两方法让学生理解交流电最大值和有效值的关系

在学习正弦交流电的有效值的概念时,我们很多时候会强调交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的,即让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等,我们就把恒定电流的电流（电压）叫做这个交流电的电流（电压）有效值。而在具体举例时,我们往往还会让学生知道正弦交流的最大值是有效值的2倍。但为什么是2倍呢？     

交流电大小、方向变化演示仪

针对教科版高中物理演示交变电流的实验仪器存在的一些不足,对交流电大小变化的演示实验装置进行了改进,方法是利用满天星激光笔将原仪器看不见摸不着的磁感线用清晰可见的光点直观地展示出来。为了观察交变电流方向的变化则将两只红、绿发光二极管并联在线圈闭合回路中,利用红、绿发光二极管交替发光来演示电流方向变化,另外将大指针检流计串联在闭合线圈回路中来演示线圈切割磁场产生的感应电流大小呈周期性变化。     

演示用的迴线示波器的制作

如果能在交流电教学中用示波器演示一下市用交流电的电流曲綫,将更有助于学生深刻的理解和掌握公式 E=E_msinwt及i=I_msinwt的物理意义。为解决目前中学还缺少示波器的困难,因而制成了演示用的簡易迴綫示波器。它的特点是:制作簡单、原理易为学生理解,并且現象明显,效果良好。其构造与原理如下。     

用小电灯泡代替电学测量仪器

在学校的物理实验室里,可以利用手电筒中的那种小电灯泡做许多电学测量,例如在直流电或普通交流电、音频交流电甚至高频率交流电等情形下,来做电流、电压、纯电阻和阻抗,以及电容等的测量。要想使电灯泡成为一个灵敏的测量工具,必得让它发的光线非常微弱。因为灯丝被灼热得愈不厉害,肉眼就愈容易辨别出电灯泡亮度的微小变化,因此我们能够很精确地决定灯丝在什么时刻开始发光。计算指出:当电灯泡灯丝的温度接近发光点(约等于677℃)时,只要电流有了±0.5％的变动,就足以使它的亮度发生±50％的变化。这就使我们能够十分准确地决定电灯泡的“发光电流”,这个电流对于一定的电灯泡是一个定     

谈"示波器原理"的教学难点和突破方法

示波器可用来观察电信号随时间的变化，在科学实验、电子技术检测及医疗设备中有很广泛的应用．练习使用示波器已被列为学生实验，该实验也是近几年高考的热点之一．由于示波器的原理安排在教材的静电场部分，而该学生实验习惯被安排在交流电知识之后，学生普遍对示波器的原理理解不深刻，再加上示波器面板上旋钮较多，操作困难，该实验已成为教学的难点．本文就突破难点的方法作一探讨．     

用低频信号发生器产生三相交流电的移相器

用示波器演示三相交流电,可以对三相交流电波形之间的相位关系、幅度关系有一个直观的了解。但实用的三相交流电源都是线电压为380V的强电,给使用示波器带来一定困难,不少实验室目前条件较差,没有三相电源供演示。用一般实验室常用的低频信号发生器,外加一移相器,便可产生相位彼此相差120°的低压三相交流电,下面介     

研究RLC串联电路的时间特性实现对示波器捕获时间校准

当在RLC串联电路中输入正弦交流电时,改变电容大小,测量电容两端电压的变化,用Wolfram Mathematica 10.3进行数值模拟,理论上模拟出电容两端电压随电容变化的曲线。基于理论分析,提出了三点导致实验数据与理论曲线相差较大的假设,验证了三点假设的正确性。在此基础上,通过分析,知道实验数据与理论曲线的交点反映了示波器在该实验条件下、对该数据点的捕获状态,为研究RLC电路的时间特性和校准示波器捕获瞬时电压的能力提供有益的参考。     

用示波器测：定交流电最大值与有效值的关系

中学物理实验中,让交流电和直流电分别通过同一个灯泡,如果两次灯泡发光的亮度相同,说明灯泡在相同的时间内产生的热量相同,则直流电的数值就是交流电的有效值.用示波器测出灯泡两端的交流电压的最大值和直流电压值,并计算出它们的比值,从而确定交流电最大值与有效值的关系.     

模板法交流沉积金纳米线的影响因素

使用交流电沉积在多孔氧化铝模板中制备金纳米线,对交流电沉积时阻挡层厚度、交流电压、交流频率等因素进行了系统的研究和探讨。使用交流电沉积制备出了直径30 nm、长度2.1 m的形貌完好、长度均一的金纳米阵列。结果表明模板的阻挡层厚度能够显著影响金属的沉积电位,是保证沉积顺利进行的重要因素。通过记录、分析不同条件下交流沉积过程中时间-电流曲线来对交流沉积过程进行深入研究并提出相应机理。发现同频率下平台电流值不变,纳米线的长度与交流电压大小成正比,而同电压下沉积的平台电流与交流电频率成正比,这些都与阻挡层的半导体特性有关。     

"电感和电容对交变电流的影响"演示实验的改进

"电感和电容对交变电流的影响"演示实验的操作难度大且现象不明显,为此介绍了2种演示该实验的方法,一是通过将电灯分别与电感(电容)和电阻串联对比进行实验来演示电感和电容对交变电流的影响;二是通过信号发生器和示波器来研究交流电对电感(电容)的影响.2种方法演示效果均较好.     

探究直流导线周围磁场的变化

利用螺绕环、线圈、电流计和可变电阻器等设备,设计了探究直流导线周围磁场变化的实验装置.由电源、转向开关和电阻来改变导线中电流大小和方向,进而改变直流导线周围的磁场,通过灵敏电流计来探究缠有线圈的螺绕环中感应电流的变化,由此得出直流导线周围的磁场大小和方向与直流导线中电流的大小和方向的关系.     

交流电路(續完)

三、交流电功率在某一段电路中电流的功率,亦即單位時間内电流所做的功,等於电压乘电流。在穩定直流中,如果某一段導线的兩端电压为U,而电流为I,则这段導线中电流的功率P=UI。直流中I的方向恆与U的方向相同(除非这段导线中存在着电池或發电机一類的电源),可知直流电路中的功率總是正值。在交流电路中,电压和电流都在随時間而变,因而电功率的數值也是隨時間而变。如果以瞬時电压u乘     

用万用表测非正弦交流脉冲电流的有效值

目前有不少家用电器的直流供电电源,都是直接由交流电源经桥式整流、电容滤波后而获得,如某种荧光灯电子镇流器,它的交直流变换电路如图1。若测其交流输入功率,就需知道它的输入电流有效值的大小,在输入端串入5 Ω 1 W小电阻,用示波器观察电阻上电压波形,如图2a所示,输入电流不是正弦电流,而是近似按指数曲线变化的交流脉冲电流。它实际是交流电源经整流后给电容C充电的电流波形i_c(t)。在图1电路的输入电路中串入万用表,用交流电流档测得其数值为I_入=80mA,万用表的这个读数是否就是此脉冲电流的实际大小,即万用表的示值是否真实反映此脉冲交流的有效值?     

旋转磁场与感应电动机的基本原理

设有三个同样的(金泉)蟠,为简单起见,假设都是空心的,把它们的轴线放在同一平面上,再让它们彼此之间互成120°角,随后将它们用星形或三角形联接的方法与三相交流电源相接如图1所示。当电流通入(金泉)蟠时,各(金泉)蟠即产生磁通,它们的磁感应强度的方向永远垂直于这些(金泉)蟠的截面,而大小则与通入各该(金泉)蟠的电流强度成正比,因为通入(金泉)蟠的电流是按正弦律变化的,所以各(金泉)蟠的磁感应强度的大小也是按照正弦律而变化的。     

交流电有效值与交流电表示数的关系

通过交流电流表和交流电压表读出的数值,是交流电的有效值;而交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的.但实际上交流电表工作的原理并不是依据电流的热效应.那么交流电表刻度盘上的数值是如何标度的呢?现以中学常用的磁电式电表中的整流式电表为例进行讨论.     

电子示波器在交流电桥中的一种应用方法

电子示波器用在交流电桥中作为平衡指示器时,通常在一对偏转钣极上加上电桥对角线的电压,而在另一对偏转钣极上加上铺助电压,这电压几乎完全是不固定的,这样不仅效果不高,调节电桥平衡也需时较多。利用电子示波器的相敏性质,用所谓交流电桥分离平衡的方法,可以加速平衡的调节。     

发光二极管(LED)电源接线检测器

发光二极管(LED)既是结型二极管,同时又可作指示灯,它不仅对电流方向敏感,又具有明显的导电阈值电压,并且它的亮度随电流的大小而变化。以下就是利用LED的这些独特的光学和电学特性,提出的几项应用实例。     

演示电磁振荡

电磁振荡演示实验,无论是现行教材中介绍的用示教电流计演示,还是众多刊物中介绍的改进方法(如用示波器演示电磁振荡)都没能做到直观、可信、准确地展示“电磁振荡电流”的变化。笔者利用555时基电路和基本放大电路制作的演示器,能在示波器上显示一个稳定、直观的电磁振荡电流的波形。     

在示波器上观察“拍”现象

在双通道示波器上可直观地观测拍现象。并利用拍振动曲线测量交流电的频率。     

简易示波器的附加电路

中学物理实验中,有时要观察一些比较慢的周期现象,如LC电路的超低频等幅振荡等,有时要观察一些瞬态过程,如电容器的充电、放电时电压的变化,电感线圈接通或切断时电流的变化情况,LC电路的阻尼振荡等。但一般中学很少有超低频示波器,而简易示波器扫频太快(最低为10赫左右),又没有触发扫描装置,用在这些实验中很不方