交变电流测试题
一．选择题。
1. 如图所示是一个三输入端复合门电路，当C端输入1，输出端
Y输出1时，A、B 端的输入分别可能是（）
A、0、0
B、0、1
C、1、0
D、1、1
2．一矩形线圈，绕垂直于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的变化规律如图所示，下列说法中正确的是（）
A．t1时刻通过线圈的磁通量为零
B．2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大
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转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大
3．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是（）
A．线圈平面每经过中性面，感应电流的方向就改变一次，感应电动势不变
B．线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向就改变一次
C．线圈平面每经过中性面，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次
D．线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次，感应电动势方向改变一次
4、交流发电机的线圈转至线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是（）
A.磁场方向和线圈平面平行
B.电流将改变方向
C.线圈产生的感应电动势最大
D.线圈的磁通量最小
5、当交变电流发电机的线圈平面与磁感线成60°角时，电流瞬时值为0.5A，则该电流的有效值是（）
A．1A B. A
C. A D． A
6、两个相同的电阻分别通过如图所示的两种电流，则在开始的半个周期内产生的热量之比Q A ∶Q B ＝_______；在一个周期内产生的热量之比 Q A ′∶Q B ′ ＝________ 。
7．如图甲为电热毯的电路示意图。电热毯接在u =311sin100πt （V ）的电源插座上。电热毯被加热到一定程度后，由于装置P 的作用，使加在电热丝ab 两端的电压变为如图乙所示的波形，从而进入保温状态。若电热丝电阻保持不变，此时图甲中交流电压表读出交流电的有效值是（ ）
A ．156V
B ．220V
C ．311V
D ．110V
8．下列说法中正确的有： （ ） A ． 交流电电器设备上标明的是电压、电流的最大值 B ． 电容器上标明的电压是有效值
C ． 交流电压表和电流表测出的是瞬时值
D ． 220V 交流电的电压有效值是220V
9、在某交流电电路中，有一个正在工作的变压器，它的原线圈匝数6001=n 匝，电源电压为2201=U V ，
原线圈串联一个0.2A 的保险丝，副线圈1202=n 匝，为保证保险丝不被烧断，则：（ ） A 、负载功率不能超过44W ；B 、副线圈电流最大值不能超过1A ；
C 、副线圈电流有效值不能超过1A ；
D 、副线圈电流有效值不能超过0.2A
10、交变电流电源的电压是6v ，它跟电阻 R 1 、R 2 及电容器C ，电压表一起连接组成。电路如图所示。图中电压表的读数为U 1，为了保证电容器 C 不被击穿，电容器的耐压值为U 2 ，则（ ）
A.U1＝6V
B.U2＝6V
C.U1＝6V
D.U2＞6V
11.矩形线圈在磁场中匀速转动产生的交变感应电动势为ε＝εm sinωt，若将线圈的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则产生的电动势为______。
12、6．在变电站，经常要用交流电表去检测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如下图中，能正确反应其工作原理的是（）
13．在交流电电路中，如果电源电动势的最大值不变，频率可以改变，在如图所示电路的a、b两点间逐次将图中的电路元件甲、乙、丙单独接入，当使交流电频率增加时，可以观察到下列论述的哪种情况（）
A．A1读数不变，A2增大，A3减小
B．A1读数减小，A2不变，A3增大
C．A1读数增大，A2不变，A3减小
D．A1，A2，A3读数均不变
14．关于电感对交变电流的影响，下述说法中正确的是（）
A．电感不能通过直流电流，只能通过交流电流
B．电感对各种不同频率的交变电流的阻碍作用相同
C．同一只电感线圈对频率低的交变电流的阻碍作用较大
D．同一只电感线圈对频率高的交变电流的阻碍作用较大
15．在电能远距离输送中，为减小输电导线的功率损失△P，下列说法中正确的是：（）
A．根据I=U/R，只要减小输送电压，就减小了输送电流，△P也就减小了
B．根据U=IR，要减小输送电流I，只要减小输送电压U即可
C．根据I=U/R，增大输送电压U，输送电流I随之增大，△P也就增大
D．以上说法都不对
16.用测电笔试通有交变电流的电气设备的金属外壳时，发现测电笔的氖管发光，其原因是：
（）
A．一定是与电源相连的机心和金属外壳间绝缘不良漏电所致
B．一定是与电源相连的机心和金属外壳间所构成的电容放电所致
C ． 一定是有电源接到了金属外壳上 可能是该设备的金属外壳没有接地
17．在一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列哪些物理量不一定相等（ ） A ．交变电流的频率 B ．磁通量的变化率 C ．电功率 D ．电流的有效值
18、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为N 1: N 2=3:1，图中四个灯泡完全相同，当 L 2、L 3、L 4正常发光时，则L 1（ ）
A.一定正常发光
B.实际功率小于额定功率
C.实际功率大于额定功率
D.条件不足无法确定
19、一理想变压器，原线圈匝数为N 1，两个副线圈的匝数分别为N 2、N 3，三个线圈中的电流 分别为I 1、I 2、I 3，电压分别为U 1、U 2、U 3，如图所示，下面关系中正确的是（ ）
A.2121N N U U =；3131N N U U =
B. 1221N N I I =；1331N N I I =
C.332211U I U I U I +=
D.332211I N I N I N +=
20、理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L 1和L 2，输电线的等效电阻为R ，开始 时，开关S 是断开的，如下图所示，在S 接通后，以下说法错误的是（ ） A. 灯泡L 1两端的电压减小 B. 通过灯泡L 1的电流增大 C. 原线圈中的电流增大
D. 变压器的输入功率增大
21．下列器件中应用光敏传感器的是
A ．光电鼠标器
B ．火灾报警器
C ．测温仪
D ． 电子秤 22．下列说法正确的是
A ．热敏电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量；
B ．话筒是一种常用的声波传感器，其作用是将电信号转换为声信号；
C ．电子秤是把力转换为电压这个电学量；
D ．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断。 23．（2007年广东）压敏电阻的阻值随所受的压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图6（a ）所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图6（b ）所示，下列判断正确的是 A ．从t 1到t 2时间内，小车做匀速直线运动； B ．从t 1到t 2时间内，小车做匀加速直线运动； C ．从t 2到t 3时间内，小车做匀速直线运动； D ．从t 2到t 3时间内，小车做匀加速直线运动；
～
n 1 n 2 L
1 L
2 L
3 L
4 U
N N 1
N 2
a
b
c
d ψ
V
O`
O R
B
24．一矩形线圈，面积是0.05m 2
，共100匝，线圈电阻为2Ω，外接电阻为R =8Ω，线圈在磁感应强度为π1=B T 的匀强磁场中以300r/min 的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示，若从中性
面开始计时，求：
（1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式。
（2）线圈从开始计时经1/30s 时，线圈中电流的瞬时值。 （3）外电路电阻R 两端电压的瞬时值表达式。
25、（16分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T ，边长L=10cm 的正方
形线圈abcd 共100匝，线圈电阻r=1Ω。线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO`
匀速转动，角速度ω=2πrad/s ，设电路电阻R=4Ω。求： 错误！未找到引用源。、转动过程中感应电动势的最大值； 错误！未找到引用源。、由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过600角时的瞬时感应电动势； 错误！未找到引用源。、由图示位置转过600角的过程中产生的平均感应电动
势；
错误！未找到引用源。、交流电表的示数； 错误！未找到引用源。、转动一周外力做的功。
26．边长为a 的N 匝正方形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈的电阻为R 。
（1）求线圈从中性面开始转过90°角的过程中产生的热量。
（2）求线圈从中性面开始转过90°角的过程中，通过导线截面的电量。
27．一台降压变压器原副线圈匝数之比为4∶1，供照明电路用电，原线圈所加交变电压
)100sin 1410(1πt u =V ，照明电路连接导线的总电阻R =1.0Ω，问能使多少盏“220V ，40W ”的电
灯正常发光？
A E R
压敏电阻
v
I
t
t 1
t 3
t 2
28．有一条河流，河水流量为4m 3/s ，落差为5m ，现利用它来发电，使用的发电机总效率
为50％，发电机输出电压为350V ，输电线的电阻为4Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5％，而用户所需要电压为220V ，求所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比．变压器为理想变压器输电线路如图8所示．
29．（8分）某交流发电机输出功率为5×105 W ，输出电压为U =1.0×103 V ，假如输电线的总电 阻R =10Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U =380 V . （1）画出输电线路的示意图.（标明各部分的符号）
（2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？（使用的变压器是理想变压器）
30．如图所示为一种加速度仪的示意图。质量为m 的振子两端连有劲度系
数均为k 的轻弹簧，电源的电动势为E ，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R ，有效长度为L ，系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中。求：
⑴系统的加速度a （以向右为正）和电压表读数U 的函数关系式。 ⑵将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？
⑶若电压表指针指在满刻度的3/4位置，此时系统的加速度大小和方向如何？
31.黑箱上有三个接线柱A 、B 、C 如图所示，已知里面装的原件只有两个（可能是电池、电阻或二极管），并且两个接线柱之间最多只有一个元件，现测量结果如下：
（1）A 、B 、C 三点间均无电压。
（2）用欧姆档测量，A 、C 间正反接阻值不变。
（3）用欧姆档测量，黑表笔接A 点，红表笔接B 点，有阻值。
（4）用欧姆档测量，黑表笔接C 点，红表笔接B 点有阻值，阻值比（2）中的大；反接阻值最大。画出两原件接法
图
12
第一节交流电的产生和变化规律 一、交变电流： 如图15-1 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，但切割边都未切割磁感线，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：从中性面开始计时，则e=NBSωsinωt 。用εM表示峰值
εM =NBS ω 则e=εM sin ωt 在纯电阻电路中,电流I=R R e m ε=sin ωt=I m sin ωt ，电压u=U m sin ωt 。 4、交流发电机 （1）发电机的基本组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）②用来产生磁场的磁极 （2）发电机的基本种类①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子 第二节 表征交变电流的物理量 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x 表示，e i u
②峰值：即最大的瞬时值 用大写字母表示，U m Ｉm εm εm = nsB ω Ｉm =εm / R 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 εm =NBS ω，即仅由匝数N ，线圈面积S ，磁感强度B 和角速度ω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ε= 2m ε I=2 m I U=2m U 。 注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= 2 m ε，U=22m m I I U =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I=I m 。 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。
交流电 知识点一：正弦交变电流的变化规律 正弦交变电流的电动势、电压和电流随时间变化的规律可用下列各式表示： ①sin m e E t ω =②sin m u U t ω =③sin m i I t ω = 对以上三个关系式，应注意： （1）最大值E m与线圈的匝数、线圈的面积、磁场的磁感应强度及线圈转动的角速度有关，关系式为E m= 。 定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流 线圈在匀强磁场中绕于磁场方向的轴匀速转动 中性面：B S ⊥，E= // B S时， m E= 两个特殊位置 产生 最大值： m E nBSω = 从中性面开始计时e= 从// B S开始计时e= 瞬时值表达式 有效值：对正弦交流电/m E E = 平均值：E= 周期和频率：变化快慢→角速度ω，频率f，周期T，ω=f=2π/ T 电感L“通流、阻流”，“通频、阻频” 电容C“隔流、通流”，“通频，阻频” 感抗和容抗 表征的物理量 结构 原理：电磁感应 升压变压器 降压变压器 自耦变压器 电流互感器 电压互感器 常见的变压器 12 12 U U n n = 基本公式（如有多个副线圈则有11 n I=） 1 2 I I = 12 P P = 理想变压器 远距离输电：为减少电能和电压损失，通过提高输电电压减小输电电流 交变电流
（2）正弦交变电流的变化规律与线圈的形状 关，转动轴通常与磁感线 。 （3）我们说线圈处于中性面位置，就是说线圈平面跟磁感线 。该时刻穿过线圈的磁通量最 ，而感应电动势为 ，因为这时穿过线圈磁通量的变化率为 ，线圈每经过一次中性面，交流电的电流方向改变 次。 知识点二：正弦交变电流的图象 正弦交变电流随时间的变化情况可以从图象上表示出来，图象描述的是交变电流随时间变化的规律，它是一条正弦曲线，如图所示，从图中我们可以找出正弦交变电流的最大值 、周期 ，也可以根据线圈在中性面时感应电动势e 为零、感应电流i 为零、线圈中的磁通量最大的特点，找出线圈旋转到中性面的时刻，即线圈中磁通量最大的时刻是 时刻、 时刻和 时刻。也可以根据线圈旋转至平行于磁感线时，感应电动势最大、线圈中感应电流最大和磁通量为零的特点，找出线圈平行于磁感线的时刻是 时刻和 时刻。 知识点三：最大值、有效值和平均值的应用 （1）求电功、电功率、焦耳热以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用 值计算，正弦交流电的有效值为m I I =。其他交变电流的有效值只能根据有效 值的定义来计算。 （2）求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用 值，q It =，平均值的计算须用E n t ?Φ =?和E I R =计算，切记122 E E E +≠，平均值不等于有效值。 （3）在考虑电容器的耐压值问题时，则应根据交流电的 值。 （4）有效值与平均值的含义不同：有效值是对能的平均结果，平均值是对时间的平均值。 知识点四：电感和电容对交流电的作用 电感是“通 流、阻 流，通 频、阻 频”。
专题一 交变电流的产生和图像 1、将阻值为5Ω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 Hz B C ．电阻消耗的电功率为2.5 W D ．用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V 2、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25 Hz 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 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W 3、正弦交变电源与电阻R 、交流电压表按照图1所示的方式连接，R =10Ω，交流电压表的示数是10V 。图2是交变电源输出电压u 随时间t 变化的图象。则 （ ） A.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos100πt (A) B.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos50πt (V) C.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =52cos100πt (V) D.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =52cos50πt (V) 4、如图所示，同轴的两个平行导线圈M 、N ，M 中通有图象所示的交变电流，则（ ） A.在t 1到t 2时间内导线圈M 、N 互相排斥 B.在t 2到t 3时间内导线圈M 、N 互相吸引 C.在t 1时刻M 、N 间相互作用的磁场力为零 D.在t 2时刻M 、N 间相互作用的磁场力最大 5、在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为r =1m 、电阻为R =3.14Ω的圆形线框，当磁感应强度B 按图示规律变化时（以向里为正方向），线框中有感应电流产生。⑴画出感应电流i 随时间变化的图象（以逆时针方向为正）。 ⑵求该感应电流的有效值。 /s -2s U -U
交流电的有效值和平均值 交流电流的有效值按电流的热效应来规定，定义为： 因此，有效值也叫均方根值．有效值的意义是：在一个周期的时间内，交流电流通过电阻R产生的热量与稳恒电流通过同一个电阻产生的热量相等．或者说，就电流通过电阻产生的热量说，（变化）与（稳定）等效． 类似地，交流电压、交流电动势的有效值定义为： 不同波形的交流电，有效值与最大值的关系不同． 对正弦交流电，，由定义得： = 即正弦交流电的有效值等于最大值被除． 对下图所示的方波说，由定义显然可得有效值与最大值相等．
对下图所示的三角波和锯齿波说，由定义可得有效值等于最大值被除．． 交流电在一个周期内的平均值为零，而技术上应用的交流电的平均值是指在一个周期内交流电的绝对值的平均值．也等于交流电在正半个周期内的平均值． 即： = ， = ， = 不同波形的交流电，平均值与最大值的关系不同． 对正弦交流电，由定义得： = = = 0×637Im 正弦交流电的有效值与平均值之比为：
． 对于方波： 对于三角波、锯齿波，由定义得： = 交流电的有效值与平均值是两个不同的概念，一般说，有效值比平均值大． 实用上用得最多的交流电是正弦交流电．交流电的最大值、有效值、平均值中，有效值用得最多．这是因为我们在讨论交流电的平均功率时很自然地要引用 有效值的概念．对正弦交流电，设：， 则： = = = 所以： = = 由此可见，从计算交流电的平均功率上看，交流电的有效值与稳恒电流的值相当． 我们常用磁电式电表指针偏转的角度正比于通过偏转线框的电流强度．对单向脉动电流说，指针偏转角度正比于电流的平均值．在磁电式电表上加接整流二极管用来测量交流电流时，电表真正测量的是交流电流的平均值．因为有效值用得最多，几乎所有的交流电表的表盘都是按
交变电流知识点总结 一、交变电流 1定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，称为交变电流，简称交流，用符号“~”表示。 2特点：电流方向随时间做周期性变化，是交流电最主要的特征，也是交流电与直流电最主要的区别。 3、正弦式交变电流 交流电产生过程中的两个特殊位置 图像
4、描述交变电流的物理量 4.1周期和频率 （1）周期：交变电流完成一次周期性变化所需要的时间叫做交变电流的周期，用符号T表示，其单位是秒（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，用符号f表示，其单位是赫兹（Hz）。 5、解题方法及技巧 5.1正弦交变电流图像的信息获取 ? ? → ? ? ?? → ? ? ? ?→ ? ? 直接读取：最大值、周期 最大值有效值 图像信息 间接获取周期频率、角速度、转速 瞬时值线圈的位置 5.2交变电流有效值的求解方法 （1）对于按正（余）弦规律变化的电流，可利用交变电流的有效值与峰值的关系求解，即E=、U、I= （2）对于非正（余）弦规律变化的电流，可从有效值的定义出发，由热效应的“三同原则”（同电阻、同时间、同热量）求解，一般选一个周期的时间计算。 5.3交变电流平均值和有效值的区別 求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，q It =。平均值的计算需用E t Φ ? = ? 和
E I R = 。切记122E E E +≠，平均值不等于有效值。 三、变压器和远距离输电 1、变压器的构造 如图甲所示为变压器的结构图，它是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。跟电源相连的叫原线圈；另一^线圈跟负载连接，叫副线圈。铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。图乙是电路符号。 2、工作原理 变压器的工作原理是电磁感应的互感现象。当在原线圈上加交变电流时，电流的大小和方向不断改变，它在铁芯中产生交变的磁场，穿过副线圈，变化的磁场在副线圈上产生感应电动势。这样原、副线圈在铁芯中的磁通量发生了变化，从而发生互感现象，产生了感应电动势。 3、能量转化过程 →→原线圈的电能 磁场能副线圈的电能 续表
《交流电》习题 一、 交变电流的产生 1．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势，下面说法正确的是 A ．当穿过线圈的磁通量最小时，感应电动势最小 B ．当穿过线圈的磁通量最小时，感应电动势最大 C ．当穿过线圈的磁通量是零时，感应电动势最小 D ．当穿过线圈的磁通量是零时，感应电动势最大 2．已知交变电流的瞬时值的表达式是i ＝5sin50πt (A), 从t=0到第一次出现最大值的时间是： A ．6.25秒 B ．1/200秒 C ．1/150秒 D ．1/100秒 3．如图1示的正弦交流电流，其流瞬时值的表达式为 ________________________。 图 1 图 2 4．如图2所示的交流电电流的瞬时值的表达式为___________________________，已知时间t ＝0.0025秒时交流电电流的值为14.14安。 5．一单匝线圈面积为S ，在磁感强度为B 的匀强磁场中，以角速度ω匀速转动，其感应电动势e ＝εm sin ωt ，则下面判断正确的是 A ．εm ＝ BS ω B ．ωt 是线圈平面和中性面之间的夹角 C ．εm ＝ nBS ω D ．ωt 是线圈平面和中性磁场方向的夹角 6．图3为单匝线圈面积为S 在磁感强度为B 的匀强磁场中匀速转动，感 应电动势e ＝εm sin ωt, 感应电流 i ＝I m sin ωt (1) 在题中将线圈的转速提高一倍其他条件不变则电动势的表达式为 A ．e ＝εm sin ωt B ．e ＝2εm sin ωt C ．e ＝2εm sin2ωt D ．e ＝εm sin2ωt (2) 题中产生的最大感应电流为I m 要使感应电流的最大值变为2I m 可用的方法是： A ．把磁感应强度变为2 B B ．把转动角速度变为2ω C ．用同样的导线做成一个面积为2S 的线圈 图3
第一节 交流电的产生和变化规律 一、交变电流： c ）、（e ）所a ）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，但切割边都未切割磁感线，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：从中性面开始计时，则e=NBS ωsin ωt 。用εM 表示峰值εM =NBS ω 则e=ε M sin ω t 在纯电阻电路中,电流I= R R e m ε=sin ωt=I m sin ωt ，电压u=U m sin ωt 。 4、交流发电机 （1）发电机的基本组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）②用来产生磁场的磁极 （2）发电机的基本种类①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子 第二节 表征交变电流的物理量 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x 表示，e i u ②峰值：即最大的瞬时值 用大写字母表示，U m Ｉm εm εm = nsB ω Ｉm =εm / R 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 εm =NBS ω，即仅由匝数N ，线圈面积S ，磁感强度B 和角速度ω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ε= 2 m ε I= 2 m I U= 2 m U 。
2003学年第一学期《电工基础》练习题 （02计算机） 班级姓名号次 一、填空题 1、正弦量完成一次叫周期，单位是， 正弦量在每秒钟内完成叫频率，单位是，周期与频率的关系是。 2、正弦量的三要素是指、和。 3、交流电流有效值I=10A，频率f=50HZ，初相角Ф i =-л/3,则最大值Im= ,角频率ω= ,周期T= ，瞬时值表达式i= 。 4、正弦量i 1的有效值I 1 =6A，i 2 的有效值I 2 =8A，频率都是50HZ。如果i=i 1 +i 2 , 当i 1与i 2 同相位时，i的有效值为 A，当i 1 与i 2 反相位时为 A， 当i 1与i 2 正交时，为 A。 5、在电阻元件交流电路中，电压、电阻与电流三者关系式为I= ， 电压与电流的相位差Φ=Φu-Φi= ，即电压与电流的相位关系是。 6、在电感元件交流电路中，电压、感抗与电流三者关系式为I= ，其中感 抗X L = ，单位，电感上电压与电流的相位差Φ=Φu-Φi= ，即电压与电流的相位关系是。7、电容元件交流电路中，电压、容抗与电流三者关系式为I= ，其中感抗 Xc= ，单位，电压与电流的相位差Φ=Φu-Φi= ，即电压与电流的相位关系是。 8、在电感元件交流电路中电感上瞬时功率的幅值称为功率，单 位，用Q L 表示其计算公式Q L = 。 9、在电容元件交流电路中，瞬时功率在一个周期内的平均值 P= W，瞬时功率的最大功率称为功率，单位， 用Q L 表示其计算公式Q L = 。 10、如果在u=2202sin(314t)V的交流电源上所接负载中流过的电流i=102sin(314t+90o)A,则该负载为元件交流电路，有功功率P= ，无功功率Q= 。 11、如果电感L和电容C分别接在直流电源上则感抗X L = ，容抗 X C = 。 12、在R=10Ω，X L =10Ω的RL串联交流电路中，如果流过电路的电流为 i=102sin(314t)A，则电阻上的电压u R 的初相位Φ R = ，电感上电压 u L 的初相位Φ L = ，电路两端的电压u的初相位Φ u = . 13、功率因数cosΦ等于电路中功率与功率的比值。 14、对于感性负载，提高功率因数的方法之一是在感性负载的两端并联。
正弦交流电练习题 一．选择题 1．下列表达式正确的是（ ）。 A ． B ． C ． D ． 2．一台直流电动机，端电压为555 V ，通过电动机绕组的电流为 A ，此电动机运行3小时消耗的电能约为（ ）kW·h。 A ．4500 B ．450 C ．45 D ． 3．某一负载上写着额定电压220V ，这是指（ ）。 A ．最大值 B ．瞬时值 C ．有效值 D ．平均值 4．在正弦交流电路中，设的初相角为，的初相角为，则当时，与的相位关系为（ ）。 A ．同相 B ．反相 C ．超前 D ．滞后 5 在RLC 串联电路中，当电源电压大小不变，而频率从其谐振频率逐渐减小时，电路中的电流将（ ）。 A ．保持某一定值不变 B ．从某一最小值逐渐变大 C ．从某一最大值逐渐变小 D ．不能判定 6．如图所示，已知电流表的读数为11A ，的读数为6A ，则的读数为（ ）A 。 在正弦量波形图中，描述其在t =0时刻的相位是（ ）。 A ．最大值 B ．初相 C ．频率 D ．相位 8．图中（ ）属于直流电压的波形图。 A ． B ． C ． D ． 9．一正弦交流电压，它的有效值为（ ）。 A ． B ． C ． D ． 10．（ ）反映了电感或电容与电源之间发生能量交换。 A ．有功功率 B ．无功功率 C ．视在功率 D ．瞬时功率 11．在RLC 串联交流电路中，当电流与端电压同相时，则（ ）。 A ． B ． C ． D ． 12．正弦交流电路中，有功功率、无功功率和视在功率之间的关系是（ ）。 A ． B ． C ． D ． 13．RLC 串联电路发生谐振的条件是（ ）。 A ． B ． C ． D ． 14．一个耐压为250 V 的电容器接入正弦交流电路中使用，加在电容器上的交流电压有效值可以是（ ）。 A ．200 V B ．250 V C ．150 V D ．177 V 15．在R-L-C 串联的正弦交流电路中，当端电压与电流同相时，频率与参数的关系满足_____。 a)ωL 2C 2=1 b)ω2LC=1 c)ωLC=1 d)ω=L 2C 16．在R-L-C 串联的正弦交流电路中，调节其中电容C 时，电路性质变化 的趋势为____。 a)调大电容，电路的感性增强 b)调大电容，电路的容性增强 c)调小电容，电路的感性增强 d)调小电容，电路的容性增强 17．如右图所示为正弦交流电路，电压表V 1、V 2、V 读数分别是U 1、U 2、U ， 当满足U=U 1+U 2时，框中的元件应该是______。 a)电感性 b)电容性 c)电阻性 d)条件不够，无法确定 18．如左下图所示电路在开关S 断开时谐振频率为f 0，当S 合上时，电路谐振频率为___ 。 a)021f b)03 1f c)03f d)0f 19．上题图中，已知开关S 打开时，电路发生谐振，当把开关合上时，电路呈现____。 a)阻性 b)感性 c)容性 20．如下中图所示电路，当此电路发生谐振时，V 表读数为____。 a)s U b)大于0且小于s U c)等于0
《交流电》习题 一、交变电流的产生 1．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势，下面说法正确的是 A．当穿过线圈的磁通量最小时，感应电动势最小 B．当穿过线圈的磁通量最小时，感应电动势最大 C．当穿过线圈的磁通量是零时，感应电动势最小 D．当穿过线圈的磁通量是零时，感应电动势最大 2．已知交变电流的瞬时值的表达式是i＝5sin50πt (A), 从t=0到第一次出现最大值的时间是：A．6.25秒B．1/200秒C．1/150秒D．1/100秒 3．如图1示的正弦交流电流，其流瞬时值的表达式为________________________。 图1 图 2 4．如图2所示的交流电电流的瞬时值的表达式为___________________________，已知时间t＝0.0025秒时交流电电流的值为14.14安。 5．一单匝线圈面积为S，在磁感强度为B的匀强磁场中，以角速度ω匀速转动，其感应电动势e ＝εm sinωt，则下面判断正确的是 A．εm＝BSωB．ωt是线圈平面和中性面之间的夹角 C．εm＝nBSωD．ωt是线圈平面和中性磁场方向的夹 角
6．图3为单匝线圈面积为S 在磁感强度为B 的匀强磁场中匀速转动，感应电动势e ＝εm sin ωt, 感应电流 i ＝I m sin ωt (1) 在题中将线圈的转速提高一倍其他条件不变则电动势的表达式为 A ．e ＝εm sin ωt B ．e ＝2ε m sin ωt C ．e ＝2εm sin2ω t D ．e ＝εm sin2ωt (2) 题中产生的最大感应电流为I m 要使感应电流的最大值变为2I m 可用的方法是： A ．把磁感应强度变为2 B B ．把转动角速度变为2ω C ．用同样的导线做成一个面积为2S 的线圈 D ．用同样的导线做成一个每边都是原长2倍的线圈 7．若上题中线圈是正方形边长为0.2m ，磁感应强度B ＝1T ，转动角速度 ω＝500π rad/s ，线圈每条边的电阻都为R ＝10Ω，那么图示位置时 (1) 回路中的电流强度为 A ．0A B ．12.5A C ．1.57A D ．πA (2) bd 两点电势差为： A ．0V B ．500V C ．62.8V D ．125.6V 8．如图4所示，在磁感强度B ＝10T 的匀强磁场中有一矩形线圈abcd, 其电阻 R ＝10Ω，初始放置时线圈平面与磁感线平行，已知线圈ab ＝ 15cm ，ad ＝10cm ，线圈绕对称轴OO ’转动，且转速为50转/秒。求： (1) 线圈得到的感应电动势峰值是多大？ (2) 如图规定感应电流方向abcd 为正方向，且开始时ab 边沿纸面向外的方向旋转，写出感应电流i 的表达式。 图4
交流电有效值问题分析与强化训练 （附详细参考答案） 一、交流电有效值问题分析及例题讲解： 1．交变电流有效值的规定：交变电流、恒定电流I直分别通过同一电阻R，在相等时间内产生的焦耳热分别为Q交、Q直，若Q交＝Q直，则交变电流的有效值I＝I直（直流有效值也可以这样算）。 2．对有效值的理解： （1）交流电流表、交流电压表的示数是指有效值； （2）用电器铭牌上标的值（如额定电压、额定功率等）指的均是有效值； （3）计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值； （4）没有特别加以说明的，是指有效值； （5）“交流的最大值是有效值的2倍”仅用于正弦式电流。正弦式交流电的有效值： I＝I m 2 ，U＝ U m 2 ，E＝ E m 2 。 3．求交变电流有效值的方法： （1）公式法：利用E＝ E m 2 ，U＝ U m 2 ，I＝ I m 2 计算，只适用于正余弦式交流电。 【题1】电阻R1、R2与交流电源按照图甲所示方式连接，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω。合上 开关S后，通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示。则（） A．通过R1的电流有效值是1.2 A B．R1两端的电压有效值是6 V C．通过R2的电流有效值是1.2 2 A D．R2两端的电压最大值是6 2 V 【答案】B
【题2】如图所示，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 为9 Ω，匀强磁场的磁感应强度为B ＝1 π T ，当线圈以300 r/min 的转速匀速旋转时， 求： （1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （2）线圈转过1 30 s 时电动势的瞬时值多大？ （3）电路中，电压表和电流表的示数各是多少？ （4）从中性面开始计时，经 1 30 s 通过电阻R 的电荷量为多少？ 【答案】（1）e ＝50sin （10πt ）V （2）43.3 V （3）31.86 V 3.54 A （4） 14π C （2）当t ＝130 s 时e ＝50 sin （10π×1 30）＝43.3 V 。 （3）电动势的有效值为E ＝E m 2＝50 2 V ＝35.4 V ， 电流表示数I ＝ E R ＋r ＝35.4 9＋1 A ＝3.54 A ， 电压表示数U ＝IR ＝3.54×9 V＝31.86 V 。 （4）130 s 内线圈转过的角度θ＝ωt ＝30060×2π×130＝π3。 该过程中，ΔΦ＝BS －BScos θ＝1 2 BS ，
P UI P EI U E η== =外 专题四 电路和电磁感应 第一讲 直流电路与交流电路 何洁 知识主干 一、电功和电热 电功W ＝qU ＝UIt ；电热Q ＝I 2Rt. (1)对纯电阻电路，电功等于电热，即电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内 能，所以W ＝Q ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2R t. (2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽)，电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能(如机械能或化学能等)，所以电功必然大于电热，即W>Q ，这时电功只能用W ＝UIt 计算，电热只能用Q ＝I 2Rt 计算，两式不能通用． （3）电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能；流经非纯电阻电路，消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能． (4)电源的功率与效率 ①电源的功率P ：也称为电源的总功率，是电源将其他形式的能转化为电能的功率，计算式为：P= IE ②电源内阻消耗功率P 内：是电源内阻的热功率，也称为电源的损耗功率，计算式为：P 内= I 2r . ③电源的输出功率P 外：外电路上消耗的功率，计算式为：P 外= IU 外 . ④电源的效率： ⑤电源的输出功率与外电阻R 的关系： 因此可知当电源内外电阻相等时，输出功率最大。 当R ＞r 时，随着R 的增大输出功率越来越小． 当R ＜r 时，随着R 的增大输出功率越来越大． 当R 由小于r 增大到大于r 时，随着R 的增大输出功率先增大后减小(非单调变化)． 4．含容电路的分析技巧 电容器两极板间的电压等于与电容器并联的电阻两端的电压，与电容器串联的电阻两端的电压一定为零(有阻无流，则无电压)． 二、交变电流 22 2 2()()4RE E P UI R r R r r R ===-++外
xxxXXXXX学校XXXX年学年度第二学期第二次月考 XXX年级xx班级 姓名：_______________班级：_______________考号： _______________ 题号 一、 选择 题 二、 多项 选择 三、 填空 题 总分 得分 1、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图6所示，则 A．t1时刻线圈通过中性面 B．t2时刻线圈中磁通量最大 C．t3时刻线圈中磁通量变化率最 大 D．t4时刻线圈中磁通量变化率最大 2、以下各选项中属于交流电的是
3、如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿aàbàcàdàa方向为电流正方向，则（） Ａ、乙图中Ｏa对应甲图中Ａ至Ｂ图的过程 Ｂ、乙图中c时刻对应甲图中的Ｃ图 Ｃ、若乙图中d等于，则1s内电流的方向改变了100次 Ｄ、若乙图中b等于，则交流电的频率为50Hz 4、关于线圈 在匀强磁场 中转动产生 的交变电流,下列说法中正确的是( ). A.线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次.感应电动势方向不变 B.线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次 C.线圈平面每经过中性面一次,感应电流和感应电动势方向都要改变一次 D.线圈转动一周,感应电流和感应电动势方向都要改变一次
5、小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动。产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是（） A．交变电流的周期为秒 B．交变电流的频率为8Hz C ．交变电流的有效值为A D．交变电流的最大值为4A 6、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
高中物理 交流电 专题 例1：给额定功率60W 、额定电压220V 的白炽灯加上如图所示的电压，恰使灯正常发光，则所加电压U 0的大小约为 （ ） A. 220V B. 310V C. 350V D. 440V 解：所加电压的周期为 20× 10 -3s = 8ms 设电灯的电阻为R ，加上图示的电压时的功率为P L ， P L t 2 = (U 02 /R)t 1 +0 (式中t 1 = 8ms t 2 =20 ms) 由题意 P L = (U 02 /R)t 1/t 2= U 额2 /R =60W U 02 = U 额2 t 2/t 1 =2202 ×20/8 =1102 ×10 ∴ U 0≈350V C 例2:如图是一个理想变压器的电路图，若A 、B 两点接交流电压U 时，五个相同的灯泡均正常发光，则原、副线圈的匝数比为： ( ) A. 5 : 1 B. 1 : 5 C. 4 : 1 D. 1 : 4 U -3 s
解：设灯泡正常发光的电流为I ， 则原、副线圈的电流分别为I 和4I ，如图示。 所以原、副线圈的匝数比为 4 1 C 例3.如图所示，abcd 是交流发电机的矩形线圈, ab=30cm,bc=10cm, 共50匝, 它在B=0.8T 的匀强磁场中绕中心轴OO ′顺时针方向匀速转动，转速为480r/min,线圈的总电阻为r=1Ω,外电阻为R=3 Ω,试求: 1. 若线圈从图示位置开始计时,沿abcd 的方向为正方向,画出交流电流的图象. 2. 线圈从图示位置转过1/4 转的过程中电阻R 上产生的热量和通过导线截面 的电量 3.电流表和电压表的读数 4.从图示位置转过180°过程中 的平均感应电动势 解：从中性面开始计时有 e=E m sin ω t ，其中E m = NB ω S ， 1 2 A B
xxxXXXXX学校 XXXX 年学年度第二学期第二次月考 XXX年级xx班级 姓名：_______________班级：_______________考号： _______________ 题号 一、 选择 题 二、 多项 选择 三、 填空 题 总分 得分 1、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图6所示，则 A．t1时刻线圈通过中性面 B．t2时刻线圈中磁通量最大 C．t3时刻线圈中磁通量变化率最 大 D．t4时刻线圈中磁通量变化率最大 2、以下各选项中属于交流电的是
3、如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿aàbàcàdàa方向为电流正方向，则（） Ａ、乙图中Ｏa对应甲图中Ａ至Ｂ图的过程 Ｂ、乙图中c时刻对应甲图中的Ｃ图 Ｃ、若乙图中d等于，则1s内电流的方向改变了100次 Ｄ、若乙图中b等于，则交流电的频率为50Hz 4、关于 线圈在匀强 磁场中转动 产生的交变电流,下列说法中正确的是( ). A.线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次.感应电动势方向不变 B.线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次 C.线圈平面每经过中性面一次,感应电流和感应电动势方向都要改变一次
D.线圈转动一周,感应电流和感应电动势方向都要改变一次 5、小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动。产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的 是 （） A．交变电流的周期为秒 B．交变电流的频率为8Hz C．交变电流的有效值为A D．交变电流的最大值为4A
第一节交流电的产生和变化规律一、交变电流： c）、（e）所 a） 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，但切割边都未切割磁感线，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：从中性面开始计时，则e=NBSωsinωt 。用εM表示峰值εM=NBSω 则e=εM sinωt在纯电阻电路中,电流I= R R e m ε =sinωt=I m sinωt，电压u=U m sinωt 。 4、交流发电机 （1）发电机的基本组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）②用来产生磁场的磁极 （2）发电机的基本种类①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子 第二节表征交变电流的物理量 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x 表示，e i u ②峰值：即最大的瞬时值用大写字母表示，U mＩmεm εm= nsBωＩm=εm/ R 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 ε m =NBSω，即仅由匝数N，线圈面积S，磁感强度B和角速度ω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ε= 2 m ε I= 2 m I U= 2 m U 。 i o t i o t i o t i o t i o t 图151 a d ()) (b () c() d () e
2.两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ最大，Δt ΔΦ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变． (2)线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，Δt ΔΦ 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变． 3．交变电流瞬时值表达式书写的基本思路 (1)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象或由公式E m ＝nBS ω求出相应峰值． (2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式． ①若线圈从中性面位置开始转动，则i －t 图象为正弦函数图象，函数式为i ＝I m sin ωt . ②若线圈从垂直中性面位置开始转动，则i －t 图象为余弦函数图象，函数式为i ＝I m cos ωt . 特别提醒：(1)只要平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，就产生正弦式交流电，其变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关. (2)因e ∝Δt ΔΦ ，故Φ－t 图象与e －t 图象是互余的. 1－1.图10－1－2中不表示交变电流的是( ) 1－2. 图10－1－3 一矩形线圈绕垂直于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 的变化图象如图10－1－3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 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 转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 2－1.(2012·高考广东卷)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 V B ．频率是100 Hz C ．有效值是25 V D ．周期是0.02 s 2－2.一个纯电阻用电器，当给它加上一恒定电压U 时，通过的电流为I ，在t 时间内产生的热量为Q .当给它加上一交变电压，在t 时间内产生的热量为2Q ，则下列判断正确的是( ) A ．交变电压的有效值为2U B ．交变电压的有效值为U C ．交变电流的有效值为I D ．交变电压的最大值一定为2U 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图10－1－4甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则( ) A ．t ＝0.005 s 时线框的磁通量变化率为零 B ．t ＝0.01 s 时线框平面与中性面重合 C ．电流方向每秒改变100次 D ．该交流电的瞬时表达式为e ＝311sin100πt V (2013·长沙模拟)如图10－1－5所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的 图象，调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图线b 所示．以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是( ) A ．线圈先后两次转速之比为1∶2 B ．交流电a 的电压瞬时值u ＝10sin0.4πt V C ．交流电b 的最大值为320 V D ．在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量为零
高中物理选修3-2知识点 交流电的产生及变化规律 一．交流电 大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。 其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流，正弦式电流产生于在匀强电场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里，线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。 二．正弦交流电的变化规律 线框在匀强磁场中匀速转动． 1．当从图12—2即中性面．．． 位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数： 即e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωt (ωt 是从该位置经t 时间线框转过的角度；ωt 也是线速度V 与磁感应强度B 的夹角；ωt 是线框面与中性面的夹角) 2．当从图12—1位置开始计时： 则：e=εm cos ωt ， i ＝I m cos ωt ． 3．对于单匝矩形线圈来说E m =2Blv =BS ω；对于n 匝面积为S 的线圈来说E m =nBS ω,对于总电阻为R 的闭合电路来说R E I m m = 三．几个物理量 1．中性面：如图12—2所示的位置为中性面，对它进行以下说 明： (1) 此位置过线框的磁通量最多． (2) 此位置磁通量的变化率为零．所以 e=εm sin ωt=0， i ＝I m sin ωt=0 (3) 此位置是电流方向发生变化的位置，具体对应图12－3中的t 2，t 4时刻，因 而交流电完成一次全变化中线框两次过中性面，电流的方向改变两次，频率 为50Hz 的交流电每秒方向改变100次． 2．交流电的最大值： εm ＝B ωS 当为N 匝时εm ＝NB ωS (1)ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，nad/s (2)最大值对应的位置与中性面垂直,即线框面与磁感应强度B 在同一直线上． (3)最大值对应图12－3中的t 1、t 2时刻，每周中出现两次． 3．瞬时值e=εm sin ωt ， i ＝I m sin ωt 代入时间即可求出． 不过写瞬时值时，不要忘记写单位，如εm =2202V,ω=100π,则e=2202sin100πtV,不可忘记写伏,电流同样如此． 4．有效值：为了度量交流电做功情况人们引入有效值，它是根据电流的热效应而定的．就是分别用交流电，直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产生的热量相同，则直流电的值为交流电的有效值． (1)有效值跟最大值的关系εm =2U 有效，I m =2I 有效 (2)伏特表与安培表读数为有效值．(3)用电器铭牌上标明的电压、电流值是指有效值． 5．周期与频率：交流电完成一次全变化的时间为周期；每秒钟完成全变化的次数叫交流电的频率．单位1/秒为赫兹（Hz ）． 四、最大值、平均值和有效值的应用 1、正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别。 以电动势为例：最大值用E m 表示，有效值用E 表示，瞬时值用e 表示，平均值用E 表示。它们的关系为E =E m /2，e =E m sin ωt 。 平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：t n E ??Φ=。切记12 2E E E +≠。
单相交流电重点习题 一、选择题 1. 交流电每秒钟变化的角度叫（） A. 频率 B. 角频率 C. 周期 D. 初相位 2. 交流电的周期越长，说明交流电变化得（） A.越快 B.越慢 C.不变 D.不一定 3. 我国规定，动力、照明的频率为（） A. 1KHz B. 100Hz C. 50Hz D. 5Hz 4. 在e = E m·Sin (ωt+φ)中，瞬时值为（） A. t B.φ C. E m D. e 5. 在交流电路中，由万用表测得的数值一般是（） A. 瞬时值. B. 有效值. C. 最大值. D. 平均值. 6. 某汽轮发电机有一对磁极，如果需产生的电动势为50HZ，则发电机电枢的转速为（） A.3000转/分 B. 1500转/分 C.100转/分 D. 50转/分 7.表示正弦交流电变化快慢的参数为（） A .初相位. B. 频率. C. 瞬时值. D. 最大值. 8.一般电器所标或仪表所指出的交流电压、电流的数值是（） A. 最大值 B. 有效值 C. 平均值 D. 瞬时值 9.某一灯泡上写着额定电压为220V，这是指（） A. 最大值. B. 有效值. C. 瞬时值. D. 平均值. 10.正弦交流电的最大值等于有效值的（） A. √2倍 B. 2倍 C. 1/ √2倍 D. 1/2倍 11.已知两个正弦量为u1 =20 Sin (314t +30o) V , u2 = 40 Sin (314t – 60o) V , 则，（） A. u1比u2超前30o B. u1比u2滞后30o C. u1比u2超前90o D. 不能判断相位差 12.两个同频率正弦交流电的相位差等于180o时，则它们相位关系是（） A. 同相位 B. 反相位 C. 相位相等 13.两个正弦交流电流的瞬时表达式为：i1=10Sin(314t+30o)A, i2=15Sin(314t+45o)A 。这两个式子中相同的物理量是（）A. 最大值. B. 有效值. C. 周期. D. 初相位. 14.把110V的交流电压加在55Ω的电阻上，则电阻上（） A. U=110V，I=2A B. U m=110V，I m=2A C. U m=110V，I=2A D. U=110V，I m=2A 15. 已知一个电阻上的电压为u=10 √2 Sin (314t – 90o) V，测得电阻上所消耗的功率为20W，则这个电阻的阻值为（） A. 5Ω B.10Ω C. 20Ω D. 40Ω 16. 在纯电容正弦交流电路中，增大电源频率时，其它条件不变，电路中电流将（） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 都有可能. 17.在纯电感正弦交流电路中，电压有效值不变，增大电源频率时，电路中电流将（） A. 增大. B. 减小. C. 不变. D. 都有可能. 18.若电路中某元件两端的电压u =36 Sin (314 t–180o) V, i1 =4 Sin(314t+ 180o)A，则该元件是（） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 电压 19.若电路中某元件两端的电压u =10 Sin (314 t + 45o) V, i1 =5Sin(314t+ 135o)A，则该元件是（） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 电压 20. 在R、L串联电路中，有（） A. Z=R+X L B. Z=R2+（ωL）2 C. Z= √R2+（ωL）2 D. Z=R2+1/（ωL）2 21. 在R、C串联电路中，有（） A. Z=R–ωC B. Z=√R2+（ωC）2 C. Z= √R2–（1/ωC）2 D. Z= √R2+（1/ωC）2 22.如图所示是RLC串联电路的矢量图，由矢量图可知，该电路的性质是（） A.感性电路. B.容性电路. C.阻性电路. D. 无法判断. 23.如图是电流、电压的旋转矢量图，由矢量图可知（） A.电流超前电压75o. U U I I 请浏览后下载，资料供参考，期待您的好评与关注！