《交变电流》教案精选十二篇

《交变电流》教案精选十二篇篇1：《交变电流》教案《交变电流》教案一.预习目标1.知道交变电流产生的原理2.知道交变电流的转变规律及物理量间的关系二.预习内容1.交变电流________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.交变电流的产生(1)过程分析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的转变电流方向磁通量Φ的转变率(2)中性面：_______________________________磁通量___________磁通量的转变率____________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______次课内探究学案一.学习目标1.理解交变电流的产生原理及变化规律;2.理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系;学习重难点：交变电流的产生原理、变化规律及物理量间的关系二.学习过程1.为什么矩形线框在匀强磁场中匀速转动，线框里能产生交变电流?2.交变电流的产生过程中的两个特殊位置及特点是什么?(1)中性面：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.线圈平面处于跟中性面重合的位置时;(a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电流等于零;(b)磁感线垂直于该时刻的线圈平面，因此磁通量最大，磁通量的转变率为零.(c)交变电流的方向在中性面的两侧是相反的.(2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的转变率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变.3.交变电流的转变规律：如图5-1-1所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程：当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=Emsinωt，其中Em=2NBLv=NBωS;i=Imsinωt，其中Im=Em/R。当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=Emsinωt，其中Em=2NBLv=NBωS;i=Imsinωt，其中Im=Em/R。图5-1-2所示为以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的e-t和i-t图象：三.反思总结1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动(绕与磁场垂直的轴)时，线圈中产生正弦交变电流，从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为：e=NBSωsinωt=Emsinωte—ωt图线是一条正弦曲线.2.中性面特点：Φ最大，而e=0.四.当堂检测1.交流发电机在工作时电动势为e=Emsinωt，若将发电机的转速提升一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为()A、e=Emsin(ωt/2)B、e=2Emsin(ωt/2)C、e=Emsin2ωtD、e=Em/2sin2ωt答案：C2.一个正弦交变电流的i—t图象，根据这一图象，该交流电的瞬时值表达式为-----------A答案：i=5sin(5πt)篇2：交变电流教案教学目标：1.掌握交流发电机及其产生正弦式电流的原理，正弦式电流的图象和三角函数表达，2.理解最大值与有效值，周期与频率;3.知道电阻、电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗教学重点：交流的基本概念教学难点：交流电路的分析与计算教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一.交变电流的产生1.正弦交流电的产生当闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就有交流电产生.如图所示.设矩形线圈abcd以角速度ω绕oo'轴、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针方向转动.此时，线圈都不切割磁感线，线圈中感应电动势等于零.经过时间t线圈转过ωt角，这时ab边的线速度v方向跟磁感线方向夹角等于ωt，设ab边的长度为l，bd边的长度为l'，线圈中感应电动势为当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，线圈转过T/4时间，ωt=π/2，ab边和cd边都垂直切割磁感线，sinωt=1，线圈中感应电动势最大，用Em来表示，Em=BSω.则e=Emsinωt由上式知，在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的.根据闭合电路欧姆定律：，令，则i=Imsinωt路端电压u=iR=ImRsinωt，令Um=ImR，则u=Umsinωt如果线圈从如图所示位置开始转动，电路中感应电动势、感应电流和路端电压将按余弦规律变化e=Emcosωti=Imcosωtu=Umcosωt2.中性面当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做中性面.应注意：①中性面在垂直于磁场位置.②线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大.③线圈平面通过中性面时感应电动势为零.④线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次.3.正弦交流电的图象矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动，线圈里产生正弦交流电.当线圈从中性面开始转动，在一个周期中：在t(0，T/4)时间内，线圈中感应电动势从0达到最大值Em.在t(T/4，T/2)时间内，线圈中感应电动势从最大值Em减小到0.在t(T/2，3T/4)时间内，线圈中感应电动势从0增多到负的最大值-Em.在t(3T/4，T)时间内，线圈中感应电动势的值从负的最大值-Em减小到0.电路中的感应电流、路端电压与感应电动势的转变规律相同，如图所示.二.描述交变电流的物理量1.瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为：，.应当注意必须从中性面开始。生活中用的市电电压为220V，其最大值为220V=311V(有时写为310V)，频率为50HZ，因此其电压瞬时值的表达式为u=311sin314tV。【例1】有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长?为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象?解析：由正弦交流电的最大值与有效值U的关系得：Um=120V设t=0时交流电的瞬时电压U=0则交流电的瞬时表达式为U=120sin100tV如图所示，画出一个周期内交流电的U-t图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1，当U=U0=60V时，由上式得t1=1/600s，再由对称性求得一个周期内能发光的时间：t=T-4t1=再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为：t=很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间只有1/300s(如图t2时刻到t3时刻)由于人的眼睛有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约1/16s为远大于1/300s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉。2.最大值：也叫峰值，它是瞬时值的最大者，它反映的是交流电大小的转变范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，(转轴垂直于磁感线)。电容器接在交流电路中，则交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值。【例2】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?解析：不低于200V，不少学生往把电容器与灯泡类比，额定电压220V的灯泡接在220V的交流电源上正常发光.从而错误的认为电容器的耐压值也只要不低于220V即可，事实上，电容器接在交流电路中一直不断地进行充、放电过程.电容器两极间电压最大可达200V，故电容器C的耐压值应不低于200V.3.平均值：它是指交流电图象中图线与横轴所围成的面积值跟时间的比值.其量值可用法拉第电磁感应定律·来求，特殊地，当线圈从中性面转过90度的过程中，有.计算平均值切忌用算术平均法即求解。平均值不等于有效值。【例3】如图所示，求线圈由图示位置转过60°角的过程中，通过线圈某一横截面的电量.解析：在计算电量问题中，一定要用电流、电压平均值·而又，∴·=4.有效值：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是：，对于非正弦电流的有效值以上关系不成立，应根据定义来求。通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值.用电器上所标电压、电流值也是指有效值.在计算交流电通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值。【例4】如图所示，两平行导轨与水平面间的倾角为，电阻不计，间距L=0.3m，长度足够长，导轨处于磁感应强度B=1T，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.导轨两端各接一个阻值为R0=2Ω电阻，另一横跨在导轨间的金属棒质量m=1kg，电阻r=1Ω棒与导轨间的滑动摩擦因数μ=0.5，当金属棒以平行于导轨的向上初速度υ0=10m/s上滑，直至上升到最高点过程中，通过上端电阻电量=0.1C(g取10m/s2)，求上端电阻R0产生的焦耳热?篇3：交变电流教案【要点导学】交变电流的产生.变化规律和基本物理量：1.交变电流：强度和方向都随时间做周期性变化的电流为交变电流.正弦电流、锯齿波电流都属于交变电流.2.交变电流的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时产生正弦交变电流.若线圈绕平行于磁感线的轴转动，则不产生感应电动势.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，将经过两个特殊位置，其特点分别是：(1)中性面：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面.线圈平面处于跟中性面重合的位置时;(a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电流等于零;(b)磁感线垂直于该时刻的线圈平面，因此磁通量最大，磁通量的转变率为零.(c)交变电流的方向在中性面的两侧是相反的.(2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的转变率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变.3.交变电流的转变规律：如图5-1-1所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程：当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=Emsinωt，其中Em=2NBLv=NBωS;i=Imsinωt，其中Im=Em/R。当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=Emsinωt，其中Em=2NBLv=NBωS;i=Imsinωt，其中Im=Em/R。图5-1-2所示为以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的e-t和i-t图象：【范例精析】例1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间：()A.线圈平面与磁感线平行;B.通过线圈的磁通量最大;C.线圈中的感应电动势最大;D.线圈中感应电动势的方向突变。解析：在线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做中性面。根据这一定义，线圈平面经过中性面瞬间，通过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势为零，此后，感应电动势方向(即感应电流方向)将与原方向相反。因此正确选项为B.D。例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5-1-3，则在时刻()A.t1，t3线圈通过中性面B.t2，t4线圈中磁通量最大C.t1，t3线圈中磁通量变化率最大D.t2，t4线圈平面与中性面垂直解析：对于线圈在匀强磁场转动的模型，要能把图线和实物联系在一起，弄清转动过程中两个特殊位置和特征：通过中性面时磁通量最大，但磁通量变化率为零，产生的感应电动势也为零;通过与中性面垂直的位置时磁通量为零，但磁通量变化率最大，产生的感应电动势也最大，结合图象可以判断A、D正确。拓展：本题是考查交变电流的产生和变化规律等基础内容的题目。线圈经过的中性面位置是线圈在磁场中匀速转动切割磁感线产生交变电流的特殊位置，是掌握交变电流的产生和变化规律的一个关键。例3.一矩形线圈，面积为s，匝数为N，在场强为B的匀强磁场中绕着轴oo’做匀速转动，角速度为ω，磁场方向与转轴垂直，当线圈转到中性面位置开始计时，求：(1)线圈中感应电动势的最大值?写出线圈中感应电动势随时间变化的表达式?(2)若线圈中的电阻为R，则线圈中的电流的最大值为多少?写出线圈中的电流瞬时表达式。解析：(1)对于单匝线圈eab=ecd=Blvsinωt=Bl1ωl2/2sinωte=2eab=Bl1l2ωsinωt=BSωsinωt当线圈为N匝时e=NBSωsinωt感应电动势的最大值Em=NBSω(2)根据闭合电路的欧姆定律i=e/R=NBSωsinωt/R拓展：本题考查的是表征交变电流的物理量和表达式，能否正确写出交变电流瞬时值表达式，关键在于找出交变电流的最大值.角速度，并明确计时起点线圈平面所处的位置。又如：一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度是100πrad/s。(1)写出感应电动势的瞬时值表达式(2)若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路中的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120时电流强度的瞬时值为多少?解析：本题中没有规定线圈平面在什么位置为计时起点，一般取线圈平面在中性面时为计时起点。(1)由题意有Em=311V，ω=100πrad/s，因此，感应电动势的瞬时值表达式为：e=Emsinωt=311sin100πt(V)(2)由欧姆定律得，电流最大值为：Im=Em/R=3.11A通过负载的电流强度的瞬时表达式为：i=Imsinωt=3.11sin100πt(A)当t=1/120时，电流的瞬时值为：i=3.11sin(100π×1/120)(A)=1.55A篇4：交变电流教案交变电流知识网络：单元切块：按照考纲的要求，本章内容可以分成两部分，即：交变电流;变压器、电能的输送。其中重点是交变电流的规律和变压器，交流电路的分析和计算是复习的难点。交变电流教学目标：1.掌握交流发电机及其产生正弦式电流的原理，正弦式电流的图象和三角函数表达，2.理解最大值与有效值，周期与频率;3.知道电阻、电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗教学重点：交流的基本概念教学难点：交流电路的分析与计算教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一.交变电流的产生1.正弦交流电的产生当闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就有交流电产生.如图所示.EMBEDPBrush设矩形线圈abcd以角速度ω绕oo'轴、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针方向转动.此时，线圈都不切割磁感线，线圈中感应电动势等于零.经过时间t线圈转过ωt角，这时ab边的线速度v方向跟磁感线方向夹角等于ωt，设ab边的长度为l，bd边的长度为l'，线圈中感应电动势为当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，线圈转过T/4时间，ωt=π/2，ab边和cd边都垂直切割磁感线，sinωt=1，线圈中感应电动势最大，用Em来表示，Em=BSω.则e=Emsinωt由上式知，在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的.根据闭合电路欧姆定律：，令，则i=Imsinωt路端电压u=iR=ImRsinωt，令Um=ImR，则u=Umsinωt如果线圈从如图所示位置开始转动，电路中感应电动势、感应电流和路端电压将按余弦规律变化e=Emcosωti=Imcosωtu=Umcosωt2.中性面当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做中性面.应注意：①中性面在垂直于磁场位置.②线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大.③线圈平面通过中性面时感应电动势为零.④线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次.3.正弦交流电的图象矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动，线圈里产生正弦交流电.当线圈从中性面开始转动，在一个周期中：在t(0，T/4)时间内，线圈中感应电动势从0达到最大值Em.在t(T/4，T/2)时间内，线圈中感应电动势从最大值Em减小到0.在t(T/2，3T/4)时间内，线圈中感应电动势从0增多到负的最大值-Em.在t(3T/4，T)时间内，线圈中感应电动势的值从负的最大值-Em减小到0.电路中的感应电流、路端电压与感应电动势的转变规律相同，如图所示.EMBEDPBrush二.描述交变电流的物理量1.瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为：，.应当注意必须从中性面开始。生活中用的市电电压为220V，其最大值为220V=311V(有时写为310V)，频率为50HZ，因此其电压瞬时值的表达式为u=311sin314tV。【例1】有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长?为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象?解析：由正弦交流电的最大值与有效值U的关系得：Um=120V设t=0时交流电的瞬时电压U=0则交流电的瞬时表达式为U=120sin100tV如图所示，画出一个周期内交流电的U-t图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1，当U=U0=60V时，由上式得t1=1/600s，再由对称性求得一个周期内能发光的时间：t=T-4t1=再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为：t=很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间只有1/300s(如图t2时刻到t3时刻)由于人的眼睛有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约1/16s为远大于1/300s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉。2.最大值：也叫峰值，它是瞬时值的最大者，它反映的是交流电大小的转变范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，(转轴垂直于磁感线)。电容器接在交流电路中，则交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值。【例2】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?解析：不低于200V，不少学生往把电容器与灯泡类比，额定电压220V的灯泡接在220V的交流电源上正常发光.从而错误的认为电容器的耐压值也只要不低于220V即可，事实上，电容器接在交流电路中一直不断地进行充、放电过程.电容器两极间电压最大可达200V，故电容器C的耐压值应不低于200V.3.平均值：它是指交流电图象中图线与横轴所围成的面积值跟时间的比值.其量值可用法拉第电磁感应定律·来求，特殊地，当线圈从中性面转过90度的过程中，有.计算平均值切忌用算术平均法即求解。平均值不等于有效值。【例3】如图所示，求线圈由图示位置转过60°角的过程中，通过线圈某一横截面的电量.解析：在计算电量问题中，一定要用电流、电压平均值·而又，∴·=4.有效值：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是：，对于非正弦电流的有效值以上关系不成立，应根据定义来求。通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值.用电器上所标电压、电流值也是指有效值.在计算交流电通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值。【例4】如图所示，两平行导轨与水平面间的倾角为，电阻不计，间距L=0.3m，长度足够长，导轨处于磁感应强度B=1T，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.导轨两端各接一个阻值为R0=2Ω电阻，另一横跨在导轨间的金属棒质量m=1kg，电阻r=1Ω棒与导轨间的滑动摩擦因数μ=0.5，当金属棒以平行于导轨的向上初速度υ0=10m/s上滑，直至上升到最高点过程中，通过上端电阻电量=0.1C(g取10m/s2)，求上端电阻R0产生的焦耳热?解析：设棒沿斜面能上升的最大距离为s，磁感应强度B垂直斜面向上，则等效电路和导体棒受力分析分别如图(1)、(2)所示.由图可知，在棒上升过程中，通过棒某一截面的电量应为2.由=得而∴s=m设电路各电阻消耗的总焦耳热为=R从金属棒开始运动到最高点过程，利用能量守恒关系有+μmgcosθ·s+mgsinθ·s=R==5J此题中，求电阻产生的焦耳热应该用电流的有效值计算，由于无法求，因此只能通过能量关系求得.三.感抗和容抗(统称电抗)1.感抗表示电感对交变电流的阻碍作用，其特点是“通直流，阻交流”、“通低频，阻高频”。2.容抗表示电容对交变电流的阻碍作用，其特点是“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”。【例5】左右两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号。左图中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号;右图中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号。那C1.C2中哪个该用大电容?哪个该用小电容?解：电容的作用是“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”，由其表达式XC=1/2πfC可看出：左图中的C1必须用电容小些的，才能使高频交流顺利通过，而低频不易通过，这种电容器叫高频旁路电容器。右图中的C2一般用电容大的，使低频交流电很容易通过，只有直流成分从电阻上通过，这种电容器叫隔直电容器。【例6】电学元件的正确使用，对电路安全工作起着重要作用。某电解电容器上标有“25V，450μF”字样，下列说法中正确的是A.此电容器在交流、直流电路25V的电压时都能正常工作B.此电容器只有在不超过25V的直流电压下才能正常工作C.当工作电压是直流25V时，电容才是450μFD.若此电容器在交流电压下工作，交流电压的最大值不能超过25V解：电解电容器的极性是固定的，因此只能在直流电压下工作。选B四.综合例析【例7】交流发电机的转子由B∥S的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V，那当线圈转过30°时交流电压的瞬时值为__V。解：电压表的示数为交流电压有效值，由此可知最大值为Um=U=20V。而转过30°时刻的瞬时值为u=Umcos30°=17.3V。【例8】通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值I。解：该交流周期为T=0.3s，前t1=0.2s为恒定电流I1=3A，后t2=0.1s为恒定电流I2=-6A，因此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据有效值的定义，设有效值为I，根据定义有：I2RT=I12Rt1+I22Rt2带入数据计算得：I=3A【例9】交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：⑴通过R的电荷量q为多少?⑵R上产生电热QR为多少?⑶外力做的功W为多少?解：⑴由电流的定义，计算电荷量应该用平均值：即，这里电流和电动势都必须要用平均值，不能用有效值、最大值或瞬时值。⑵求电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR。，这里的电流必须要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬时值。⑶根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热。因此W=Q。一定要学会用能量转化和守恒定律来分析功和能。【例10】左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.110VB.156VC.220VD.311V解：从u-t图象看出，每个周期的前半周期是正弦图形，其有效值为220V;后半周期电压为零。根据有效值的定义，，得U=156V，选B。五.针对训练1.矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是()A、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大B、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大C、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零D、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零2.一矩形线圈绕垂直磁场方向的轴在匀强磁场中转动，产生的交变电动势e=20sin20πtV，由此可以判断()A.t=0时，线圈平面和磁场垂直B.t=0时，线圈的磁通量为零C.t=0.05s时，线圈切割磁感线的有效速度最小D.t=0.05s时，e第一次出现最大值3.线圈在匀强磁场中匀角速转动，产生的交变电流如图所示，则()A.在A和C时刻线圈平面和磁场垂直B.在B和时刻线圈中的磁通量为零C.从A时刻到B时刻线圈转动的角度为πradD.若从O时刻到D时刻经历的时间为0.02s，则该交变电流在1.0s的时间内方向会改变100次4.一个矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则()A.线框交变电动势的最大值为nπBSB.线框交变电动势的有效值为nπBSC.从开始转动经过1/4周期，线框中的平均感应电动势为2nBSD.感应电动势瞬时值为e=2nπBSsin2nπt5.有关交流电的有效值和最大值，下列说法正确的是()A.任何形式的交变电流的有效值和最大值都有关系U=Um/B.只有正弦式电流才有U=Um/的关系C.照明电压220V、动力电压380V，指的都是交变电流的有效值D.交流电压表和电流表测量的都是交变电流的有效值6.一只氖管的起辉电压为50V，把它接在u=50sin314tV的交变电源上，在一个交变电压的周期内，氖管的发光时间为()A.0.02sB.0.01sC.0.015sD.0.005s7.对于如图所示的电路，下列说法正确的是()A.a、b端接稳恒直流电，灯泡发亮B.a、b端接交变电流，灯泡发亮C.a、b端接交变电流，灯泡发亮，且将电容器电容增大时，灯泡亮度增大D.a、b端接交变电流，灯泡发亮，且将电容器电容减小时，灯泡亮度增大8.对于如图所示的电路，下列说法正确的是()A.双刀双掷开关S接上部时，灯泡亮度较大B.双刀双掷开关S接下部时，灯泡亮度较大C.双刀双掷开关S接下部，同时将电感线圈的L的铁芯抽出，在抽出的过程中，灯泡亮度变大D.双刀双掷开关S接下部，同时将电感线圈的L的铁芯抽出，在抽出的过程中，灯泡亮度变小9.在图所示的电路中，如果交变电流的频率增大，1.2和3灯的亮度变化情况是()A.1.2两灯均变亮，3灯变暗B.1灯变亮，2.3两灯均变暗C.1.2灯均变暗，3灯亮度不变D.1等变暗，2灯变亮，3灯亮度不变10.在电工和电子技术中使用的扼流圈有两种：低频扼流圈和高频扼流圈。它们的区别在于()A.低频扼流圈的自感系数较大B.高频扼流圈的自感系数较大C.低频扼流圈的能有效地阻碍低频交变电流，但不能阻碍高频交变电流D.高频扼流圈的能有效地阻碍高频交变电流，但不能阻碍低频交变电流11.有关电容器通过交变电流的理解，正确的是()A.有自由电荷通过电容器中的电介质B.电容不断的充、放电，与之相连的导线中必须有自由电荷移动，这样就形成了电流C.交变电压相同时，电容越大，电流越大D.交变电压相同时，频率越高，电流越大12.对于图所示的电路，下列说法正确的是()A.a、b两端接稳恒直流，灯泡将不发光B.a、b两端接交变电流，灯泡将不发光C.a、b两端由稳恒的直流电压换成有效值相同的交uation.3s末的瞬时值。16.如图所示，匀强磁场的磁感强度B=0.1T，矩形线圈的匝数N=100匝，边长=0.2m，=0.5m，转动角速度ω=100πrad/s，转轴在正中间。试求：(1)从图示位置开始计时，该线圈电动势的瞬时表达式;(2)当转轴移动至ab边(其它条件不变)，再求电动势的瞬时表达式;(3)当线圈作成半径为r=的圆形，再求电动势的瞬时表达式。EMBEDPBrush参考答案1.C2.AC;3.D;4.BD;5.BCD;6.B;7.BC;8.AC;9.D;10.AD;11.ACD12.C13.并联、串联14.(1)0.32A、(2)25W;15.(1)2sin8πtV、(2)1.0V16.(1)314cos100πtV、(2)不变、(3)不变。附：课前预习提纲1.交变电流：和都随时间做的交流电叫做交变电流.电压和电流随时间按变化的交流电叫正弦交流电.2.交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生.3.当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做.线圈平面每经过一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变.4.线圈从中性面开始转动，角速度是ω，线圈中的感应电动势的峰值是εm，那在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为.若线圈电阻为R，则感应电流的瞬时值I为.5.交流发电机有两种，即和.其中转动的部分叫，不动的部分叫.发电机转子是由、或其它动力机带动.6.交流电的有效值是根据电流的效应来规定的.正弦交流电的有效值与峰值间的关系是ε=、U=、I=.通常所说的交流电的数值，如果没有特别说明，一般都是指交流电的值.7.我国工农业生产和生活用的交流电.频率是Hz，周期是s，电流方向每分钟改变次.篇5：高中物理交变电流教案教学目标(一)知识与技能1.使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。2.掌握交变电流的转变规律及表示方法。3.理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。(二)过程与方法1.掌握描述物理量的三种基本方法(文字法、公式法、图象法)。2.培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。3.培养学生利用数学知识解决物理问题的能力。(三)情感、态度与价值观通过实验观察，激发学习兴趣，培养不错的学习习惯，体会利用数学知识解决物理问题的重要性教学重点、难点重点：交变电流产生的物理过程的分析。难点：交变电流的转变规律及应用。教学方法：演示法、分析法、归纳法。教具：手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、示教用大的电流表课型：新授课课时计划：1课时教学过程(一)引入新课出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造。演示：将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路。当线框快速转动时，观察到什么现象?这种大小和方向都随时间做周期性变化电流，叫做交变电流。(二)进行新课1.交变电流的产生为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流?多媒体课件打出下图。当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线?ab与cd。当ab边向右、cd边向左运动时，线圈中感应电流的方向沿着a→b→c→d→a方向流动的。当ab边向左、cd边向右运动时，线圈中感应电流的方向如何?感应电流是沿着d→c→b→a→d方向流动的。线圈平面与磁感线平行时，ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向垂直，即两边都垂直切割磁感线，此时产生感应电动势最大。线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小?当线圈平面跟磁感线垂直时，ab边和cd边线速度方向都跟磁感线平行，即不切割磁感线，此时感应电动势为零。利用多媒体课件，屏幕上打出中性面概念：(1)中性面——线框平面与磁感线垂直的位置。(2)线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但=0。(3)线圈越过中性面，线圈中I感方向要改变。线圈转一周，感应电流方向改变两次。2.交变电流的转变规律设线圈平面从中性面开始转动，角速度是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，如右图所示。设ab边长为L1，bc边长L2，磁感应强度为B，这时ab边产生的感应电动势多大?eab=BL1vsinωt=BL1·ωsinωt=BL1L2sinωt此时整个线框中感应电动势多大?e=eab+ecd=BL1L2ωsinωt若线圈有N匝时，相当于N个完全相同的电源串联，e=NBL1L2ωsinωt，令Em=NBL1L2ω，叫做感应电动势的峰值，e叫做感应电动势的瞬时值。根据部分电路欧姆定律，电压的最大值Um=ImR，电压的瞬时值U=Umsinωt。篇6：高中物理交变电流教案一.教材分析交变电流知识对生产和生活关系密切，有广泛的应用，考虑到高中阶段只对交流电的产生、描述方法、基本规律作简要的介绍，这些知识是已学过的电磁感应的引伸，因此在教学过程中对开阔学生思路、提升能力是很有好处的。为了适应学生的接受能力，教材采取从感性到理性、从定性到定量逐渐深入的方法讲述这个问题.教材先用教具演示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电，以展示交流电是怎样产生的.并强调让学生观察教材图5.1-3所示线圈通过甲、乙、丙、丁四个特殊位置时，电流表指针变化的情况，分析电动势和电流方向的转变，这样学生就会对电动势和电流的转变情况有个大致的了解.然后让学生用右手定则独立分析线圈中电动势和电流的方向.这样能充分调动学生的积极性，培养学生的观察和分析能力.有关交变电流的转变规律，教材利用上章学过的法拉第电磁感应定律引导学生进行推导，得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式，进而根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律推出电流与电压瞬时值与最大值的表达式.二.教学目标1.知识目标(1)知道什么是交变流电。并理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面.(2)掌握交变电流的转变规律，及表示方法.(3)理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义.(4)知道几种常见的交变电流。如正弦式交变电流、锯齿形交变电流、矩形脉冲电流。2.能力目标(1)掌握描述物理量的三种基本方法(文字法、公式法、图象法).(2)培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力.(3)培养学生利用数学知识解决处理物理问题的能力.3.情感、态度和价值观目标结合实际情况培养学生理论联系实际的思想.三.教学重点难点重点：1.交变电流产生的物理过程的分析.2.交变电流的转变规律的图象描述。难点：1.交变电流的转变规律及应用.2.图象与实际发动机转动时的一一对应关系的理解。四.学情分析学生已经学习了电磁感应，理解了导体切割磁场会产生电动势。在此基础上学习交变电流，对于理解还是很符合学生的认知规律的。但这是新的概念，鉴于学生接受能力的不同，讲解时还需详细，加强引导。更是采用多媒体教学的手段，以便更直观更立体的让学生接受。五.教学方法演示+分析+归纳1.通过矩形线圈在匀强磁场中匀速转一周的实物演示，立体图结合侧视图分析，特殊位置结合任一位置分析，使学生理解交变电流产生原理及变化规律.2.利用导体切割磁场线产生I感方法，分析得交流电的转变规律.六.课前准备1.学生的学习准备：通过预习，初步了解一些知识2.教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，教具七.课时安排：1课时八.教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学有了针对性。(二)情景导入、展示目标。利用多媒体课件展示目标出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造.[演示]老师手摇发电机模型.第一次发电机接小灯泡.当线框缓慢转动时，小灯泡不亮;当线框快速转动时，小灯泡一闪一闪的.第二次发电机接上示教电流计，当线框缓慢转动(或快速摆动)，电流计指针左右摆动.思考问题：线圈中产生的是什么样的电流?(引导学生回答：这种电流就是我们家里电路是的电流，它的大小和方向都随时间做周期性的转变，这样的电流叫交变电流。如果方向不随时间变化的电流称为直流电。交流电和直流电之间可以相转换。)注：老师手摇发电机的速度有所改变，一次快一次慢。观察实验现象，思考为什么会有这样的现象产生。从而引入交变电流。(三)合作探究、精讲点拨。为什么矩形线框在匀强磁场中匀速转动，线框里能产生交变电流?多媒体课件打出下图.[师问]abcd线框在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线?[生答]ab与cd边.[师问]线框转到什么位置，产生感应电动势最大?[生答]线圈平面与磁感线平行时，ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向垂直，即两边都垂直切割磁感线.此时产生感应电动势最大.[师问]线框转动到什么位置时，感应电动势最小?[生答]当线框平面跟磁感线垂直时，ab与cd边的速度方向跟磁力线平行，即两边不切割磁力线，此时感应电动势为0.利用多媒体课件，屏幕上打出中性面概念：篇7：高中物理交变电流教案【教学目标】知识与技能1.使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面;2.掌握交变电流的转变规律及表示方法;3.理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。过程与方法1.掌握描述物理量的三种方法：文字、公式、图象法;2.培养学生的观察能力和空间想象能力;情感态度与价值观培养学生理论联系实际的思想。【教学重点】交变电流产生的物理过程的分析。【教学难点】交变电流的转变规律及应用。【教学过程】一.课堂导入：首先来观察两个演示实验。演示一：1.用干电池给发光二极管供电。2.用手摇交流发电机给二极管供电。学生观察二极管的发光情况，说明发电机提供的电流大小是变化的。演示二：1.用干电池给灵敏电流计供电。2.用手摇交流发电机给灵敏电流计供电。学生观察灵敏电流计的指针的转变，说明电机提供的电流方向是变化的。比较演示一.二，总结出交流和直流的区别。学生完成例题1。二.交变电流的产生问题：为什么发电机能产生交变电流呢?基本结构：磁场、线圈产生条件：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动。篇8：交变电流教学反思学生在高中对物理的学习内容应当是现实的，有意义的，富有挑战性的。交变电流的知识，既是前面学过的电磁感应知识的拓展和延伸，又与生产和生活有着密切的联系，有广泛的应用，对于学生来说，学好这部分知识，既是对电磁感应知识的深化和巩固，又是理论联系实际，学习现实生活中的物理知识。但，本节课的难点是学生对于交变电流没有形象的认识，只有一个模糊的概念，因此本人在这节课中充分采用了实验演示、理论分析、数学推导相结合的方法，把抽象的概念形象化，把复杂的问题简单化，充分使本节课的内容有利于学生自主学习，发挥他们的主观能动性。本节课成功之处：1.引课部分：本人采用一个白炽灯，用变压器降压后，能清楚的观察的亮着的灯丝，用一个马蹄形磁铁去靠近亮着的白炽灯，学生能清楚的观察到灯丝的抖动。对于这个演示实验现象，学生可以通过已有的电磁感应的知识分析出灯丝抖动的原因，肯定是通过灯丝的电流变化，引出交流电的概念。这个实验既起到了温故而知新的作用，又起到了激发学生兴趣的作用。2.交流电的产生部分：此部分对应于线圈在磁场中转动的四个特殊位置本人设计了一张表格，由学生分析要研究线圈在这些位置的电动势和电流我们需要先研究哪些物理量。学生分组讨论后能逐渐的得出答案。充分体现出学生自主学习的'过程。3.示波器展示交流电：在学生推导出交变电流的转变规律，理论分析出正弦交流电的图像后，本人用示波器展示了手摇发电机产生的电流，学生能直观的观察到交流电的图像，但图像不是标准的正弦，从而又引起学生思考的余地，为何图像不标准，从而教师引导学生去利用所学知识进行分析。本节课有待改善的地方：1.在实验设施允许的情况下，手摇发电机演示交流电的实验可以变成学生分组实验，效果更好，学生兴趣也更浓。2.交流电的转变规律数学表达式不需要学生具体推导，可由教师分析完成。篇9：物理《描述交变电流的物理量》教案物理《描述交变电流的物理量》教案一.教学目标【知识与技能】知道交变电流和电压的峰值及用途，并知道有效值的概念及计算。【过程与方法】用等效的方法求出交变电流的有效值。【情感态度与价值观】通过学习交变电流的有效值及峰值，明白其在生活中的具体应用，体会物理的生活性，加强学习物理的兴趣。二.教学重难点【重点】交变电流的峰值及有效值的概念及计算。【难点】明白交变电流有效值的概念及计算。三.教学过程环节一:新课导入复习上节课交变电流的产生来导入新课。问题1：交变电流的产生原理是什么?它的表达式的意义及各个物理量的含义?学生的回答之后引导其思考，在交变电流及电压中，除了最大值和角速度，还可以有哪些物理量来描述交流电?学生回答：知道了线圈的转速，那线圈在其中转动一圈的时间是多少?教师点评：不错这个我们叫做周期，大家知道我们在实验室用学生电源做实验时，用电流表或者电压表测出来的电流和电压的示数表示什么意思嘛?学生回答：表示电流和电压的大小。教师点评：其实呢，大家答的有一定的道理，但在我们电学中，电流表和电压表的示数有一个专门含义叫做有效值，今天就来学习它。引出课题——交变电流的峰值及有效值(板书)。环节二：新课探究(一)峰值教师引导学生利用前面交流电的产生原理及表达式来理解交流电的峰值。教师：我们前面学习交流电的产生，是因为线圈在磁场中以一定的角速度做周期性的转动，线圈转动一圈的时间就是线圈周期及交流电的周期T，周期的倒数就是线圈的频率1/T=f。根据交流电的数值表达式，我们知道交流电的电压是在不断变化，那它的最值是多少?学生回答：交流电的最大值就是Im和Em，最小值是为零。因为电压虽然有正负之分，但只是表示大小。教师点评：同学分析的非常仔细，交流电的最大值Im和Em就是峰值，可以用来表示电流的强弱和电压的高低。教师：大家知道电容器的所能承受的最大电压是有什么要求吗?对正常的家用电器来说是其铭牌上标记的220v吗?接下来学习解决这个问题?(二)有效值教师出示一道例题：说明：以上三个球有效值的公式仅适用于正弦和余弦交变电，交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的。环节三：巩固练习教师提问：电容的击穿电压是电压峰值还是有效值?保险丝的熔断电流是交变电的峰值还是有效值?学生回答：电容的'击穿电压和保险丝的熔断电流都是其能承受的最大值，即其需大于正常使用的交变电的电压及电流的峰值。教师总结：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。环节四：小结作业总结概括本节课的主要知识点：交流电的峰值及有效值的概念和意义。并让学生课下思考：对于半周期或四分之一的周期的正余弦的有效值有交变的计算方法吗?篇10：表征交变电流的物理量教学目标一.知识目标1.复习上节课知识，并推出；．2.理解交变电流的周期、频率含义，掌握它们相互间关系，知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小．3.理解交变电流的最大值和有效值的意义，知道它们之间的关系，会应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算．4.能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值二.能力目标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.培养学生的实际动手操作能力．三.情感目标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．教学建议教材分析及相关教法建议1.要让学生知道，由于交变电流的电压、电流等的大小和方向都随时间作周期性变化，就需要多一些物理量来描述它不同方面的特性．如：周期和频率表示交变电流周期性变化的快慢，最大值表明交变电流在变化过程中所能达到的最大数值，反映了交变电流的转变范围．2.交变电流的有效值表示交变电流产生的平均效果，是教学的重点，也是教学的难点．首先要使学生明白引入有效值的必要：由于交变电流的大小和方向随时间变化，它产生的效果也随时间而变化，而实用中常常只要知道它的平均效果就可以了．为此引入有效值的概念；进而让学生知道怎样衡量交变电流的平均效果，即用与交变电流有相同热效应的直流来表示交变电流的平均效果，从而明确有效值的物理意义．3.要让学生知道，提到交变电流的电压、电流、电动势时，如果不加特别说明，通常指的都是交变电流的有效值，电表测量的数值，也都是有效值．正弦电流的有效值和最大值的关系，课本中是直接给出的，不要求加以证明．但它十分有用，应要求学生记住．还要让学生明确地知道，这一关系只对正弦式电流成立，对其他波形的交变电流并不成立。教学重点、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。教学设计方案表征交变电流物理量教学目的：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．教学重点：表征交流电的几个物理量，特别是“有效值”教学难点：有效值的理解教学方法：启发式综合教学法教学用具：幻灯片、交流发电机模型、演示电流表、教学过程：一.知识回顾（一）、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流．如图所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流．如图（b）所示．而（a）、(d)为直流，其中（a）为恒定电流．（二）、正弦交流的产生及变化规律．1.产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的．即正弦交流．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，但各边都未切割磁感线，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：匝面积为的线圈以角速度转动，从中性面开始计时，则．用表示峰值,则在纯电阻电路中，电流：．电压：．2）图象表示：二.新课教学：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，用小写字母表示，，，．②峰值：即最大的瞬时值用大写字母表示，,，．,．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，即仅由匝数，线圈面积，磁感强度和角速度四个量决定．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；.注意：正弦交流的有效值和峰值之间有；的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值．即．ⅳ、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电压表的读数是有效值．对于交流电若没有特殊说明的均指有效值．ⅴ、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值．④峰值、有效值、平均值在应用上的区别．峰值是交流变化中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义．若对含电容电路，在判断电容器是否会被击穿时，则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值．交流的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的交流来说，其有效值是一定的．而平均值是由公式确定的，其值大小由某段时间磁通量的转变量来决定，在不同的时间段里是不相同的．如对正弦交流，其正半周或负半周的平均电动势大小为：，而一周期内的平均电动势却为零．在计算交流通过电阻产生的热功率时，只能用有效值，而不能用平均值．在计算通过导体的电量时，只能用平均值，而不能用有效值．在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题示不加特别说明，提到的电流、电压、电动势都是指有效值．2.表征交变电流变化快慢的物理量①周期：电流完成一次周期性变化所用的时间．单位：s.②频率：一秒内完成周期性变化的次数．单位：HZ.③角频率：就是线圈在匀强磁场中转动的角速度．单位：rad/s.④、角速度、频率和周期的关系：3.疑难辨析交流电的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的转变率成正比．当线圈在匀强磁场中匀速转动时，线圈磁通量也是按正弦（或余弦）规律变化的，若从中性面开始计时，时，磁通量最大，应为余弦函数，此刻变化率为零（切线斜率为零），时，磁通量为零，此刻变化率最大（切线斜率最大），因此从中性面开始计时，感应电动势的瞬时表达式是正弦函数，如上图（a）（b）所示分别是和篇11：交变电流课件学案练习交变电流课件学案练习1．(20XX大纲全国卷)一台电风扇的额定电压为交流220V。在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的转变如图1所示。这段时间内电风扇的用电量为()A．3.9×10－2度图1B．5.5×10－2度C．7.8×10－2度D．11.0×10－2度解析：根据电流的转变情况，分段计算求电功W1＝I1Ut1＝0.3×220×10×60＝3.96×104W2＝I2Ut2＝0.4×220×10×60＝5.28×104W3＝I3Ut3＝0.2×220×40×60＝1.056×105则总功W＝W1＋W2＋W3＝1.98×105＝5.5×10－2度，选项B正确。答案：B2．一个阻值为2Ω的线圈在匀强磁场中转动，产生的电动势为e＝102sin20πtV，当该线圈与一阻值为8Ω的电阻组成闭合回路时，下列说法正确的是()A．t＝0时，线圈平面拉于中性面B．t＝0时，穿过线圈的磁通量为0C．电阻的热功率为16WD．用电压表测路端电压时读数为11.3V解析：由产生的电动势的表达式可知，t＝0时，电动势为零，线圈平面位于中性面，磁通量最大，故A对B错；电动势的有效值E＝10V，电阻两端的电压U＝ER＋rR＝8V，D错；由P＝U2R得P＝8W，C错误。答案：A3.如图2所示，变频交变电源的频率可在20Hz到20Hz之间调整，在某一频率时，A1.A2两只灯泡的炽热程度相同。则下列说法中正确的是()A．如果将频率增大，A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强图2B．如果将频率增大，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱C．如果将频率减小，A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强D．如果将频率减小，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱解析：某一频率时，两只灯泡炽热程度相同，应有两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过A1的电流增大，通过A2的电流减小，故B项正确；同理可得C项正确。答案：BC4．(20XX安徽高考)如图3所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为()A.BL2ω2RB.2BL2ω2RC.2BL2ω4RD.BL2ω4R图3解析：线框转动的角速度为ω，进磁场的过程用时18周期，出磁场的过程用时18周期，进、出磁场时产生的感应电流大小都为I′＝12BL2ωR，则转动一周产生的感应电流的有效值满足：I2RT＝(12BL2ωR)2R×14T，解得I＝BL2ω4R，D项正确。答案：D5.如图4所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡L1.L2和L3，输电线的等效电阻为R，原线圈接有一个理想电流表。开始时开关S接通，当S断开时，以下说法正确的是()A．原线圈两端P、Q间的输入电压减小图4B．等效电阻R上的功率变大C．原线圈中电流表示数变大D．灯泡L1和L2变亮解析：当S断开时，副线圈总电阻变大，而输入电压不变，通过R的`电流变小，由P＝I2R知，B错；由于副线圈电流变小，原、副线圈电压不变，输出功率减小，输入功率也减小，输入电流减小，C错；UMN不变，UR减小，灯泡L1与L2两端电压增大，D对。答案：D6.如图5所示为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻R＝10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若图5T1.T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压u＝2202sin100πt(V)，当用电器电阻R0＝11Ω时()A通过用电器R0的电流有效值是20AB．升压变压器的输入功率为4650WC．发电机中的电流变化频率为100HzD．当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小解析：由T2的副线圈两端电压的表达式知，副线圈两端的电压有效值为220V，电流为I＝220XXA＝20A，选项A正确；由于输电线电流I′＝204A＝5A，因此升压变压器的输入功率为P＝P线＋I2R0＝52×10W＋202×11W＝4650W，选项B正确；发电机中的电流变化频率与T2的副线圈两端电压的频率相同，也为50Hz，选项C错误；当用电器的电阻R0减小时，其消耗的功率变大，发电机的输出功率变大，选项D错误。答案：AB7.如图6所示，某理想变压器原、副线圈的匝数均可调整，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦式交变电流，在其他条件不变的情况下，为使变压器的输入功率增大，可使()A原线圈匝数n1增多图6B．副线圈匝数n2增多C．负载电阻R的阻值增大D．负载电阻R的阻值减小解析：由变压比U1U2＝n1n2及P入＝P出可得P入＝P出＝I2U2＝U22R＝(U1n2n1)2×1R＝U21n22n21R，又原线圈两端电压U1(交变电流的有效值)恒定，故选项B、D正确。答案：BD8.(20XX四川高考)如图7所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A。那()A．线圈消耗的电功率为4WB．线圈中感应电流的有效值为2AC．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4cs2πTt图7D．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝Tπsin2πTt解析：从线圈平面平行于磁感线开始计时，正弦交变电流的感应电动势的一般表达式为e＝Ecsθ，且该式的成立与转轴的位置无关(转轴平行于磁感线的情况除外)，则感应电流i＝eR＝ERcsθ，由题给条件有：1＝E2×12，E＝4V，则I＝2A，I有效＝2A，电功率P＝I2有效R＝4W，因此A正确，B错误。e＝4csωt＝4cs2πTt，即C正确。由E＝BSω＝Φ2πT得Φ＝2Tπ，故Φ＝2Tπsin2πTt，即D错误。答案：AC9.如图8所示，一只理想变压器的原、副线圈的匝数比是10∶1，原线圈接入电压为220V的照明用电，一只理想二极管和一个阻值为10Ω的电阻R串联接在副线圈上。则以下说法中正确的是()A1in内电阻R上产生的热量为1452B．电压表的读数约为15.6V图8C．二极管两端的最大电压为22VD．若将R换成一个阻值大于10Ω的电阻，则电流表读数变大解析：由U1U2＝n1n2得U2＝22V，由于二极管的单向导电性，当交变电流反向不导通时，二极管两端电压的最大值为222V，C错误，电压表的读数为R两端电压的有效值，因只有一半时间有电流通过R，由有效值定义有U22R×T2＝U2RRT，解得UR＝U22＝222V≈15.6V，B项正确。R上1分钟内产生的热量Q＝U2RR×t＝222210×60＝1452，A项正确。当R增大时，输出功