高中教材 交流电
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高中课程交流电知识点总结1. 电的定义电是一种基本物理现象,是指物质内部或外部的电荷产生的相互作用,其形式包括静电和动电。
2. 电荷电荷是物质中存在的基本物理量,分为正电荷和负电荷,同种电荷相互斥,异种电荷相互吸引。
3. 电荷传递电荷传递分为导体中的自由电子传递和绝缘体中的带电之间的传递。
4. 电场电荷周围存在电场,电场可以描述电荷之间的相互作用力,它的方向与电荷的正负有关。
5. 电位移电场中的电势能在空间传播,称为电位移。
二、静电学1. 静电荷物体带有静电荷时,会产生静电场,其大小与电荷量成正比,与距离平方成反比。
2. 静电感应静电感应是指在电场中,由于电荷的作用,物体间会产生电势差,导致电荷移动。
3. 静电放电静电放电是指带有静电的物体在适当的条件下会放出电荷,产生电流。
三、电流学1. 电流在导体中,电荷受到电场力作用而移动产生的物理现象,称为电流,单位是安培(A)。
2. 电阻导体对电流的阻碍作用称为电阻,单位是欧姆(Ω),其大小与导体材料、长度、截面积和温度有关。
3. 电压电压是指电荷在电场中受到的电势差,单位是伏特(V)。
4. 电源电源是供给电路中各元件电能的装置,可以是直流电源或交流电源。
5. 电路电路是由电源、电阻和导线构成的电子器件,是电流从电源到负载的路径。
6. 串联电路和并联电路串联电路是指电路中各元件依次由一端连接在一起,而并联电路是指各元件的一端相连,另一端也相连。
7. 驻流电路、非驻流电路和混合电路驻流电路是指电路中电流大小不变,而非驻流电路是指电流大小会随时间变化。
混合电路是同时包含驻流和非驻流电路的电路。
8. 电功率电功率是指电路中消耗的能量与时间的比值,单位是瓦特(W)。
四、电磁感应1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是指导体内或磁场中存在相对运动时,会在导体中产生感应电动势。
2. 感应电动势感应电动势是由变化的磁场和导体间的相对运动产生的电动势。
3. 涡流导体中产生的感应电流,称为涡流,会产生磁场,对外产生磁场力。
教学设计一、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。
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及中性面的准确含义。
(二)过程与方法1.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。
2.培养学生运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,培养良好的学习习惯,体会运用数学知识解决物理问题的重要性。
二、教学重点:交变电流产生原理和变化规律,中性面,瞬时值,峰值。
三、教学难点:对交变电流产生原理的理解及应用。
解决办法:通过对矩形线圈在匀强磁场中匀速转动一周的实物演示,立体图结合侧视图的分析、特殊位置结合任一位置分析使学生了解交变电流的大小和方向是如何变化的.通过侧视图分析线圈运动方向与磁场方向之间关系,利用导体切割磁场线方法来处理,使问题容易理解.四、教学方法:讲授法、演示实验、小组讨论、多媒体展示五、教学用具:交流发电机模型、演示电流表、多媒体资源六、教学过程:课前:学生预习相关内容,制作线框备用一、创设情境,导入新课。
上节课我们研究了交流电的特点并用示波器观察了生活中所用正弦式交流电的波形,那么这种电流是怎样产生的,这就是这节课的学习内容。
二、展示目标1.认识并了解交流发电机2.知道交变电流的产生过程和两个特殊位置的特点3.能用图像描述正弦式交流电三、知识回顾教师:感应电流产生的条件?学生回答:(1)闭合电路(2)磁通量发生变化四、学习过程:教师提出问题:在匀强磁场有一闭合金属线圈,线圈怎样运动才能产生感应电流?学生设计:让矩形线圈在匀强磁场中匀速转动.教师提出问题:电流是怎样产生的?学生回答:闭合线圈在匀强磁场中转动时产生的磁通量发生变化。
学生爬黑板画出截面图,教师引导学生说出是哪条边在切割磁感线运动:线圈ab、cd在切割磁感线,而bc、da始终与磁感线方向平行,因而不产生感应电动势,只起导线作用。
高中交流电有效值公式(一)高中交流电有效值公式在高中物理课程中,学生们学习了交流电的概念和相关特性。
其中,交流电的有效值是一个重要的概念,用于描述交流电的平均功率。
交流电的有效值交流电的有效值是交流电流或电压的有效值或平均值的大小。
在交流电中,电流和电压随时间变化,呈正弦曲线。
有效值是指在这个变化过程中,交流电流或电压的大小。
交流电的公式在分析交流电时,有一些常用的公式是非常有帮助的。
下面列举了几个与高中交流电有效值有关的公式:1.电压有效值公式:U eff=max√2–U eff:电压有效值–U max:电压的最大值2.电流有效值公式:I eff=max√2–I eff:电流有效值–I max:电流的最大值3.交流电功率公式:P=U eff×I eff–P:功率–U eff:电压有效值–I eff:电流有效值举例说明假设有一个交流电源的电压为220V,电流的最大值为10A。
现在我们来计算这个交流电的有效值和功率。
1.计算电压的有效值: $U_{eff} = $2.计算电流的有效值: $I_{eff} = $3.计算交流电的功率: $P = $因此,这个交流电的有效值为,功率为。
通过以上的例子,我们可以看到,使用交流电有效值公式可以很方便地计算交流电的相关参数,帮助我们更好地理解和分析交流电的特性。
以上是关于高中交流电有效值公式的简介和说明。
交流电的有效值是一个重要的概念,通过公式的运算可以计算出交流电的相关参数,加深对交流电特性的理解。
希望这篇文章对学生们在学习和掌握高中物理知识时有所帮助。
高中物理交流电知识点在高中物理中,交流电是一个重要的知识点。
它不仅在理论上具有一定的深度和复杂性,而且在实际生活中有着广泛的应用。
接下来,让我们一起深入了解一下高中物理交流电的相关知识。
一、交流电的基本概念交流电,顾名思义,是指电流的大小和方向随时间周期性变化的电流。
与直流电不同,直流电的电流方向始终保持不变。
在交流电中,电流完成一次周期性变化所需要的时间称为周期,用 T 表示,单位通常是秒(s)。
而交流电在 1 秒钟内完成周期性变化的次数称为频率,用 f 表示,单位是赫兹(Hz)。
周期和频率的关系是:f = 1/T 。
我国民用交流电的频率是 50Hz ,周期为 002 秒。
这意味着电流的方向和大小在每 002 秒就会完成一次周期性的变化。
二、交流电的产生交流电通常是通过交流发电机产生的。
交流发电机的主要部件是电枢和磁极。
电枢在磁场中旋转,切割磁感线,从而产生感应电动势。
由于电枢旋转时,切割磁感线的方向不断变化,所以产生的感应电动势的方向也随之周期性变化,从而形成了交流电。
在正弦式交流电中,感应电动势的大小可以用公式 E =nBSωsinωt来表示。
其中,n 是线圈的匝数,B 是磁感应强度,S 是线圈的面积,ω 是角速度。
三、交流电的图像交流电的变化规律可以用图像来直观地表示。
最常见的是正弦交流电的图像,它是一条正弦曲线。
在图像中,横坐标表示时间 t ,纵坐标表示电流 i 或电压 u 。
通过图像,我们可以清楚地看到交流电的周期性变化,包括最大值、最小值、周期和相位等信息。
四、交流电的表达式正弦交流电的电流和电压可以用以下表达式来表示:电流:i = Iₘsin(ωt +φ₁)电压:u = Uₘsin(ωt +φ₂)其中,Iₘ和 Uₘ分别是电流和电压的最大值,也称为峰值;ω 是角频率,ω =2πf ;φ₁和φ₂分别是电流和电压的初相位。
五、交流电的有效值由于交流电的大小和方向不断变化,为了方便衡量交流电的做功能力,引入了有效值的概念。
高中物理交流电教案教学目标:1. 了解交流电的基本概念和特点;2. 掌握交流电的描述形式及其计算方法;3. 能够应用所学知识解决交流电相关问题。
教学内容:1. 交流电的基本概念及特点;2. 交流电的描述形式:正弦函数表示;3. 交流电的计算方法:有效值、峰值、频率、周期等。
教学重点:1. 交流电的基本概念和特点;2. 交流电的描述形式及计算方法。
教学难点:1. 正弦函数表示交流电的描述形式;2. 有效值、峰值、频率、周期的概念及其计算方法。
教学准备:1. 教案、课件、习题册等教学资料;2. 实验设备及实验材料。
教学过程:一、导入新课(5分钟)通过提出问题或展示一个实际案例,引入交流电的概念,激发学生的学习兴趣。
二、讲授交流电的基本概念和特点(15分钟)1. 介绍交流电的定义和特点;2. 分析直流电和交流电的异同点。
三、讲解交流电的描述形式(20分钟)1. 解释正弦函数表示交流电的原理;2. 讲解交流电的有效值、峰值、频率、周期等概念。
四、进行实验演示(15分钟)通过实验演示,让学生观察交流电的波形变化,加深对交流电特点的理解。
五、学生练习(15分钟)让学生进行相关练习,巩固所学知识。
六、课堂小结(5分钟)对本节课的重点内容进行总结,并展示下节课的预习内容。
教学反思:本节课主要介绍了交流电的基本概念和特点,通过讲解描述形式和实验演示,让学生更好地理解交流电的本质。
在教学过程中,需要注重引入实际案例和生活中的应用,以提高学生的学习兴趣和主动性。
同时,通过巩固练习和课堂小结,加深学生对交流电知识的理解和掌握,提高教学效果。
1.关于正弦式交变电流的有效值和峰值,下列说法正确的是
A .通常所说的家庭电路的电压为220 v ,指的是峰值
B .使用交变电流的电气设备所标的电压、电流值都是峰值
C .交流电压表和交流电流表测量的都是交变电流的有效值
D
2.一台交流发电机的输出电压是220 V ,产生的交变电流频率是60 Hz 。
将一只在我国照明线路上使用的“PZ
220—40”的灯泡接在这样的发电机上,结果是
A .亮一些
B .暗一些
C .一样亮
D .要烧毁
3.右图表示一交流电的电流随时间而变化的图像,此交流电流的有效值是.
(A )25A (B )5A (C )25.3 A (D )3.5A
4. 一个用电热器接在10V 的直流电源上,产生一定大小的热功率.现把它改接到正弦交流电源上,要使它产生的热功率是原来的一半(忽略电阻随温度的变化),则正弦交流电压的峰值应是.
(A )5V (B )14V (C )10V (D )17.3V
5. 如图所示,在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ,转轴O 1O 2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 。
那么
A.线圈消耗的电功率为4W
B.线圈中感应电流的有效值为2A
C.任意时刻线圈中的感应电动势为e=4cos
2t T
π D. 任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=T πsin 2t T π 6.如图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 ;线框的发热功率为 ;线框转入磁场的过程中通过O 点的电量是 。
7. 一理想变压器,原线圈输入电压为220V 时,副线圈的输出电压为22V .如将副线圈增加100匝后,则输出电压增加到33V ,由此可知原线圈匝数是_______匝,副线圈匝数是_______匝.
8.如图所示,一个理想变压器原、副线圈匝数之比n 1∶n 2=10∶1,在原线圈ab 两端加上电压为2202sin100πt V 的正弦交变电流,当原线圈中ab 两端的电压为100 V 的瞬间,副线圈两端理想交流电压表的读数为
A .220 V
B .22 2 V
C .22 V
D .10 V
9.一种常见的调节电扇转动快慢的方法是将电扇与调速器串联后接到交流电源上,调速器是可调节匝数的线圈,当它的旋钮从1位置经2、3、4位置转到5位置,线圈的匝数不断增多。
为使电扇转得最快,则调速器的旋钮应打在
A.1位置
B.2位置
C.3位置
D.5位置
10. 如图示,在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈,上线圈两端
u=51sin314tV的交流电源相连,将下线圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可
能是
A. 2.0V
B. 9.0V
C. 12.7V
D. 144.0V
11. 如图10所示, 甲图中的变压器为理想变压器, 其原线圈接到U = 220V的民
用交流电源上, 副线圈与阻值为R A的电阻接成闭合电路; 乙图中阻值为R B的电
阻直接接到电压U = 220V的民用交流电源上, 结果发现R A与R B消耗的电功率
恰好相等, 则可知变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2为。
12.如图所示为一理想变压器,在原线圈输入电压不变的条件下,要提高变压器的输入功率,可采用的方法是
A.只增加原线圈的匝数
B.只增加副线圈的匝数
C.只减小用电器R1的电阻
D.断开开关S
13.如图所示,M是一小型理想变压器,接线柱a、b接在电压u=311sin314t(V)的正弦交流电源上,变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器,电流表A2为值班室的显示器,显示通过R1的电流,电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R3为一定值电阻。
当传感器R2所在处出现火警时,以下说法中正确的是
A.A1的示数不变,A2的示数增大
B.V1的示数不变,V2的示数减小
C.V1的示数不变,V2的示数增大
D.A1的示数增大,A2的示数减小
14. 正弦交流电源与电阻R1、R2、交流电压表按图甲所示的方式连接,R1=20Ω,R2=10Ω,交流电压表的示
数是20V. 图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象,则
A.通过R1的电流i1随时间t变化的规律是i1=2 2 cos10πt(A)
B.通过R1的电流i1随时间t变化的规律是i1=2cos100πt(A)
C.R2两端的电压u2随时间t变化的规律是u2=20cos10πt(V)
D.R2两端的电压u2随时间t变化的规律是u2=20cos100πt(V)
15. 某水电站,用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km 外的用户,其输出电功率是3⨯106KW 。
现用500kV 电压输电,则下列说法正确的是
A. 输电线上输送的电流大小为2⨯105A
B. 输电线上由电阻造成的损失电压为15kV
C. 若改用5kV 电压输电,则输电线上损失的功率为9⨯108KW
D. 输电线上损失的功率为ΔP =U 2/r ,U 为输电电压,r 为输电线的电阻
16. 图甲左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中R=55Ω, A 、V 为理想电流表和电压表,若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压,电压表的示数为110V ,下列表述正确的是
A .电流表的示数为2A
B. 原、副线圈匝数比为1:2
C . 电压表的示数为电压表的有效值
D. 原线圈中交变电压的频率为100Hz
17. 为保证用户电压稳定在220V ,变电所需适时进行调压,图甲为变压器示意图。
保持输入电压u 1不变,当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压。
某此检测得到用户电压u 2随时间t 变化的曲线如图乙所示。
以下正确的是
A 、V t u )50sin(21902π=
B 、V t u )100sin(21902π=
C 、为使用户电压稳定在220V ,应将P 适当下移
D 、 为使用户电压稳定在220V ,应将P 适当上移
18. 如图:理想变压器原线圈与10V 的交流电源相连,副线圈并联两个小灯泡a 和b ,小灯泡a 的额定功率为0.3w ,正常发光时电阻为30Ω,已知两灯泡均正常发光,流过原线圈的电流为0.09A ,则可计算出原、副线圈的匝数比为_____,流过灯泡b 的电流为___,
19.如图所示,ab 、cd 为两根水平放置且相互平行的金属轨道,相距L ,左右两端各连接一个阻值均为R 的定值电阻,轨道中央有一根质量为m 的导体棒MN 垂直放在两轨道上,与两轨道接触良好,棒及轨道的电阻不计。
整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B 。
棒MN 在外驱动力作用下做简谐运动,其振动周期为T ,振幅为A ,通过中心位置时的速度为v 0。
则在棒经过中心位置时,驱动力对棒做功的功率为 ,在一个周期内,驱动力对棒做功的功率为 ,
20. 某居民家中的电路如图,开始时各部分工作正常,将电饭煲的插头三孔插座后,正在烧水的电热壶突然不能正常工作,但电灯仍正常发光。
拔出电饭煲的插头,把测电笔分别插入插座的左、右插孔,氖管均能发光,则
A .仅电热壶所在的C 、D 两点间发生了断路故障
B .仅电热壶所在的
C 、
D 两点间发生了短路故障
C .仅导线AB 间断路
D .因为插座用导线接地,所以发生了上述故障
21.氖灯接入频率为f =50Hz ,电压有效值U =120V 的正弦交流电路中共10min .若氖灯点燃和熄灭时的电压均为120V ,试求氖灯亮的时间.
22.如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为1:5,原线圈两端的交变电压为V u t π= 氖泡在两端电压达到100V 时开始发光,下列说法中正确的有
A .开关接通后,氖泡的发光频率为100Hz
B .开关接通后,电压表的示数为100 V
C .开关断开后,电压表的示数变大
D .开关断开后,变压器的输出功率不变
23.用均匀导线弯成正方形闭合线框abcd ,线框每边长8.0cm ,每边的电阻值为0.010Ω.把线框放在磁感应强度B =0.050T 的匀强磁场中,并使它绕轴OO /以ω=100rad /s 的角速度旋转,旋转方向如图所示.已知轴OO ′
在线框平面内,并且垂直于B ,O /c =3O /b ,Od =3Oa ,.求:(1)当线框平面转至和B 平行的瞬时(如图中所示),U ab
的值。
(2)线圈中电流强度的有效值.(3)线圈从这个位置转过900的过程中,通过导线某个横截面的电量
24.如图所示,两条平行、光滑的金属导轨竖直放置,导轨足够长,其间有与导轨平面垂直的匀强磁场。
金属杆ab 沿导轨下滑,下滑过程中始终与导轨接触良好。
金属杆、导轨、电流表A 1和理想变压器原线圈构成闭合回路,副线圈、电阻R 和电流表A 2构成另一闭合回路。
金属杆ab 的电阻为r ,导轨和导线电阻均不计。
现让金属杆ab 从静止开始释放,在其下滑的过程中
A .A 1、A 2的示数均可能为零
B .A 1 的示数不可能为零,A 2的示数可能为零
C .金属杆ab 一直做加速运动
D .金属杆ab 上消耗的电功率一定等于电阻R 上消耗的电功率。