高中物理交变电流知识点归纳
高二物理交变电流知识点

高二物理交变电流知识点交变电流是高中物理学中的一项重要知识点。
在学习交变电流时,我们需要了解交变电流的定义、特点以及相关的数学表达式,以便更好地理解和应用这一知识。
1. 交变电流的定义交变电流是指方向和大小都随时间变化的电流。
与直流电流不同,交变电流的方向在一个周期内不断反向变化。
交变电流广泛应用于家庭、工业和能源等领域。
2. 交变电流的特点2.1 频率:交变电流的频率指的是电流变化方向的周期性重复次数,单位为赫兹(Hz)。
在家庭用电中,常见的频率为50Hz。
2.2 周期:交变电流的周期是指电流从一个方向到另一个方向再返回相同方向所需的时间。
周期的倒数即为频率的数学倒数。
2.3 有效值:交变电流的有效值是指与相同功率的直流电流具有相同的能量消耗效果的交变电流值。
有效值可以通过电流的均方根值计算得到。
3. 交变电流的数学表达式交变电流可以用正弦函数来进行数学表示。
假设电流的峰值为I0,角频率为ω,时间t,那么交变电流可以表示为:I(t) = I0 * sin(ωt)在上述公式中,t为时间变量,I(t)为交变电流强度。
4. 交变电流的应用4.1 家庭用电:家庭中的电源输出的交变电流供应给家电以及照明设备。
通过控制交变电流的电压和频率,可以满足不同家电设备的能量需求。
4.2 工业用电:工业生产中,大部分设备和机器都需要交变电流供电。
通过交变电流可以实现不同功率的电动机、变压器和发电机等设备的正常运行。
4.3 能源传输:交变电流在能源传输和分配中起到关键的作用。
由于交变电流可以经过变压器增减电压,通过输电线路进行远距离传输,使电能得以高效地送达各个地方。
总结:高二物理交变电流知识点包括了交变电流的定义、特点、数学表达式以及应用。
掌握这些知识点可以帮助我们更好地理解和应用交变电流,在日常生活和工作中更好地应对电流和电能的需求。
通过学习交变电流,我们也可以更深入地了解电流在不同领域的应用,为未来的学习和职业发展打下坚实的基础。
高二物理交变电流知识点总结归纳

高二物理交变电流知识点总结归纳交变电流(Alternating Current,简称AC)是在时间的变化过程中电流方向和大小都不断变化的电流。
在高中物理学习中,交变电流是一个重要的知识点,它关乎到电流的特点、应用以及相关的电路等内容。
本文将对高二物理交变电流的知识点进行总结归纳,以帮助同学们更好地理解和掌握这一内容。
一、交变电流的特点交变电流具有以下几个特点:1. 电流的方向和大小都是随时间而变化的,呈周期性变化。
2. 交变电流的平均值为零,即电荷在单位时间内往返运动,电流的正、负值相等。
3. 交变电流的频率和周期性与电源有关,常见的交流电频率为50Hz或60Hz。
4. 交变电流的最大值称为峰值电流,用I_m表示;最大值与有效值之间有特定的关系:I_m = √2 * I_eff,其中I_eff表示交变电流的有效值。
二、交变电路中的元件和参数在交变电路中,常用到以下元件和参数:1. 交流电源:交流电源是交变电流的来源,常见的交流电源有家庭用电插座和发电厂的交流电。
2. 电感器(L):电感器是一种存储电能的元件,它的作用是抵抗电流变化,常用符号为L,单位是亨利(H)。
3. 电容器(C):电容器是一种存储电荷的元件,它的作用是分担电流变化,常用符号为C,单位是法拉(F)。
4. 电阻器(R):电阻器是一种控制电流大小的元件,它的作用是限制电流的流动,常用符号为R,单位是欧姆(Ω)。
5. 频率(f):频率指单位时间内交变电流变化的次数,单位是赫兹(Hz)。
6. 周期(T):周期指一个完整的交变电流的周期,即从一个极值到下一个极值所经过的时间,单位是秒(s)。
三、交变电路中的重要规律和公式在分析交变电路时,有一些重要的规律和公式需要掌握:1. 电压与电流的关系:U = I * Z,其中U表示电压,I表示电流,Z 表示交流电阻(由电感、电容和电阻组成)。
2. 交流电路中的欧姆定律:I = U / Z,欧姆定律同样适用于交变电路,但要注意其中的电阻值是交流电阻。
高三物理交变电流知识点

高三物理交变电流知识点交变电流是指在电路中,电流的方向和大小以一定的规律进行周期性变化的电流。
交变电流具有许多特点和应用,以下是交变电流的主要知识点。
一、正弦曲线表示交变电流的变化规律交变电流的变化规律可以用正弦曲线来描述。
正弦曲线可以通过以下公式表示:I = I_m sin(ωt + φ)其中,I_m表示交流电流的最大值,ω是角频率,t是时间,φ是初相位。
二、交变电流的频率和周期交变电流的频率指的是单位时间内交流电流变化的周期个数。
频率的单位是赫兹(Hz),常用的交变电流频率有50Hz和60Hz。
交变电流的周期是指交流电流完成一个周期所需的时间。
三、有效值和峰值交变电路中,电流的峰值是指交流电流变化过程中电流达到的最大值。
有效值是指交变电流在一定时间内,所做的功和相同时间内直流电流所做的功相等时的电流值。
四、交变电流的电阻、电感和电容1. 交变电流在电阻中产生的功率为P = I^2R,其中I为交变电流的有效值,R为电阻的阻值。
2. 交变电流通过电感时,由于电感的自感性,电流和电压之间存在相位差。
电感的阻抗为Z_L = ωL,其中ω为角频率,L为电感的大小。
3. 交变电流通过电容时,由于电容的电流滞后于电压,电流和电压之间存在相位差。
电容的阻抗为Z_C = 1/(ωC),其中C为电容的大小。
五、交变电流的复数表示方法交变电流可以用复数表示,复数形式为A + Bi。
其中,A表示交流电流的实部,B表示交流电流的虚部。
复数形式的交流电流可以用欧拉公式表达为I = I_m * e^(iωt)。
六、交变电流的应用交变电流广泛应用于电力系统、电动机、变压器等领域。
通过交变电流的变压变流作用,可以实现电能的输送、转换和控制。
总结:交变电流是物理学中重要的概念之一,掌握交变电流的知识点对于理解电路的运行原理和应用具有重要意义。
需要理解交变电流的变化规律、频率和周期、有效值和峰值、电阻、电感、电容等基本概念。
同时,了解交变电流的复数表示方法和应用领域,能够更好地应用交变电流的知识解决实际问题。
高考物理电磁交变电流知识点总结

高考物理电磁交变电流知识点总结高考物理中,电磁交变电流是一个重要的知识点。
下面将对电磁交变电流的相关知识点进行总结。
1. 交变电流和直流电流的区别:交变电流和直流电流是相对而言的。
直流电流是指电流方向不变的电流,电流大小保持不变;而交变电流是指电流的方向和大小都随时间不断变化的电流。
2. 电磁感应定律:电磁感应定律是描述磁场变化对电路中感应电动势产生的作用的定律。
根据电磁感应定律,当磁场发生变化时,会在电路中产生感应电动势,从而产生感应电流。
3. 交流电路中的电感、电容和电阻:在交流电路中,电感、电容和电阻的相互作用对电路中的电流和电压起着重要影响。
- 电感对交流电流的作用:电感(线圈)对高频交流电有较大的阻碍作用,在电路中产生感抗(XL)。
- 电容对交流电流的作用:电容对低频交流电有较大的阻碍作用,在电路中产生容抗(XC)。
- 电阻对交流电流的作用:电阻对交流电流的阻碍作用不变,产生的阻抗(R)是常数。
4. 交流电压的表示方式:交流电压的大小可用有效值(也称为RMS值)表示,即将交流电压的平方值取平均后开根号。
有效值与直流电压相等时,二者具有相同的功率传输能力。
5. 交流电路中的频率:交流电路中,频率(f)是指单位时间内交流电流或电压的变化次数。
频率的单位是赫兹(Hz)。
交流电路中的频率对电路中元件的选择和性能有重要影响。
6. 交流电路中的有功功率和无功功率:- 有功功率:在交流电路中,电阻所消耗的功率称为有功功率,用来产生有用的功效。
- 无功功率:在交流电路中,电感和电容所消耗的功率称为无功功率,没有直接做功用。
7. 交流电路中的复数表示法和相量图表示法:- 复数表示法:利用复数表示交流电压和电流的大小和相位关系。
例如,电压U和电流I可以用复数U=U'+jU''和I=I'+jI''表示,其中U'、I'表示电压和电流的幅值,U''和I''表示电压和电流的相位差。
高二物理关于交变电流的知识点

高二物理关于交变电流的知识点交变电流是在电路中周期性地改变方向的电流。
它在我们的日常生活和工业生产中扮演着重要的角色。
本文将介绍一些关于交变电流的基本知识点。
一、交变电流的定义交变电流是指电流的方向和大小周期性地改变的电流。
它的周期性改变使得电流在电路中呈现正负交替的特点。
与直流电流不同,交变电流的方向和大小是随时间变化的。
二、交变电流的频率和周期交变电流以频率和周期来描述。
频率表示单位时间内交变电流方向和大小变化的次数,单位是赫兹(Hertz, Hz)。
周期表示一次完整变化所需要的时间,单位是秒(s)。
三、正弦交变电流的特点在理论研究和实际应用中,我们常常将交变电流近似为正弦交变电流,因为正弦交变电流具有周期性、对称性和规律性。
正弦交变电流的大小可由幅值来表示,也可以用有效值来表示。
四、有效值和峰值有效值是指在交变电流中所含有的能量相当于相同大小直流电流所产生的能量时的电流值。
峰值是指交变电流波形中最大的正(负)的幅值。
五、电压与电流的相位关系交变电流和交变电压之间存在一种相位关系。
相位表示两者在时间上的对应关系。
当电流先于电压达到峰值时,我们称之为“电流超前电压相位”,反之则为“电流滞后电压相位”。
六、交变电流对应的计算方法对于一般情况下的交变电流和电压,我们可以利用欧姆定律和欧姆定律的衍生公式进行计算。
此外,还可以使用复数形式的计算方法,将交变电流和电压表示为复数形式,从而简化计算过程。
七、交变电流的应用交变电流在电力系统中的应用非常广泛。
它可以通过变压器进行输送和变换,以满足不同场合的电力需求。
此外,交变电流还广泛应用于电动机、发电机和电路中的各种电器设备。
八、交变电流的危害防护交变电流在不当情况下可能对人体造成危害。
因此,我们在使用电器设备时需要注意安全用电,避免触电事故的发生。
此外,对于电力系统的设计和维护,也需要采取一系列的防护措施,确保交变电流的安全使用。
以上是关于高二物理关于交变电流的知识点的简要介绍。
高中物理交变电流知识点总结

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中性面位置与中性面垂直的位置S0,最小nBSω,最大感应电流最大,方向不变图像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 tΦ∆=∆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。
交变电流知识点总结

交变电流知识点总结一、交变电流的产生1、原理交变电流是由线圈在磁场中匀速转动产生的。
当线圈在磁场中转动时,穿过线圈的磁通量会发生周期性变化,从而在线圈中产生感应电动势和感应电流。
2、中性面中性面是指线圈平面与磁感线垂直的位置。
在中性面时,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,感应电动势和感应电流为零。
线圈每经过中性面一次,电流方向就改变一次。
二、交变电流的变化规律1、正弦式交变电流正弦式交变电流的电动势、电压和电流随时间的变化规律可以用正弦函数来表示。
电动势:$e = E_{m}\sin\omega t$电压:$u = U_{m}\sin\omega t$电流:$i = I_{m}\sin\omega t$其中,$E_{m}$、$U_{m}$、$I_{m}$分别为电动势、电压和电流的最大值,$\omega$为角频率,$\omega = 2\pi f$,$f$为频率,$T$为周期,$T =\frac{1}{f}$。
2、非正弦式交变电流实际应用中的交变电流不一定是正弦式的,但都可以分解为不同频率的正弦式交变电流的叠加。
三、交变电流的图像1、正弦式交变电流的图像正弦式交变电流的电动势、电压和电流随时间变化的图像是正弦曲线。
通过图像可以直观地看出交变电流的周期、频率、最大值和瞬时值等信息。
2、非正弦式交变电流的图像非正弦式交变电流的图像形状各异,但都能反映出电流随时间的变化规律。
四、表征交变电流的物理量1、周期和频率周期($T$):交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
频率($f$):交变电流在 1 秒钟内完成周期性变化的次数。
两者的关系:$f =\frac{1}{T}$2、峰值和有效值峰值:交变电流在一个周期内所能达到的最大数值。
有效值:让交变电流和直流电流通过相同的电阻,如果在相同的时间内产生的热量相等,那么这个直流电流的值就叫做交变电流的有效值。
正弦式交变电流的有效值与峰值的关系:$E =\frac{E_{m}}{\sqrt{2}}\approx 0707E_{m}$$U =\frac{U_{m}}{\sqrt{2}}\approx 0707U_{m}$$I =\frac{I_{m}}{\sqrt{2}}\approx 0707I_{m}$3、平均值交变电流在某段时间内的平均感应电动势或平均电流,通过法拉第电磁感应定律计算。
高三交变电流知识点

高三交变电流知识点交变电流是电工学中的基础概念之一,对于高三学生来说,了解交变电流的基本知识点对于学习电工学以及相关专业都有着重要的作用。
下面将介绍几个高三交变电流的知识点。
1. 交变电流的概念:交变电流是指电流的方向和大小随时间变化的电流。
与直流电流不同,交变电流的方向在一定的时间内可以在正向和反向之间交替变化。
2. 交变电流的形式:交变电流可以表示为正弦函数的形式,即I=I_m sin(ωt+φ),其中I是电流的大小,I_m是峰值电流,ω是角频率,t是时间,φ是相位差。
由于交变电流的频率一般比较高,可以用角频率来描述。
3. 交变电流的频率:交变电流的频率是指电流的周期性重复的次数,单位是赫兹(Hz)。
在交流电网中,一般使用50Hz或者60Hz的频率。
4. 交变电流的峰值、有效值和均值:交变电流的峰值是指电流波形的最大值,用I_m表示。
有效值是指交变电流在一定时间内所产生的热效果与相同时间的直流电流所产生的热效果相等的大小,用I_rms表示。
均值是指交变电流在一个电周期内的平均值,用I_avg表示。
5. 交变电流的相位差:交变电流的相位差是指交流电压和电流之间的相位差,用于描述电流和电压之间的时间关系。
相位差的单位是弧度。
6. 交变电流的阻抗:阻抗是交流电路中电流和电压之间的比例关系,可以用来描述电阻对交变电流的阻碍程度。
交变电阻由电阻、电感和电容构成。
7. 交变电流的三要素:交变电流的三要素分别是幅值、频率和相位。
幅值是指电流或电压信号的峰值大小;频率是指信号波形的周期性重复次数;相位是指信号波形与参考信号之间的时间差。
8. 交变电流在电能传输中的应用:交变电流在电力系统中得到了广泛的应用,尤其是高压输电。
通过变压器的升压和降压作用,将交变电流的电压调整到合适的等级,实现电力的远距离传输。
总结:高三学生在学习交变电流时,应该掌握交变电流的基本概念、形式以及相关的计算方法。
了解交变电流的频率、峰值、有效值等重要参数,以及交变电流在电能传输中的应用。
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交变电流一.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流叫正弦交流电。
如图所示( b)、( c)、( e)所示电流都属于交流电,其中图(b)是正弦交流电。
而(a)、 (d) 为直流,其中( a)为恒定电流。
本章研究对象都是交流电。
i i iiio t o o t do ott t(a )( b)( c )(d )( e )图151二.正弦交流电的变化规律正弦交流电的产生:矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。
俯视图电动势的产生:ab bc cd da 四条边都会切割磁感线产生感生电动势ab cd 边在任意时刻运动方向相同,电流方向相反,电动势会抵消;bc da 边在任意时刻运动方向相反,电流方向相反,电动势会叠加③任意时刻t,线圈从中性面转过角度θ=ω · t三.正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)函数图象磁通量Φ=Φm cosωt =BScosωt电动势e=E m sinωt =nBSωsinωtu=U m sinωt电压RE m=R+r sinωti= I m sinωt电流E m=R+r sinωtωt是从该位置经t 时间线框转过的角度也是线速度V 与磁感应强度 B 的夹角,同时还是线框面与中性面的夹角当从平行 B 位置开始计时:则: E=εm cosωt, I =I m cosωt此时 V 、 B 间夹角为(π /2一ωt).对于单匝矩形线圈来说E m=2Blv=BSω;对于 n 匝面积为 S 的线圈来说 E m=nBSω。
感应电动势的峰值仅由匝数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无关。
四.几个物理量1.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。
(t=0)(1)此位置过线框的磁通量最多.此位置不切割磁感线(2 )此位置磁通量的变化率为零(斜率判断).无感应电动势。
E=εm sin ω t=0,I =I m sin ω t=0( 3)此位置是电流方向发生变化的位置,具体对应图中的 t2, t4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.交变电流的最大值:( 1)ω是匀速转动的角速度,其单位一定为弧度/秒,( 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 平行.( 3)最大值对应图中的t 1、 t3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,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)正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε =m I= Im U=Um。
注意: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。
(2)伏特表与安培表读数为有效值.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。
(3)用电器铭牌上标明的额定电压、额定电流值是指有效值.(4)保险丝的熔断电流指的是有效值例如生活中用的市电电压为 220V ,其最大值为 220 2V=311V (有时写为 310V ),频率为 50HZ ,所以其电压即时值的表达式为 u=311sin314t V 。
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。
对正弦交流电,其正半周或负半周的平均电动势大小为n 2Bs2nBsT,为峰值的 2/π倍。
而2一周期内的平均感应电动势却为零。
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。
5.周期与频率:表征交变电流变化快慢的物理量,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 ).角速度、频率、周期的关系2ω =2 f=T五.交流电的相关计算φmo t()a( )(线圈平面跟磁感线平行时)εmot1 在研究电容器的耐压值时只能用 峰值 .2 在研究交变电流做功、电功率及产生热量时,只能用 有效值 .3 在研究交变电流通过导体截面电量时,只能用平均值 .4 在研究某一时刻线圈受到的电磁力矩时,只能用瞬时值 .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变化率成正比。
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, t=0 时,磁通量最大, φ 应为余弦函数,此刻变化率为零(切线斜率为零) , t= T时,磁通量为零,此刻变化率最大(切线斜率最大) ,4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,如图所示分别是φ =φ m cos ω t 和 e=ε m sinω t 。
从图象中我们可以看到,φ 和 e 其中一个取最大值的时候,另一个必定为 0。
一、关于交流电的变化规律【例 1】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,线圈绕垂直与磁感线的对称轴 OO /匀速转动,角速度为ω= 2πrad / s ,外电路电阻 R = 4Ω,求:( 1)转动过程中感应电动势的最大值.( 2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过600 时的即时感应电动势. ( 3)由图示位置转过 600 角时的过程中产生的平均感应电动势. ( 4)交流电电表的示数.( 5)转动一周外力做的功.1( 6) 6 周期内通过 R 的电量为多少?解析 : ΔΦ=BS sin ωt ω=2π/T=θ/Δt( 1)感应电动势的最大值, ε=NB ωS= 100×0.5×0. 12× 2π V=3.14Vm( 2)转过 600 时的瞬时感应电动势: e = εm cos600=3 . 14×0.5 V = 1. 57 V ( 3)通过 600 角过程中产生的平均感应电动势:=N ΔΦ / t=2.6V3 14 4( 4)电压表示数为外电路电压的有效值:U= R r·R =2×5 =1. 78 V( 5)转动一周所做的功等于电流产生的热量m2( R 十 r ) ·T = 0. 99JW =Q =()2111NBS sin 60( 6) 周期内通过电阻 R 的电量 Q = I·T = R 6 T == 0. 0866 C66 T R r / 6【例 2】 交流发电机在工作时产生的电压流表示式为u U m sin t ,保持其他条件不变,使该线圈的转速和匝数同时增加一倍,则此时电压流的变化规律变为()二、表征交流电的物理量【例 3】 . 交流发电机的转子由 B 平行 S 的位置开始匀速转动,与它并联的电压表的示数为14.1V ,那么当线圈转过 30°时交流电压的即时值为 ______V 。
i A【例 4】 . 右图为一交流随时间变化的图像,求此交流的有效值。
24o123t s【答案】I= 5 A4【例 5】 .交流发电机转子有 n 匝线圈,每匝线圈所围面积为图153B,匀速转动的S,匀强磁场的磁感应强度为角速度为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?⑵ R 上产生电热 Q R为多少?⑶外力做的功W 为多少?分析:⑴由电流的定义,计算电荷量应该用平均值:即qE n nBS,nBS,这里电流和电动势都必须要用平均值,不能用I t , 而 It R rt RqR r r R r.......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 Q R。
...22222R Q 222Q I 2 ( R r )t E nBS n B S, Q R n B S2 R。
这里的R r 2 2 R r 2 4 R r R r 4 R r 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=Qn 2 B 2 S 2。
一定要学会用能量转化和守恒定律来分析功和能。
4 R r.......感抗与容抗1.电感对交变电流的阻碍作用电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗(X L)来表示: X L=2πf L此式表明线圈的自感系数越大,交变电流的频率越高,电感对交变电流的作用就越大,感抗也就越大。
自感系数很大的线圈有通直流、阻交流的作用,自感系数较小的线圈有通低频、阻高频的作用.2.电容器对交变电流的阻碍作用电容器对交变电流的阻碍作用的大小用容抗(X C)来表示:X C1.2 f C此式表明电容器的电容越大,交变电流的频率越高,电容对电流的阻碍作用越小,容抗也就越小。
由于电容大的电容器对频率高的交流电流有很好的通过作用,因而可以做成高频旁路电容器,通高频、阻低频;利用电容器对直流的阻止作用,可以做成隔直电容器,通交流、阻直流。
1、粒子在电场磁场中运动【例 6】如图所示,两块水平放置的平行金属板板长L = 1.4m ,板距为 d = 30cm,两板间有 B=1.5T 、垂直于纸面向里的匀强磁场,在两板上加如图所示的脉动电压。
在t = 0 时,质量为 m = 2×10 -15Kg 、电量为 q = 1×10-103C 的正离子,以速度v0 = 4× 10 m/s 从两板中间水平射入,试问:(1)粒子在板间作什么运动?画出其轨迹。
(2)粒子在场区运动的时间是多少?【答案】( 1)在第一个10-4s 内离子作匀速直线运动。
在第二个10 - 4s 内作匀速圆周运动易知以后重复上述运动。
(2)-46.5× 10 s2、电感和电容对交流电的作用【例 7】一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接,一块铁插进线圈之后,该灯将:()A .变亮B .变暗C.对灯没影响D.无法判断【例 8】如图所示电路中,三只电灯的亮度相同,如果交流电的频率增大,三盏电灯的亮度将如何改变?为什么 ?解析:当交变电流的频率增大时,线圈对交变电流的阻碍作用增大,通过灯泡L1 的电流将因此而减小,所以灯泡L1 的亮度将变暗;而电容对交变电流的阻碍作用则随交变电流频率的增大而减小,即流过灯泡L2 的电流增大,所以灯泡 L2 的亮度将变亮 .由于电阻的大小与交变电流的频率无关,流过灯泡 L3的电流不变,因此其亮度也不变。