交变电流 学案课件练习

1 / 13 交变电流 学案课件练习 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 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？ 2 / 13 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、 t1时刻通过线圈的磁通量为零； B、 t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大； c、 t3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、 52AB、 5A c、 3 / 13 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； 、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（） A、 e=Emsin（ t/2 ） B、 e=2Emsin（ t/2 ） c、 e=Emsin2tD 、 e=Em/2sin2t 2、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、 5vB、 14vc、 10v 4 / 13 3、如图是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,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， E1 为直流电源， E2 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 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=， bc=ad=，磁感应强度 B=， 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5 / 13 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 abcd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、 t1时刻线圈中感应电动势最大； B、 t2时刻导线 ad的速度方向跟磁感线垂直； c、 t3时刻线圈平面与中性面重合； D、 t4、 t5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 、 /2c 、 /4D 、 /2 3、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、 0 t1B、 t1 t2 c、 t2 t3D、 t3 t4 4、在如图所示电路图中， L 为电感线圈， R 为灯泡，电6 / 13 流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压u=2202sin100tV ，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 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=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=15sin100t ，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=311sin314t，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？ 7 / 13 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= ，外电路电阻 R=95 。已知感应电动势的最大值 Em=nm 。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？ oo轴以 n=10r/s 的转速匀速转动，磁场的磁感应强度 B=， 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，8 / 13 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 B通过电阻的电流为 A c电阻消耗的电功率为 D用交流电压表测得电阻两端的电压是 5V 12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 100V B电流表示数为 2A c产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为 /s D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 u 100sin(25t)V B该交流电的频率为 25Hz c该交流电的电压的有效值为 D若将该交流电压加在阻值 R 100 的电阻两端 ,则电阻消耗的功率时 50W 14A如图 a 所示， AB 两端接直流稳压电源， UAB 100V，9 / 13 R0 40W，滑动变阻器总电阻 R 20W，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、 B 接交流稳压电源，其电 压有效值 UAB 100V， R0 40W，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 B R1两端的电压有效值是 6V c通过 R2的电流最大值是 D R2两端的电压最大值是 6V 16图 a 为某型号电热毯的电路图，将电热丝接在 u156sin120tV 的电源上，电热毯被加热到一定温度后，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 () A 156VB 110Vc 78VD 55V 10 / 13 17两个相同的灯 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 f B最大值仍为 Um，而频率小于 f c最大值大于 Um，而频率仍为 f D最大值小于 Um，而频率仍为 f 18、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 11 / 13 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 21用单位长度电阻为 r0=/m 的导线绕制一个 n=100匝、边长 a=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 0 10 -2s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： 12 / 13 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：最大值： , 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 ）， 有效值： 平均值： 2：不是 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