个周期内，有 I2RT＝ I21RT2＋I22RT2，代入数据得 I2＝(2 2)2×12＋(322)2×12，解得 I＝2.5 A，选项 B 正确。
描述交变电流有哪些物理量
描述交变电流有哪些物理量
交变电流（AC，Alternating Current）是电流的一种形式，其方向和大小随时间变化。
描述交变电流涉及到一些基本的物理量，下面是其中一些重要的物理量：
1. 电流（I）：
•方向：随时间变化。
•大小：随时间变化，通常用有效值（RMS值）表示。
2. 电压（V）：
•方向：随时间变化，与电流的变化同步。
•大小：随时间变化，通常用有效值（RMS值）表示。
3. 频率（f）：
•定义：交变电流周期内的完整振荡次数。
•单位：赫兹（Hz）。
4. 振幅（A）：
•定义：电流或电压的最大值。
•单位：安培（A）或伏特（V）。
5. 相位（Φ）：
•定义：描述电流和电压波形之间的时间关系。
•单位：弧度（rad）或角度（通常以度表示）。
6. 有效值（RMS值）：
•定义：交变电流或电压的有效数值，相当于直流电流或电压产生相同的功率效果。
•计算：对交变电流或电压波形进行均方根计算。
7. 周期（T）：
•定义：一个完整的交变电流或电压波形经过的时间。
•关系：周期与频率之间有倒数关系，即T=f1。
这些物理量描述了交变电流的基本特征，包括电流和电压的变化规律、频率、振幅、相位关系等。
这些参数对于分析交变电路中的电流和电压行为非常重要。
【教科版】2019年高中物理选修3-2学案 第二章 交变电流2描述交流电的物理量 含答案
学案2 描述交流电的物理量[学习目标定位] 1.掌握交变电流的周期、频率、线圈转动角速度三者之间的关系.2.能理解电流的有效值是与热效应有关的量，而平均值只是简单意义的平均.3.掌握交变电流有效值与峰值的关系，会进行有效值的计算．1．线圈在某一段时间内从一个位置转动到另一个位置的过程中产生的平均电动势为E ＝N ΔΦΔt. 2．恒定电流产生电热的计算遵循焦耳定律，Q ＝I 2Rt .一、周期和频率1．周期：交变电流作一次周期性变化所需的时间，叫做它的周期，通常用T 表示，单位 是s.2．频率：交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数，叫做它的频率，通常用f 表示，单位是Hz.3．周期和频率互为倒数，即T ＝1f 或f ＝1T.4．线圈转动的角速度ω等于频率的2π倍，即ω＝2πf . 二、峰值有效值1．峰值：U m 和I m 分别表示了在一个周期内电压和电流所能达到的最大值．2．交变电压的峰值不能超过(选填“超过”或“低于”)电容器、二极管等元器件所能承受的电压，否则就有被击穿而损坏的危险．3．有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的，如果交流电与某一直流电通过同一电阻，在相同的时间内所产生的热量相等，则这个直流电的电流和电压值，就分别称为相应交流电的电流和电压的有效值．4．正弦式交变电流的有效值I 、U 与峰值I m 、U m 的关系：I ＝22I m ，U ＝22U m . 5．人们通常说的家庭电路的电压是220 V ，指的是有效值．使用交流电表测出的数值是正弦交流电的有效值．一、周期和频率[问题设计] 如图1所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？图1答案 周期T ＝0.02 s ；频率f ＝50 Hz. [要点提炼]1．交流电变化越快，则周期越短，频率越大．2．角速度与周期的关系：ω＝2πT.3．转速(n )：线圈单位时间(1 s 或1 min)转过的圈数，单位是r/s 或r/min.角速度与转速的关系：ω＝2πn (n 单位为r/s)或ω＝πn30(n 单位为r/min)．4．我国电网中交变电流的周期是0.02 s ，频率是50 Hz. 二、峰值有效值 [问题设计]1．图2是通过一个R ＝1 Ω的电阻的电流i 随时间变化的曲线．这个电流不是恒定电流． (1)怎样计算1 s 内电阻R 中产生的热量？(2)如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R ，也能在1 s 内产生同样的热，这个电流是多大？图2答案 (1)Q ＝I 21Rt 1＋I 22Rt 2＝42×1×0.5 J ＋22×1×0.5 J ＝10 J(2)由Q ＝I 2Rt 得I ＝ Q Rt ＝ 101×1A ＝10 A2．某交流电压瞬时值表达式u ＝62sin (100πt ) V ，把标有“6 V ,2 W ”的小灯泡接在此电源上会不会被烧坏？把一个能承受的最大电压为6 V 的电容器接在此电源上会不会被击穿？ 答案 小灯泡不会被烧坏，交流电压瞬时值表达式u ＝62sin (100πt ) V 中6 2 V 是最大值，其有效值为6 V ，而标有“6 V,2 W ”的小灯泡中的6 V 是有效值．电容器会被击穿． [要点提炼]1．峰值：也叫最大值，它是所有瞬时值中的最大值．(1)当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，E m ＝NBSω(转轴垂直于磁感线)． (2)电容器接在交流电路中，交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值．2．有效值的应用(1)计算与电流热效应有关的量(如功率、热量)要用有效值．(2)交流电表的测量值，电气设备标注的额定电压、额定电流，通常提到的交流电的数值指有效值．3．有效值的计算(1)正弦式交变电流：根据E＝E m2、U＝U m2、I＝I m2计算其有效值．(2)非正弦式交变电流：只能根据电流的热效应计算．计算时要注意三同：“相同电阻”上、“相同时间”内、产生“相同热量”．计算时，“相同时间”一般取一个周期．4．平均值的应用计算通过导体某一截面的电荷量时，只能用交变电流的平均值，即q＝I·Δt＝ERΔt＝NΔΦR，这是平均值应用最多的一处．一、对描述交变电流物理量的认识例1一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图3所示，由图可知()图3A．该交流电的电压的有效值为100 VB．该交流电的频率为25 HzC．该交流电压瞬时值的表达式为u＝100sin 25t VD．并联在该电压两端的电压表指针不停摆动解析根据题图可知该交变电流电压的最大值为100 V，周期为4×10－2 s，所以频率为25 Hz，A错，B对；而ω＝2πf＝50π rad/s，所以u＝100sin (50πt) V，C错；交流电压表的示数为交流电的有效值而不是瞬时值，不随时间变化，D错．答案 B二、正弦式交变电流有效值的计算例2一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图4甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则()图4A ．电压表的示数为220 VB ．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484 WD ．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J解析 电压表示数为灯泡两端电压的有效值，由题图知电动势的最大值E m ＝220 2 V ，有效值E ＝220 V ，灯泡两端电压U ＝RER ＋r ＝209 V ，A 错；由题图甲知T ＝0.02 s ，一个周期内电流方向变化两次，可知1 s 内电流方向变化100次，B 错；灯泡的实际功率P ＝U 2R ＝209295 W ＝459.8 W ，C 错；电流的有效值I ＝ER ＋r ＝2.2 A ，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q r ＝I 2rt ＝2.22×5×1J ＝24.2 J ．D 对． 答案 D三、非正弦式交变电流有效值的计算例3 如图5所示是一交变电流随时间变化的图像，求此交变电流的有效值．图5解析 设该交变电流的有效值为I ′，直流电的电流强度为I ，让该交变电流和直流电分别通过同一电阻(阻值为R )，在一个周期(T ＝0.2 s)内，该交变电流产生的热量：Q ′＝I 21Rt 1＋I 22Rt 2＝(42)2R ×0.1＋(－32)2R ×0.1＝5R 在一个周期内直流电通过该电阻产生的热量 Q ＝I 2RT ＝0.2I 2R .由Q ＝Q ′得，0.2I 2R ＝5R ，解得I ＝5 A ，即此交变电流的有效值I ′＝I ＝5 A 答案 5 A四、有效值、瞬时值、平均值的区别应用例4 在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈的匝数为n ＝100匝，边长为20 cm ，电阻为10 Ω，转动频率f ＝50 Hz ，磁场的磁感应强度为0.5 T ，求：(1)外力驱动线圈转动的功率．(2)转至线圈平面与中性面的夹角为30°时，线圈产生的感应电动势及感应电流的瞬时值大小．(3)线圈由中性面转至与中性面成30°夹角的过程中，通过线圈横截面的电荷量． 解析 (1)线圈中交变电动势的最大值E m ＝nBSω＝100×0.5×(0.2)2×2π×50 V ＝628 V .交变电动势的有效值E ＝E m2＝314 2 V.外力驱动线圈转动的功率与线圈中交变电流的功率相等． 即P 外＝E 2R ＝(3142)210W ＝1.97×104 W.(2)线圈转到与中性面成30°角时，其电动势的瞬时值 e ＝E m sin 30°＝314 V ，交变电流的瞬时值 i ＝e R ＝31410A ＝31.4 A. (3)在线圈从中性面转过30°角的过程中，线圈中的平均感应电动势E ＝n ΔΦΔt，平均感应电流I ＝ER ＝n ΔΦR ·Δt， 通过线圈横截面的电荷量为q ，则q ＝I Δt ＝n ΔΦR ＝nBl 2(1－cos 30°)R＝100×0.5×0.22×(1－0.866)10 C＝2.68×10－2 C.答案 (1)1.97×104 W (2)314 V 31.4 A (3)2.68×10－2 C1．(对描述交变电流物理量的认识)如图6是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的 ( )图6A ．周期是0.01 sB ．最大值是220 VC ．有效值是220 VD ．表达式为u ＝220sin (100πt ) V 答案 C解析 由题图可知，该交变电压的周期为0.02 s ，最大值为311 V ，而有效值U ＝U m 2＝3112 V＝220 V ，故A 、B 错误，C 正确．正弦交变电压的瞬时值表达式u ＝U m sin ωt ＝311sin (2π0.02t ) V ＝311sin (100πt ) V ，故D 选项错误．2．(正弦式交变电流有效值的计算)一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T .从中性面开始计时，当t ＝112T 时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V ，则此交变电流的有效值为( ) A ．2 2 V B ．2 VC. 2 VD.22V 答案 A解析 先用代入法求出感应电动势的最大值：由e ＝E m sin ωt 得2 V ＝E m sin (2πT ×T12)，由此得E m ＝4 V ，因此有效值为2 2 V ．选项A 正确．3.(非正弦式交变电流有效值的计算)通过一阻值R ＝100 Ω的电阻的交变电流如图7所示，其周期为1 s ．电阻两端电压的有效值为 ( )图7A ．12 VB ．410 VC ．15 VD ．8 5 V答案 B解析 根据电流的热效应计算电流的有效值．由(0.1)2R ×0.4×2＋(0.2)2R ×0.1×2＝I 2R ×1可得，流过电阻的电流的有效值I＝1025A，电阻两端电压的有效值为U＝IR＝410 V，B正确．题组一对描述交变电流物理量的认识1．下列提到的交流电，不是指有效值的是()A．交流电压表的读数B．保险丝熔断电流C．电容器击穿电压D．220 V交流电压答案 C解析电容器击穿电压指电容器两端允许加的电压的最大值．2．以下说法正确的是()A．交变电流的有效值就是它的平均值B．任何交变电流的有效值都是它最大值的1 2C．如果交变电流接在电阻R上产生的热量为Q，那么该交变电流的有效值为Q RD．以上说法均不正确答案 D解析有效值是根据电流的热效应来定义的，平均值并不是有效值，例如线圈在匀强磁场中转动一圈，其平均电动势为零，故A错．在正弦(余弦)式交变电流中，其有效值为最大值的12，对于其他交变电流并不一定满足此关系，故B错．交变电流要产生热量需要一定的时间，C选项中没有告诉时间，因此是错误的．3．下列关于交变电流的说法正确的是()A．若交变电流的峰值为5 A，则它的最小值为－5 AB．用交流电流表测交变电流时，指针来回摆动C．我国工农业生产和生活用的交变电流频率为50 Hz，故电流方向每秒改变100次D．正弦交变电流i＝20sin (10πt) A的峰值为20 A，频率为100 Hz答案 C解析电流的负值表示电流方向与规定正方向相反，不表示大小，A项错误；交流电流表测交变电流时，指针不会来回摆动，B项错误；我国工农业生产和生活用的交变电流，周期为0.02 s，交流电方向一个周期改变两次，所以每秒改变100次，C项正确；由ω＝2πf得正弦交变电流i＝20sin (10πt) A的频率为5 Hz，D项错误．题组二非正弦式交变电流有效值的计算4．阻值为1 Ω的电阻上通以交变电流，其i－t关系如图1所示，则在0～1 s内电阻上产生的热量为 ( )图1A ．1 JB ．1.5 JC ．2 JD ．2.8 J答案 D解析 因为所加的电流为交变电流，大小在变化，所以只能分时间段来求热量．在0～1 s 内有效电流的瞬时值大小为1 A 和2 A 的时间段分别为t 1＝0.4 s ，t 2＝0.6 s ，所以Q ＝I 21Rt 1＋I 22Rt 2＝2.8 J.5．某一交变电流的电压波形如图2所示，求这一交变电流的电压的有效值U .图2答案 210 V解析 假设让一直流电压U 和如题图所示的交流电压分别加在同一电阻两端，交变电流在一个周期内产生的热量Q 1＝2(U 21R ·T 4＋U 22R ·T4)＝82R ·T 2＋42R ·T 2.直流电在一个周期内产生的热量Q 2＝U 2R ·T .由交变电流有效值的定义知Q 1＝Q 2，即82R ·T 2＋42R ·T 2＝U 2R ·T .解得U ＝210 V.题组三 正弦式交变电流有效值的计算6．如图3甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO ′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是 ( )图3A ．电流表的示数为10 AB ．线圈转动的角速度为50π rad/sC ．0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行D ．0.02 s 时电阻R 中电流的方向自右向左答案 AC7．电阻R 1、R 2与交流电源按照如图4甲所示方式连接，R 1＝10 Ω、R 2＝20 Ω.合上开关S 后，通过电阻R 2的正弦交变电流i 随时间t 变化的情况如图乙所示．则( )图4A ．通过R 1的电流的有效值是1.2 AB ．R 1两端的电压有效值是6 VC ．通过R 2的电流的最大值是1.2 2 AD ．R 2两端的电压最大值是6 2 V 答案 B解析 由题图乙可得，正弦交变电流的最大值I m ＝0.6 2 A ，所以电流的有效值I ＝I m2＝0.6 A ，电阻R 1、R 2串联，所以电流的最大值均为0.6 2 A ，有效值均为0.6 A ．由欧姆定律U ＝IR 得，U 1＝IR 1＝6 V ，所以U 1m ＝2U 1＝6 2 V ；U 2＝IR 2＝12 V ，U 2m ＝2U 2＝12 2 V. 8.在图5所示电路中，A 是熔断电流I 0＝2 A 的保险丝，电阻可不计，R 是可变电阻，S 是交流电源．交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e ＝2202sin 314t V ．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于( )图5A ．110 2 ΩB ．110 ΩC ．220 ΩD ．220 2 Ω答案 B解析 E ＝220 V ，R min ＝E I 0＝2202Ω＝110 Ω.9．把U 0＝10 V 的直流电压加在阻值为R 的电阻上，其发热功率跟另一个正弦交变电压加在阻值为R2上的电功率相同，则这个交变电流的电压的峰值为 ( )A ．10 VB ．10 2 VC ．20 VD ．20 2 V答案 A解析 直流电压U 0加在阻值为R 的电阻上，而交变电流加在阻值为R2的电阻上，它们联系的桥梁是发热功率相等．设这个交变电压的有效值为U ，则由电功率公式得U 20R T ＝U 2R2T ，U＝2U 02，故U m ＝ 2U ＝U 0＝10 V ．正确答案为A.题组四 瞬时值、峰值、有效值、平均值的区别应用10．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180°的过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为( ) A ．π/2B ．2/πC ．2πD ．π答案 B11.如图6所示，线圈abcd 的面积是0.05 m 2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R ＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度为B ＝1πT ，当线圈以300 r/min 的转速匀速转动时，求：图6(1)电路中交流电压表和交流电流表的示数；(2)线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R 的电荷量． 答案 (1)31.86 V 3.54 A (2)0.16 C 解析 (1)E m ＝NBSω＝100×1π×0.05×2π×30060 V ＝50 VE ＝E m2＝25 2 V ≈35.4 V.电流表示数I ＝ER ＋r ＝3.54 A ，电压表示数U ＝IR ＝3.54×9 V ＝31.86 V. (2)从图示位置转过90°的过程中， E ＝N ΔΦΔt ，又因为I ＝E R ＋r ，q ＝I Δt ，联立得q ＝N ΔΦR ＋r ＝NBSR ＋r≈0.16 C.12.如图7所示，矩形线圈面积为S ，匝数为N ，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 .当线圈由图示位置转过90°的过程中，求：教案全集、尽在百度教学资料、应有尽有图7(1)通过电阻R 的电荷量q ；(2)电阻R 上所产生的热量Q .答案 (1)NBS R ＋r (2)πN 2B 2S 2ωR 4(R ＋r )2解析 本题考查交变电流平均值、有效值的应用，关键要知道求电荷量用交变电流的平均值，求热量用交变电流的有效值．(1)依题意磁通量的变化量ΔΦ＝BS ，线圈转过90°的时间为Δt ＝T 4＝2π4ω＝π2ω，平均感应电动势为E ＝N ΔΦΔt ＝2NBSωπ.平均感应电流为I ＝E R ＋r ＝2NBSωπ(R ＋r ).通过电阻R 的电荷量为q ＝I ·Δt ＝NBS R ＋r. (2)线圈中感应电动势有效值和最大值E m 的关系是E ＝E m 2＝NBSω2，电路中电流的有效值为I ＝E R ＋r ＝NBSω2(R ＋r ). 电阻R 上产生的热量为Q ＝I 2Rt ＝πN 2B 2S 2ωR 4(R ＋r )2.。
新教材高中物理 精品课件 交变电流的产生和描述
瞬时值表达式为 i＝nRω＋BrSsin ωt A
解析 当线圈平行于磁场方向时电动势最大，其峰值 Em＝nωBS，所以，有效电流 I＝ 2（ERm＋r）＝ 2（nωRB＋Sr），电压表示数 U＝IR＝ 2n（ωRB＋SRr），故 A 错误；线圈转过
－
90°的过程中通过灯泡的电荷量为 q＝－It＝R＋E r·T4＝π（2nRω＋BrS）×2πω＝Rn＋BSr，故 B 错误；
有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一
扇形闭合导线框，电阻为R、半径为L、圆心角为60°，绕
顶点O(位于磁场边界)在纸面内匀速转动，角速度为ω。
线框串有一理想交流电流表(未画出)，则交流电流表的示
图7
数为( D )
2BL2ω A. 2R
3BL2ω C. 3R
2BL2ω B. 4R
3BL2ω D. 6R
和电压的有效值。
(2)若图像部分是正弦(或余弦)式交变电流，其中的14周期(必须是从零至最大值或从最 大值至零)和12周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系 I＝ Im2、 U＝U2m求解。
【真题示例2】 (2021·浙江6月选考，5)如图5所示，
虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图
数值规定为这个交变电流的有效值。
(3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系 －
I＝
Im2，U＝U2m，E＝Em2。
ΔΦ
E
(4)交变电流的平均值－E＝__n__Δ_t___，－I ＝__R_＋__r___。
【自测2】 阻值为100 Ω 的纯电阻元件通以如图1所
示的交变电流，则该元件的发热功率为( B )
效 值
效的恒定电
I＝
【赢在课堂】2014年高中物理(新课标人教版)选修3-2配套课件 5.2
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迁移与应用 1 如图所示为一交变电流随时间变化的图象,求此交变电流的有效 值。
答案: 5A 解析:由有效值的定义可得 I2R·T=I1 2 R· + I2 2 R·
2 2 1 2 4 2 1 2 T 2 T 2
即 I2=( )2· A2+( )2· A2 解得 I= 5A。
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计算交变电流有效值的依据是电流的热效应,解题时,还要注意以 下几个问题: 1.交变电流产生的热量,与电流的方向无关。 2.求解有效值时,时间一般只选取一个周期。 3.计算有效值的基础是求恒定电流产生的热量和交变电流产生的 热量,这类题的图象都是由矩形波或正弦波组合而成的,交变电流在一 个周期内产生的热量,等于各部分电流产生的热量之和。
C。
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正弦交流电四值的比较
物理含义 瞬 时 值 最 大 值 交变电流某一时刻的 值 最大的瞬时值 重要关系 e=Emsinωt i=Imsinωt Em=nBSω Im=
������m ������+������
适用情况 分析线圈某一时刻的受力情 况 确定用电器的耐压值
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(1)计算与电流热效应相关 有效 值 跟交变电流的热效应等效的 恒定电流值 E=Em/ 2 U=Um/ 2 I=Im/ 2 的量(如功率、热量) (2)交流电表的测量值 (3)电气设备标注的额定电 压、额定电流 (4)保险丝的熔断电流
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1 ������
T,当线圈以 300 r/min
答案:(1)35.4 V (3)0.16 C
(2)31.86 V
1 ������
3.54 A
300 V=50 60
解析:(1)Em=NBSω=100× ×0.05×2π× E=
高中物理电磁学知识点归纳大全
高中物理电磁学知识点归纳大全一、电场。
1. 电荷与库仑定律。
- 电荷：自然界存在两种电荷，正电荷和负电荷。
电荷的多少叫电荷量，单位是库仑（C）。
- 库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
表达式为F = k(q_1q_2)/(r^2)，其中k = 9.0×10^9N· m^2/C^2。
2. 电场强度。
- 定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F与它的电荷量q的比值，叫该点的电场强度，E=(F)/(q)。
单位是N/C或V/m。
- 点电荷的电场强度：E = k(Q)/(r^2)（Q为场源电荷电荷量）。
- 电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
3. 电场线。
- 电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线。
电场线从正电荷或无穷远出发，终止于负电荷或无穷远；电场线越密的地方电场强度越大。
4. 电势与电势差。
- 电势：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，φ=(E_p)/(q)。
单位是伏特（V）。
- 电势差：电场中两点间电势的差值，U_AB=φ_A - φ_B，也等于把单位正电荷从A点移到B点电场力所做的功，U_AB=frac{W_AB}{q}。
5. 等势面。
- 电场中电势相等的点构成的面叫等势面。
等势面与电场线垂直；电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。
6. 电容器与电容。
- 电容器：两个彼此绝缘又相距很近的导体可组成一个电容器。
- 电容：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间电势差U的比值，C=(Q)/(U)，单位是法拉（F），1F = 1C/V。
平行板电容器的电容C=(varepsilon S)/(4πkd)（varepsilon为介电常数，S为极板正对面积，d为极板间距）。
二、电路。
1. 电流。
- 定义：电荷的定向移动形成电流，I=(Q)/(t)，单位是安培（A）。
高中物理【交变电流的产生和描述】知识点、规律总结
3112
解析：由有效值的定义式得：
2 R
×T2×2＝ER2T，解得：E＝220
V.
答案：220
变式 2：仅余12周期的波形 家用电子调光灯的调光功能是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部 分来实现的，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的可调，比过去用变压器调 压方便且体积小．某电子调光灯经调整后电压波形如图所示，求灯泡两端电压的有效值．
1．只有转轴和磁场垂直时，才产生正弦式交变电流． 2．只有正(余)弦式交变电流的有效值和峰值之间是 E＝Em2的关系，其他交流电不是． 3．正弦式交变电流的产生：中性面垂直于磁场方向，线圈平面平行于磁场方向时 电动势最大：Em＝nBSω. (1)线圈从中性面开始转动：e＝Emsin ωt. (2)线圈从平行于磁场方向开始转动：e＝Emcos ωt.
(3)变化规律(线圈在中性面位置开始计时) ①电动势(e)：e＝Emsin ωt. ②电压(u)：u＝____U_m__si_n_ω_t_________． ③电流(i)：i＝____Im__si_n_ω_t__________． (4)图象(如图所示)
二、描述交变电流的物理量
1．交变电流的周期和频率的关系：T＝1f . 2．峰值和有效值 (1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的__最__大__值__． (2)有效值：让交变电流与恒定电流分别通过大小_相__同___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，则这个恒定电流 I、恒定电压 U 就是这个交变电流 的电流的有效值和电压的有效值． (3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系 I＝ Im2，U＝Um2，E＝Em2. 3．平均值：－E ＝nΔΔΦt .
2．正弦式交变电流的图象(线圈在中性面位置开始计时) 函数表达式
2024秋新教材高中物理课时跟踪检测十一描述交变电流的物理量粤教版选择性必修第二册
课时跟踪检测（十一） 描述交变电流的物理量A 组—重基础·体现综合1．下列关于交变电流的说法正确的是( ) A ．若交变电流的峰值为5 A ，则它的最小值为－5 A B ．用沟通电流表测交变电流时，指针来回摇摆C ．我国工农业生产和生活用的交变电流频率为50 Hz ，故电流方向每秒变更100次D ．正弦式交变电流i ＝20sin(10πt )A 的峰值为20 A ，频率为100 Hz解析：选C 电流的负值表示电流方向与规定正方向相反，不表示大小，A 项错误；沟通电流表测交变电流时，指针不会来回摇摆，B 项错误；我国工农业生产和生活用的交变电流，周期为0.02 s ，沟通电方向一个周期变更两次，所以每秒变更100次，C 项正确；由ω＝2πf ，得正弦式交变电流i ＝20sin (10πt )A 的频率为 5 Hz ，D 项错误。
2．如图所示是一个正弦式交变电流的i t 图像，下列说法正确的是( )A ．周期是0.2 s ，电流的峰值是10 AB ．周期是0.15 s ，电流的峰值是10 AC ．频率是5 Hz ，电流的有效值是10 AD ．频率是0.2 Hz ，电流的有效值是7.07 A解析：选A 由图像可知T ＝0.2 s ，I m ＝10 A ，故频率f ＝1T ＝5 Hz ，I ＝I m2＝5 2 A ＝7.07 A ，选项A 正确，B 、C 、D 错误。
3．(多选)匀强磁场中有一长方形导线框，分别以相同的角速度绕图a 、b 、c 、d 所示的固定转轴旋转，用I a 、I b 、I c 、I d 表示四种状况下线框中电流的有效值，则( )A ．I a ＝I dB ．I a >I bC ．I b >I cD ．I c ＝I d解析：选AD 线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势与固定转轴所处的位置无关。
电动势相同，电流的有效值相同，选项A 、D 正确。
4．(多选)一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4π rad/s 匀速转动，产生的交变电流的e t 图像如图所示，则( )A ．交变电流的频率是4π HzB ．当t ＝0时，线圈平面与磁感线垂直C ．当t ＝0.5 s 时，e 有最大值D ．交变电流的周期是0.5 s解析：选BD 由ω＝2πf 得交变电流的频率为f ＝2 Hz ，所以周期为0.5 s ，A 错误，D 正确；当t ＝0时，电动势最小，磁通量最大，线圈平面与磁感线垂直，B 正确；当t ＝0.5 s 时，恰好是一个周期，e 为0，所以C 错误。
2019版高中物理第五章交变电流第2节描述交变电流的物理量课时作业新人教版选修3-2【word版】.doc
第五章第2节描述交变电流的物理量基础夯实一、选择题(1～5题为单选题，6题为多选题)1．(2017·江西省玉山一中高二下学期检测)电流方向每秒钟改变100次的交变电流，它的周期和频率分别是(C)A．0.01s和100Hz B．0.01s和50HzC．0.02s和50Hz D．0.02s和100Hz解析：一个周期内电流方向改变两次，所以f＝50Hz，则：T＝0.02s，故选C。
2．一个照明电灯两端允许加的最大交流电压为311V，当它接入220V照明电路上，这个灯将(D)A．灯不亮B．灯丝将烧断C．只能暗淡发光D．能正常发光解析：电灯的额定电压为U＝U m2＝3112V＝220V，当它接入220V的照明电路上时能正常发光。
3．(2016·山东文登市高二下学期期末)我国家庭照明电路的电压随时间变化的规律为u＝311sin100πt(V)。
下列说法中正确的是(A)A．标有“输入电压100V～240V、50Hz”旅行充电器接在该交流电上可以正常工作B．标有“输入电压100V～240V、100Hz”旅行充电器接在该交流电上可以正常工作C．该交流电只能给标有311V的用电器供电D．该交流电给某电器供电与用311V的稳恒直流电给该电器供电，效果相同解析：该交流电的最大值为311V，有效值为220V；角速度为100π；则频率f＝50Hz，故A正确，B错误；该交流电只能为220V的用电器工作，故C错误；根据有效值的定义可知，该交流电给某电器供电与用220V的稳恒直流电给该用电器供电，效果相同，故D错误，故选A。
4．小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO ′，线圈绕OO ′匀速转动，如图所示。
矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，不计线圈电阻，则发电机输出电压( D )A ．峰值是e 0B ．峰值是2e 0C ．有效值是22Ne 0D ．有效值是2Ne 0解析：由题意可知，线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e 0，又因为发电机线圈共N 匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne 0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2Ne 0，故选项A 、B 错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，U ＝U m2，即U ＝2Ne 0，故选项C 错误，选项D 正确。
5.2 描述交变电流的物理量 优秀教案优秀教学设计 高中物理选修3-2：交变电流 (7)
2描述交变电流的物理量知识与技能1知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系。
2知道交变电流的周期和频率，以及它们之间的关系。
3知道我国供电线路交变电流的周期和频率。
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通过演示实验和例题分析使学生正确理解并掌握有效值、最大值的概念。
3学会观察实验，分析图象，由感性认识到理性的思维方式。
情感、态度与价值观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。
教学重点和难点：有效值的概念和计算。
教学用具:学生电源、灯泡（3.8V）两个、手摇发电机、导线、直流电压表、滑线变阻器（20欧姆）教学过程一、引入上节课讲了矩形线圈在匀强磁场中转动，在线框中产生了正弦交流电.［师问］如何描述它的［生答］1.公式法：从中性面开始计时，得出瞬时电动势e=E m sinωt，其中E m=NBSω.瞬时电流i= I m sinωt.瞬时电压u=U m sinωt.2.图象法：如图1所示.［教师指出］交变电流的大小和方向都随时间做周期性变化，只用电压、电流描述不全面。
下面学习描述交变电流特征的它物理量。
二、新课教学1．交变电流的周期和频率1）周期：我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变电流的周期．周期用T表示，单位是S。
2）频率：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率．频率用f表示，单位是Hz。
3）周期和频率的关系是：T=1/f２．交变电流的峰值和有效值1）交变电流峰值（I m、E m、U m）：指交变电流一个周期内所能达到的最大值。
表示交变电流的强弱或电压的高低。
实际中需要考虑。
2)有效值［［演示］将小灯泡分别接在6 V直流电源上和有效值6 V的电源上，观察灯亮度。
现象：两灯亮度相同。
有效值：（抓三个相同）让交流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在一个周期内内产生的热量相等，把恒定电流的值叫做这个交变电流的有效值。
描述交变电流的物理量(课件)高二物理(粤教版2019选择性必修第二册)
复习引入
正弦式交变电流的规律
开始位置 名 称
公式
图象
e
瞬时电动势 e = Emsinωt
Em
0
t
-Em
i
中性面
瞬时电流
i
=
Em R+r
sinωt
=Imsinωt
Im
0
t
-Im
u
瞬时电压
u
=
EmR R+r
sinωt
=Umsinωt
Um
0
t
-Um
周期和频率
e o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
线圈转动一周，电动势、路端电压和电流均按正弦规律完成一个 周期的变化。我们将交变电流完成一次周期性变化的时间称为交变电 流的周期，用符号T表示，单位是秒。
周期和频率
1、周期：交变电流完成一次周期性变化的时间称为交变电
流的周期。用T 表示，单位是秒s。 2、频率：
转动的角速度ω有什么关系？
正弦式交变电流的周期T 和频率f,与交流发电机转子的角速度ω
的关系：
2 2f
T
峰值和有效值
1、峰值：
(1)定义：交变电流在一个周期内，电压、电流所能达到的最大数值
称为峰值，如Em、Im、Um等； (2)特点：
Um u/V
①峰值可以表示交变电流的
0
强弱或电压的高低，但不适合
Em NBS
峰值和有效值
2、有效值： (1)定义：让交变电流和恒定电流通过相同阻值的电阻，如果在交变电 流的一个周期内它们产生的热量相等，那么这一恒定电流的数值称为交 变电流的有效值。交变电流的电动势、电流和电压的有效值分别用E、I 和U表示。 (2)特点：①各种交流电气设备所标注的额定电 压和额定电流等是有效值； ②交流电压表、交流电流表的测量值是有效值。
高中物理描述交变电流的物理量教案设计
高中物理描述交变电流的物理量教案设计高中物理描述交变电流的物理量教案设计一、预习目标1、知道描述交变电流的相关物理量2、知道物理量之间的关系二、预习内容表征交变电流的物理量1、瞬时值：正弦交流电瞬时值的表达式为：电压瞬时值：（）电流瞬时值：（）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，交流电动势最大值：（Em＝NBSω），瞬时值与最大值的关系是：（－Em≤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=Em/U=Um/I=Im/）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（）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、表征交变电流变化快慢的物理量①周期T：电流完成一次周期性变化所用的时间。
单位：s.②频率f：一秒内完成周期性变化的次数。
单位：HZ.③角频率ω：就是线圈在匀强磁场中转动的.角速度。
单位：rad/s.④角速度、频率、周期的关系（ω=2πf=2π/T）课内探究学案一、学习目标l、掌握表征交变电流大小物理量．2、理解有效值的定义并会用它解决相关问题．3、掌握表征交变电流变化快慢的物理量．学习重难点：表征物理量及物理量间的关系，并能熟练解决相关问题二、学习过程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、峰值、有效值和平均值有什么区别？3、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、反思总结本节课学习的是描述交变电流的物理量。
如：周期和频率表示交变电流周期性变化快慢的物理量；最大值表明交变电流在变化过程中所能达到的最大数值，反映了交变电流的变化范围；而有效值反映的是交流电的热效应在时间上的平均效果。
高中物理汇总：交变电流知识点详解
高中物理汇总：交变电流知识点详解交变电流知识点讲解1. 交流电的产生（1）交流电：大小和方向均随时间作周期性变化的电流。
方向随时间变化是交流电的最主要特征。
（2）交流电的产生①平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴转动时，线圈中就会产生按正弦规律变化的交流电，这种交流电叫正弦式交流电。
②中性面：垂直于磁场的平面叫中性面。
线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，此位置线圈中的感应电动势为零，且每经过中性面一次感应电流的方向改变一次。
线圈每转一周，两次经过中性面，感应电流的方向改变两次。
（3）正弦式交流电的变化规律：若从中性面位置开始计时，那么线圈中的电动势、电流、加在外电阻上的电压的瞬时值均按正弦规律变化。
②图像如图所示：2. 表征交流电的物理量（1）描述交流电的大小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。
②最大值：交流电在变化过程中所能达到的最大值是表征交流电强弱的物理量。
③有效值：是根据交流电的热效应规定的，反映的是交流电在能量方面的平均效果。
让交流电与恒定电流通过阻值相同的电阻，若在相等时间内产生的热量相等，这一恒定电流值就是交流电的有效值。
各种电器设备所标明的额定电流和额定电压均是有效值。
（2）周期和频率是用来表示交流电变化快慢的物理量：3. 变压器（1）变压器的构造及原理①构造：由一个闭合的铁芯以及绕在铁芯上的两组（或两组以上）的线圈组成。
和电源相连的线圈叫原线圈，与负载相连的线圈叫副线圈。
②工作原理原线圈加上交变电压后会产生交变的电流，这个交变电流会在铁芯中产生交变的磁通量，那么副线圈中会产生交变电动势，若副线圈与负载组成闭合电路，副线圈中也会有交变电流产生，它同样在铁芯中激发交变的磁通量，这样，由于原、副线圈中有交变电流通过而发生的一种相互感应现象叫互感现象。
变压器工作的物理基础就是利用互感现象。
（2）理想变压器①铁芯封闭性好、无漏磁现象，即穿过原、副线圈的磁通量相等。
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高中物理-描述交变电流的物理量
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
[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？
t
Sin E t Sin l l B e m ωωω=⋅⋅⋅⨯=2
22
1
教学过程教法运用２．交变电流的峰值和有效值
（1）交变电流峰值（Im、Em、Um）：指交变电流各个参
量一个周期内所能达到的最大值。
表示交变电流的强弱或
电压的高低。
实际中需要考虑。
例如：电容器接在交流电路中,应需要知道交变电压的最
大值,电容器的额定电压应高于交变电压的最大值,否则电
容器有可能被击穿。
（2）交变电流有效值（I、E、U）：
[思考与讨论]
如图所示的电流通过一个R=1Ω的电阻,它不是恒定电流。
(a)、怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量?
解析：图象反映的交变电流可以分为4段。
前半个周期
中,0---0.2S内,可看成电流大小为1A的恒定电流,0.2S---0.5S内,可
看成电流大小为2A的恒定电流.后半个周期的电流与前半个周
期方向相反,但产生热量相同。
交流电的热量：
（b）如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过电阻R,也能
在1s内产生同样的热,这个电流是多大?
结合［思考与讨
论］进行自主探
究式学习
放手让学生思考
与讨论,找学生
J
J
Rt
I
Rt
I
Q
8.2
2
)3.0
1
2
2.0
1
1(
2
)
(
2
2
2
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2
1
2
1
1
=
⨯
⨯
⨯
+
⨯
⨯
=
⨯
+
=
教学过程
教法运用
恒定电流的热量：
[教师指出]
1） 有效值：（抓三个相同）让交流与恒定电流通过相同的电阻,如果它们在一个周期内内产生的热量相等,把恒定电流的值叫做这个交变电流的有效值。
2） 正弦交流电有效值与最大值之间的关系
[说明]
① 交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；交
流电压表和交流电流表的示数是有效值；交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值。
② 交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的。
引入有
效值的的概念便于把处理恒定电流的一些方法拓展到交流电中。
三 、课堂小结：
周期或频率：表示交变电流变化的快慢。
有效值：表示交变电流的热效应。
正弦交变电流有效值与最大值存在着一定的关系。
四、作业
1.完成课后习题 第4题
在自主学习过程中让学生体会研究物理问题的一个重要思想——等效思想的应
用。
A A I J Rt I Q Q 7.11
18
.28.221
2=⨯=
==。