高中物理必备知识点:交变电流总结
物理高二交变电流知识点

物理高二交变电流知识点交变电流是物理学中的重要概念之一。
它是电流在时间上发生周期性变化的现象。
对于学习物理的高中生来说,了解和掌握交变电流的相关知识点是必要的。
本文将介绍高二物理交变电流的几个重要知识点。
一、交变电流的定义和特点交变电流是指电流随着时间的推移而周期性变化的电流。
它的方向和大小在一个周期内是不断改变的。
交变电流通常用正弦函数表示,具有周期性、可变化和周期性变化的特点。
二、交变电流的频率和周期交变电流的频率是指单位时间内交变电流经过一个完整周期的次数。
频率的单位是赫兹(Hz)。
周期是指交变电流完成一个完整周期所需的时间。
频率和周期之间有以下关系:频率=1/周期。
在交流电路中,常见的电网频率为50Hz,即每秒完成50个周期。
三、交变电流的有效值和最大值交变电流的有效值是指具有相同功率交流电与相同功率直流电所产生的能力相同的电流。
有效值用大写字母“I”表示。
最大值是指交变电流的最大瞬时值,用大写字母“Imax”表示。
交变电流的有效值与最大值之间有以下关系:有效值=最大值/根号2。
四、交变电流的振幅和相位差交变电流的振幅是指交变电流波形图中从波峰到波谷的距离的一半。
振幅用小写字母“a”表示。
相位差是指两个交变电流波形图之间的时间差,常用角度来表示。
相位差可以使正值或负值,分别表示正相位差或负相位差。
五、交变电流的阻抗和电感在交流电路中,电流的流动受到电路元件的阻碍,这种阻碍被称为阻抗。
阻抗的单位是欧姆(Ω)。
电感则是一种导体对交变电流的电阻。
当电流通过电感时,电感会产生电磁感应,阻碍电流的流动。
六、交变电流的功率和功率因素交变电流的功率是指电流在单位时间内所做的功。
功率的单位是瓦特(W)。
在交流电路中,根据交流电压和电流的相位差,功率可以分为视在功率、有功功率和无功功率。
功率因素是指有功功率与视在功率之间的比值。
七、交变电流的应用交变电流广泛应用于生活和工业中的电力系统、电器设备和通信系统中。
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。
(完整版)高二物理选修3.2_第五章交变电流知识点总结,推荐文档

第五章交变电流5.1交变电流一、直流电(DC) 电流方向不随时间而改变交变电流(AC) 大小和方向都随时间做周期性变化的电流交流发电机模型的原理简图二、交变电流的产生中性面线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面(1)线圈经过中性面时,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,线圈中的电动势为零(2)线圈经过中性面时,电流将改变方向,线圈转动一周,两次经过中性面,电流方向改变两次三、交变电流的变化规律以线圈经过中性面开始计时,在时刻t 线圈中的感应电动势(ab 和cd 边切割磁感线)e 为电动势在时刻t 的瞬时值,Em 为电动势的最大值(峰值).四、交流电的图像五、交变电流的种类课堂练习5.2《描述交变电流的物理量》复习回顾(一)交变电流:大小和方向随时间做周期性变化的电流;简称交流。
其中按正弦规律变化的交流电叫正弦交流电。
(二)正弦交流电的产生及变化规律1、产生:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,产生正弦交流电。
2、中性面:跟磁场方向垂直的平面叫做中性面。
这一位置穿过线圈的磁通量最大,磁通量变化率为零,线圈中无感应电动势。
3、规律:瞬时值表达式:从中性面开始计时一、周期和频率物理意义:表示交流电变化的快慢1、周期:交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
2、频率:交变电流一秒内完成周期性变化的次数。
角频率:线圈在磁场中转动的角速度二、峰值和有效值3.有效值定义:E、U、I根据电流的热效应来规定,让交流与直流分别通过相同的电阻,如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等,就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。
4. 正弦交流电的有效值与最大值的关系:说明:A 、以上关系式只适用于正弦或余弦交流电;B 、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值;C 、交流电流表和交流电压表的读数是有效值D 、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值注意:峰值(最大值)、有效值、 平均值在应用上的区别。
1、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。
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。
高中物理《交变电流》知识梳理

Rr
思考:线圈处于中性面及与中性面垂直的位置时,各物理量有什么特点?
剖析:线圈处于中性面即线圈平面垂直于磁场时,Φ最大, Φ =0,e=0,i=0,电
t
流方向将发生变化,一个周期内线圈中电流的方向改变两次;线圈处于与
中性面垂直的位置即线圈平面平行于磁场时,Φ=0, Φ 、e、i最大,电流出
222
6)平均值: E =n Φ ,I = E 。
t R
3.交变电流相关物理量的表达式及其图像
线圈在中性面位置开始计时
磁通量
函数表达式 Φ=Φm cos ωt=BS cos ωt
图像
电动势
e=Em sin ωt=nBSω sin ωt
电压 电流
u=Um sin ωt = REm sin ωt
Rr
高考 物理
课标专用
《交变电流》知识梳理
基础篇
考点一 交变电流的产生及描述
一、交变电流 1.交变电流的概念:电流和电压随时间做周期性的变化,这样的电流叫作 交变电流,简称交流。 2.几种常见的交流电
二、正弦式交变电流 1.产生:线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴匀速转动。 2.描述交变电流的物理量 1)周期(T):交变电流完成一次周期性变化所需要的时间。 2)频率(f):交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。 3)瞬时值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数。如电流的瞬时值i=Im sin ωt。 4)峰值:交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值,也叫最大值。 5)有效值:跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值。对正弦式交变电 流,其有效值和峰值的关系为:E= Em ,U=Um ,I= Im 。
A.电流表A1示数减小 B.电流表A2示数增大 C.原线圈输入功率先增大后减小 D.定值电阻R消耗的功率先减小后增大
交变电流知识点总结

交变电流知识点总结一、交变电流简介交变电流是指电流在周期性变化的电压作用下的一种特殊类型电流。
与直流电流不同的是,交变电流的电流方向和大小都会周期性地改变。
交变电流的周期通常用频率来表示,单位是赫兹。
二、交变电流的特点1. 方向变化:交变电流的方向会随着时间的推移而变化,从正向到负向再到正向,以此类推。
2. 幅值变化:交变电流的幅值是随着时间的推移而变化的,最大值称为峰值,用符号V表示。
3. 频率:交变电流的频率是指单位时间内交变的次数,单位是赫兹,用符号f表示。
4. 交变电流的周期与频率之间的关系可以用公式T=1/f表示,其中T代表周期,单位是秒。
三、交变电压与交变电流的关系1. 交变电压和交变电流之间存在相位差。
相位差是指电压达到最大值时,电流处于哪个位置。
交变电压和交变电流之间的相位差可以用正弦曲线来表示。
2. 交变电压和交变电流之间的相位差决定了有功功率和无功功率的大小。
当电压和电流的相位差为0时,有功功率最大;当相位差为90度时,无功功率最大。
3. 交变电压和交变电流之间的相位差还决定了电路中所存在的电阻、电感和电容的阻抗大小和性质。
四、交变电流的应用1. 交流电的输送:交变电流比直流电流传输能量更远,更高效。
因此,交变电流被广泛应用于电力输送领域,如电网输电、变压器等。
2. 家庭用电:家庭中供电一般为交流电,可用于照明、供电等方面。
交流电能够通过变压器将电压调整到适合家庭使用的范围。
3. 电子设备:大部分电子设备都需要交流电来工作,交流电可以通过电源适配器将交变电流转换为直流电流,为电子设备供电。
4. 工业应用:工业生产中的许多设备需要交替变化的电流来驱动,如电机、发电机等。
交变电流在工业领域中具有重要的应用价值。
五、交变电流的安全问题1. 交流电的频率很高,在触及带电器件时,有可能会对身体产生伤害。
因此,在使用交流电时,应注意安全措施,避免触电事故的发生。
2. 安全用电:使用交流电时,应选择符合国家标准的电器,确保电器的绝缘性能良好,避免漏电和触电的风险。
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。
交变电流知识点及公式
交变电流知识点及公式交变电流是指周期性变化的电流。
在交流电路中,电流的方向和大小都以时间为变数。
交变电流有许多应用,包括电力输送、电动机、变压器和许多其他设备。
以下是交变电流的知识点和公式的详细介绍。
1.交变电流的定义和特点:-交变电流是指电流的方向和大小以时间为变数的电流。
-交变电流具有周期性变化的特点,即电流值随时间而变化,并且在一个周期内通过零值点。
-交变电流的方向在正半周期和负半周期之间交替变化。
2.交变电流的频率和周期:-交变电流的频率是指电流一秒钟内完成的周期数,单位为赫兹(Hz)。
-交变电流的周期是指完成一个完整的波形所需的时间,单位为秒(s)。
-交变电流的频率和周期之间有关系:频率=1/周期,周期=1/频率。
3.交变电流的表示方法:-交变电流可以用图形、方程式或矢量表示。
常见的表示方法有正弦波和复数形式。
- 正弦波表示法:交变电流可以用正弦函数表示,即I = I_msin(2πft + φ),其中I_m表示最大电流值,f表示频率,t表示时间,φ表示相位角。
-复数表示法:交变电流可以用复数形式表示,即I=I_me^(jωt),其中I_m表示最大电流值,e表示自然对数的底数,j表示虚数单位(j^2=-1),ω=2πf表示角频率,t表示时间。
4.交变电流的平均值和有效值:-平均值:交变电流的平均值等于一个周期内电流的总和除以周期的长度。
在正弦波条件下,平均值为零。
-有效值:交变电流的有效值等于一个周期内电流平方的平均值的平方根。
对于正弦波,有效值等于最大值的1/√25.交变电流的相位差和相位角:-相位差:交流电路中,如果有多个电流源或电流通路,这些电流可能存在相位差。
相位差是指两个交变电流波形中最大值或零值之间的时间差。
- 相位角:相位角是用角度来表示相位差的大小和方向。
相位角可以用弧度(rad)或度(°)来表示。
6.交变电流的功率和功率因数:- 交变电流的功率是指电流在电路中产生的能量的速率。
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。
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交变电流、电磁振荡和电磁波
[内容和方法]
本单元内容包括交流电、正弦交流电的图象、最大值、有效值、周期与频率、振荡电路,电磁振荡、电磁场,电磁波,电磁波的速度等基本概念,以及交流发电机及其产生正弦交流电的原理,变压器的原理,电能的输送方法、LC电路产生的电磁振荡的周期和频率等。
本单元涉及到的基本方法有利用空间想象的各种方法理解正弦交流电的产生原因和电磁振荡的物理过程,运用图象法理解并运用它来解决交流电和电磁振荡的判断、计算问题。
从能量转化的观点出发来理解交流电的有效值问题和电磁振荡问题。
[例题分析]
在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:不能从能的转化的角度理解有效值,致使出现乱套公式的问题;由于初始条件不清,对电磁振荡物理过程判断失误;不善于运用两个图象对一个物理过程进行动态分析。
例1如图12-1所示,矩形线圈在外力的作用下,在匀强磁场中以ω=200πrad/s的角速度匀速转动,线圈的面积为100cm2,匝数n=500匝,负载电阻R=30Ω,磁场的磁感强度B=0.2T。
交流电压表的示
磁力矩的大小。
【错解分析】
错解一:
错解二:
解得M=8.66 N·m
错解一中用电流的有效值计算某一瞬间线圈的电磁力矩是错误的。
解法二中没有注意到另一个隐含条件“线圈平面与磁感线垂直时开始计时”而导致上当。
【正确解答】
本题有三个隐含条件:一为“瞬时”。
二为线圈平面与磁感线垂直时开始计时,三为电路是纯电阻的电路。
M=nBISsinωt
解得:M=10N·m
【小结】
审题时要注意关键词的物理意义。
并且能在头脑中把文字叙述的物
以及线圈在此位置的受力情况,力臂情况标在图上。
这样解题,就会言之有物,言之有据。
例2 图12-2表示一交流电的电流随时间而变化的图象,此交流电的有效值是: [ ]
【错解分析】错解:
平均值(如图12-3),
有效值才有这样的数量关系。
本题所给的交流电的图象不是正弦交流电的图形,故该公式不适用此交流电。
第二,交流电的最大值不是两个不同峰值的算术平均值。
【正确解答】
交流电的有效值是根据其热效应而定义的,它是从电流产生焦耳热相等的角度出发,使交流电与恒定电流等效。
设交流电的有效值为I,
所以该交流电的有效值为
所以应选D。
【小结】
上两道题的小结等效是有条件的。
请注意每一种等效方法的成立条件和适用范围。
例3如图12-4所示,矩形线圈abcd在磁感强度B=2T的匀强磁场中绕轴OO′,以角速度ω=10πrad/s匀速转动,线圈共10匝,ab=0. 3m,bc= 0.6m,负载电阻R= 45Ω。
求(l)电阻R在0.05s内所发出的热量;(2)0.05s内流过的电量(设线圈从垂直中性面开始转动)
【错解分析】
错解一:
第一步,求电流的有效值,用有效值来计算热量。
电动势的最大值为
εm=2nBLv=nBSε=10×2×0.3×0.6×10π=113.1(V)
电流的有效值
所以0.05s内R上发出的热量Q=I2Rt=5.76(J)
第二步,根据有效值求通过R上的电量,由题意0.05s内通过R的电流方向不变
q=It=1.6×0.05=0.08(C)
错解二:
第一步求平均电流,用平均电流计算热量。
第二步,由平均电流求电量
交流电的有效值是从电流产生焦耳热相等的角度出发,使交流电与恒定电流等效;交流电的平均值是从电流通过导线横截面的电量相等的角度出发,使交流电与恒定电流等效,两个概念的出发点不同。
【正确解答】
电动势的最大值为εm= 2nBLv=nBSω=10×20.3×0.6×10π=113.1(V)
所以0.05s内R上发出的热量Q=I2Rt=5.76(J)
例4图12-5中,降压变压器的变压系数是3,即初级线圈匝数与次级线圈的匝数之比是3。
初级线圈的输入电压是660V,次级线圈的电阻为0.2Ω,这台变压器供给100盏220V,60W的电灯用电。
求:
(l)空载时次级线圈的端电压和输出功率;
(2)接通时次级线圈的端电压;
(3)每盏灯的实际功率
【错解分析】错解:
(2)接通时,次级线圈的端电压仍为220V。
原因:
(1)变压器空载时,电路的电流为零,无能量的转化,不能用P=
(2)接通后次级线圈有电阻要消耗电能,由于次级线圈内部存在电压降,所以次级线圈的端电压不再是220V,而应以次级线圈为研究对象应用闭合电路欧姆定律去求次级线圈的端电压。
(3)由于次级线圈的端电压达不到灯泡的额定电压,灯泡的实际功率要小于每盏灯的额定功率。
【正确解答】
(1)将变压器视为理想变压器。
设空载时次级线圈的端电压为U2。
因为空载,次级线圈的负载电阻R2→∞,次级线圈中的电流为零I2=0,P=I2U2=0
次级线圈的端电压U′2=I2R外=214.68(V)
【小结】
理解能力的高低表现在把握文字的物理意义上。
题文中说“次级线圈的电阻为0.2Ω”。
可见文中所述的变压器有内耗,不是理想变压器。
这是课本上没有介绍过的新情况。
类比直流电路的知识,可从两条路去求路端电压,U=ε-Ir(电源电动势减去内电压),或者用部分欧姆定律U=IR。
例5收音机的变压器的初级线圈有1210匝,接在U1=220V的交流电源上,变压器有两个次级线圈。
次级线圈Ⅱ的匝数为35匝,次级线圈Ⅲ的匝数是1925匝。
如果不计变压器自身的能量损耗,当变压器工作时,线圈Ⅱ的电流是0.3A时,初级线圈的电流I1=0.114A。
求线圈Ⅲ中电流和输出电压(电流的计算结果保留3位有效数字)
【错解分析】错解:
能量守恒定律,从输入功率等于输出功率入手求解。
【正确解答】
不计变压器自身的能量损耗,由能量转化和守恒定律
P1=P2+P3
I1U1=I2U2+I3U3
【小结】
守恒定律P1=P2,I1U1=I2U2才有这个形式。
不能死记硬背,不顾条件乱套公式。