1、ab cdOORBtt2 t4Em0 t1 t3et4 20 0.01-3 20.020.030.04i/A5.1 交 变 流 电 学 案学习目标 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；3、理解电感、电容器对交变电流有阻碍作用的原因？ 自主学习一、交变电流的产生1、什么是中性面？2、当线圈处于中性面时，穿过线圈的磁通量 ，感应电流为 ，而当线圈垂直于中性面时，穿过线圈的磁通量为 ，感应电流 。3、线圈每转动一周，电流方向改变 次，电流方向改变时，线圈处于什么位置？我国日常生活中使用的交变电流一秒中电流方向改变 次。二、交变电流的描述1、写出正弦
2、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、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、电感、电容1、试分析电感电容器对交变电流有阻碍作用的原因？感抗与容抗与那些因素有关？有什么关系？2、扼流圈分为低频扼流圈和高频扼流圈：那低频扼流圈的作用是： ，高频扼流圈的作用是： 。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
3、；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例 2、如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值（ ）A、5 2 A B、5A C、3.5 2 A D、3.5A例 3：如图，矩形线圈面积为 s，匝数为 N，线圈电阻为 r，在磁感强度为 B 的匀强磁场中绕 OO轴以角速度 匀速转动，外电路电阻为 R。求：、写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；、如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；、当线圈由图示位置转过 900的过程中，电阻 R 上所产生的热量；
4、、当线圈由图示位置转过 900的过程中，通过电阻 R 的电荷量。针对训练1、交流发电机在工作时电动势为 e= Emsint ，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为（ ）t/Si/A020.2-20.4 0.6t/s0.1 0.2 0.310-100 0.4i/AaE1 E21 2ABCbcSab cdOORBVA、e= E msin（t/2） B、e= 2E msin（t/2）C、e= E msin2t D、e= E m/2sin2t2、一电热器接在 10v 的电源上，产生的热功率为 P,把它改接到另一正弦交变电路中，要使产生的热功率为原来的一半，如果
5、忽略电阻值随温度的变化，则该交变电流的电压的最大值为等于（ ）A、5v B、14v C、7.1v D、10v3、如图是一个正弦交变电流的 it 图象，根据这一图象，该交流电的瞬时值表达式为A,它的有效值为 A。4、如图所示，A、B、C 为三个相同的灯泡，a、b、c 为与之串联的三个元件，E 1为直流电源，E 2为交流电源。当开关 S 接“1”时，A、B 两灯均正常发光，C 灯不亮。S 接“2”时，A 灯仍正常发光，B 灯变暗，C 灯正常发光。由此可知，a 元件应是 b元件应是 c 元件应是 。5、一个面积为 S 的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场方向与轴垂直，线圈中感应电动势
6、e 与时间 t 的关系如图所示，则磁感应强度 B= ，在 t=T/12时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于 。6、如图所示，表示一交流电的电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该交流电的有效值为多少？7、如图所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数 N=100，线圈电阻r=3，ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感应强度 B=0.5T，电阻 R=311，当线圈以 n=300r/min 的转速匀速转动时，求：感应电动势的最大 值；t=0 时刻，线圈在图示位置，写出此交变电流电动势的瞬时值表达式；此电压表的示数是多少？能力训练1、如图甲中所示，一矩形线圈 ab
7、cd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量 随时间 t 变化的规律如图乙所示，下列论述正确的是（ ）A、t 1时刻线圈中感应电动势最大；B、t 2时刻导线 ad 的速度方向跟磁感线垂直；C、t 3时刻 线圈平面与中性面重合；D、t 4 、t 5时刻线圈中感应电流方向相同2、已知交变电流 i=Imsint ,线圈从中性面开始转动，转动了多长时间，其瞬时值等于有效值（ ）A、 2 / B、/ 2 C、/ 4 D、/ 23、如图， 形金属导轨水平放置，导轨上跨接一金属棒 ab，与导轨构成闭合电路，并能在导轨上自由滑动，在导轨左侧与 ab 平行放置的导线 cd 中。通有如图所示
8、的交变电流。规定电流方向自 c 向 d 为正，则 ab 棒受到向左的安培力的时间是（ ）A、0t 1 B、t 1t2来源:学科网U VALab cdOORBVC、t 2t3 D、t 3t44、在如图所示电路图中，L 为电感线圈，R 为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压 u=220 2 sin100t V，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为 100Hz，下列说法正确的是（ ）A、电流表示数增大 B、电压表示数增大C、灯泡变暗 D、灯泡变亮来源:学,科,网5、如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是（ ）A、把电介质插入电容器，灯泡变亮；B、增大电容器两
9、板间的距离，灯泡变亮；C、减少电容器两板间的正对面积，灯泡变暗；D、使交变电流频率减小，灯泡变暗6、如图所示，有一闭合的正方形线圈，匝数 N=100，边长为 10cm，线圈总电阻为 10，线圈绕 OO轴在 B=0.5T 的匀强磁场中转动，每分钟转 1500 转 ，则线圈平面从图示位置转过 30 度时，感应电动势的值是 V。7、一交流电压的瞬时值表达式为 U=15 sin100t ，将该交 流电压加在一电阻上，产生的电功率为 25W，那么这个电阻的阻值 。8、有一交流电压的变化规律为 U=311 sin314t，若将辉光电压是 220V 的氖管接上此交流电压 ，则在 1s 内氖管发光的时间为多少
10、？9、一小型发电机内的矩形线圈在匀速磁场中以恒定的角速度 绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数 n=100，穿过每匝的磁通量 随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r=5.0，外电路电阻 R=95。已知感应电动势的最大值Em=n m。其中 m为穿过每匝线圈磁通量的最大值。求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数？10、如图所示，边长为 a=10cm 的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO轴以 n=10r/s 的转速匀速转动，磁场的磁感应强度 B=0.1T，线圈的匝数 N=100 匝，电阻 r=1。线圈两端分别接在两个固定于 OO轴上且彼此绝缘的金属滑环上，外电路接有 R=9 的电阻，并接
11、有一只理想交流电压表。求：、电压表的读数；、若从线圈通过中性面开始计时，转过 900过程中，通过电阻 R 的电荷量；、在 1min 内，作用 在线圈上的外力所做的功是多少？11将阻值为 5 的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是 ( )A电路中交变电流的频率为 0.25 HzB通过电阻的电流为 A2C电阻消耗的电功率为 2.5 WD用交流电压表测得电阻两端的电压是 5 V12如图甲所示电路，电阻 R 的阻值为 50，在 ab 间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中错误的是（ ）A交流电压的有效值为 100VB电流表示数为 2AC产生该交流电的线圈
12、在磁场中转动的角速度为 3.14rad/sD如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍13一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知（ ）A该交流电的电压瞬时值的表达式为 u100sin(25 t)VB该交流电的频率为 25 HzC该交流电的电压的有效值为D若将该交流电压加在阻值 R100 的电阻两端,则电阻消耗的功率时 50 W14A如图 a 所示， AB 两端接直流稳压电源， UAB100V， R040，滑动变阻器总电阻R20，当滑动片处于变阻器中点时， C、 D 两端电压 UCD为 V,通过电阻 R0的电流为_ A。14B如图 b 所示，自耦变压器输入端 A、
13、 B 接交流稳压电源，其电压有效值UAB100V， R040，当滑动片处于线圈中点位置时， C、 D 两端电压的有效值 UCD为 V，通过电阻 R0的电流有效值为_A。15电阻 R1、 R2与交流电源按照图 1 方式连接， R1=10， R2 =20。合上开关 S 后，通过电阻 R1的正弦交变电流 i 随时间t 变化的情况如图 2 所示。则 ( ) A通过 R1的电流有效值是 1.2A B R1两端的电压有效值是 6VC通过 R2的电流最大值是 1.2 A 2D R2两端的电压最大值是 6 V16图 a 为某型号电热毯的电路图，将电热丝接在 u156sin120 t V 的电源上，电热毯被加热
14、到一定温度后，由于 P 的作用使输入的正弦交流电仅有半个周期能够通过，即电压变为图 b 所示波形，从而进入保温状态，则此时交流电压表的读数是 ( )A156 V B110 V C78 V D55 V来源 :学 *科 *网 Z*X*X*K17两个相同的灯 L1 和 L2 ，接到如图所示的电路中，灯 L1 与电容器串联，灯 L2 与电感线圈串联，当 a、 b 处接电压最大值 Um、频率 f 为的正弦交流电源时 ，两灯都发光，且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后，灯 L1 的亮度高于灯 L2 的亮度，新电源的电压最大值和频率可能是 （ ） A最大值仍为 Um ，而频率大于 fB最大值仍为 Um ，
15、而频率小于 fC最大值大于 Um ，而频率仍为 fD最大值小于 Um ，而频率仍为 f18、如图 2 所示电路中，如果交流电的电压不变而频率降低，则三盏电灯的亮度变化情况是（ ）A、三盏电灯的亮度都不变；B、 L1 的亮度变亮， L2 的亮度变暗， L3 的亮度不变；C、 L2 的亮度变亮， L1 的亮度变暗， L3 的亮度不变；D、 L1 的亮度变亮， L3 的亮度变暗， L2 的亮度不变。 19 “二分频”音箱内有高频、低频两个扬声器。音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低两个频段分离出来，送往相应的扬声器。图为音箱的简化电路图，高低频混合电流由 a、 b 端输入， L 是
16、线圈， C 是电容器。则下列判断中正确的是 ( )A甲扬声器是低频扬声器 B C 的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器C L 的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D乙扬声器中的电流的最大值一定比甲中的大20.如图 14-14 所示，边长为 L 的正方形线圈 abcd 的匝数为 n，线圈电阻为 r，外电路的电阻为 R，ab 的中点和 cd 的中点的连线 OO恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为 B，现在线圈以 OO为轴，以角速度 匀速转动，求：闭合电路中电流瞬时值的表达式线圈从图示位置转过 90的过程中电阻 R 上产生的热量线圈从图示位置转过 90的过程中通过 R 的电荷量电阻 R 上的最大电压来源:
17、Z&xx&k.Com21用单位长度电阻为 r0=0.05/m 的导线绕制一个 n=100 匝、边长 a=0.20m 的正方形线圈，线圈两端与阻值 R=16 的电阻连接构成闭合回路，如图甲所示。线圈处在均匀磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度 B 的大小随时间变化的关系如图乙所示。求：（1）在 01.010-2 s 时间内，通过电阻 R 的电荷量；（2）1min 内电流通过电阻 R 所产生的热量；（3）线圈中所产生的感应电流的有效值。交流电学案答案自主学习： 一、交变电流的产生1：线圈平面与磁场垂直时的平面叫做中性面2：最大，零，零，最大。3：2，中性面，100。二、交变电流的描述1：最大
18、值： ,NBSEm瞬时值：从线圈转至中性面开始计时 （从转至平行磁感线开始计时tNBSesin） ，tSecos有效值： 来源:学.科.网，mm70.2平均值： tNE2： 不是，mm70.3：有效值：通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表读数；交流电器的额定电压、额定电流，保险丝的电流等都是指有效值，求解 交流电产生的热量问题时用有效值。最大值：电容器的耐压值是最大值平均值：若计算通过电路某一截面的电量,需用电流的平均值三、电 感、电容1:52：通直流，阻交流，通低频，阻高频。典型例题：例 1：D 例 2：B )()(4cos322 CrRNSqJrRSBNQVteVEm ： 例 针对训练：1：C，2：D， ，4：a 电阻，b 电感线圈，c 电Ati25sn3：容5:ACD， A56：能力训练：1：BC，2：C， 3：AC ， 4：BC， 5：ACD， V5.126：7：4.5 ，8：0.5s，9： A2，10： ；0.01C； ，11:C，12：C，13：BD，14：80V、2A，15：BD， V.0J116：C， 17：A ，18：B ，19：AB ，20：21：
