高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第12點(diǎn) 交變電流四值再認(rèn)識(shí)素材 新人教版選修3-2

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1、第12點(diǎn)交變電流“四值”再認(rèn)識(shí) 近幾年的高考在考查“交變電流”一章中的有關(guān)內(nèi)容時(shí)，主要考查了交變電流的四值，即最大值、有效值、平均值、瞬時(shí)值，它們的物理意義不同，計(jì)算方法也不同，但又相互聯(lián)系，有確定的數(shù)量關(guān)系很多同學(xué)在理解應(yīng)用上容易造成混亂，下面談?wù)勥@四個(gè)值的理解與應(yīng)用1瞬時(shí)值(1)反映的是不同時(shí)刻交流電的大小和方向，正弦交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式為：eEmsin t，iImsin t.應(yīng)當(dāng)注意必須從中性面開始計(jì)時(shí)(2)生活中用的市電電壓為220 V，其最大值為220 V311 V(有時(shí)寫為310 V)，頻率為50 Hz，所以其電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u311sin (314t) V.2峰值(最大值)和有

2、效值(1)峰值：交變電流在一個(gè)周期內(nèi)電流或電壓所能達(dá)到的最大數(shù)值，可以用來(lái)表示交變電流的電流或電壓的變化幅度線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的最大值EmnBS.最大值在實(shí)際中有一定的指導(dǎo)意義，所有使用交流的用電器，其最大耐壓值應(yīng)大于其使用的交流電壓的最大值，電容器上的標(biāo)稱電壓值是電容器兩極間所允許加的電壓的最大值(2)有效值：根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)規(guī)定讓交變電流和恒定電流通過(guò)相同阻值的電阻，如果它們?cè)谝粋€(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，則這個(gè)恒定電流I、電壓U叫做這個(gè)交變電流的有效值(3)正弦交變電流的有效值和峰值之間的關(guān)系：I，U.注意任何交變電流都有有效值，但上述關(guān)系只限于正弦交變電流

3、，對(duì)其他形式的交變電流并不適用3最大值、有效值和平均值的應(yīng)用(1)求電功、平均電功率以及確定保險(xiǎn)絲的熔斷電流等物理量時(shí)，要用有效值計(jì)算(2)求一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量時(shí)要用平均值，qttn.(3)在計(jì)算電容器的耐壓值時(shí)，則要用交流電的最大值對(duì)點(diǎn)例題在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一正方形閉合線圈繞垂直于磁感線方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知線圈的匝數(shù)為n100匝，邊長(zhǎng)為20 cm，電阻為10 ，轉(zhuǎn)動(dòng)頻率f50 Hz，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 T求：(1)外力驅(qū)動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的功率；(2)轉(zhuǎn)至線圈平面與中性面的夾角為30時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流的大?。?3)線圈由中性面轉(zhuǎn)至與中性面成30夾角的過(guò)程

4、中，通過(guò)線圈橫截面的電荷量解題指導(dǎo)(1)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值EmnBSnBS2f1000.5(0.2)223.1450 V628 V感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為U314 V.外力驅(qū)動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的功率與線圈中交變電流的功率相等，P外 W1.97104 W.(2)線圈轉(zhuǎn)至與中性面成30角時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值eEmsin 30 V314 V，交變電流的瞬時(shí)值i A31.4 A.(3)在線圈從中性面轉(zhuǎn)至與中性面成30角的過(guò)程中，線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)n，平均感應(yīng)電流n，通過(guò)線圈橫截面的電荷量為q，則qtnn C0.027 C答案(1)1.97104 W(2)314 V31.4 A(3)0.027 C1.如

5、圖1所示，交流發(fā)電機(jī)線圈的面積為0.05 m2，共100匝該線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以10 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R1和R2的阻值均為50 ，線圈的內(nèi)阻忽略不計(jì)，若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則 ()圖1A線圈中的電動(dòng)勢(shì)為e50sin (10t) VB電流表的示數(shù)為 AC電壓表的示數(shù)為50 ADR1上消耗的電功率為50 W答案B2.如圖2所示，線圈abcd的面積是0.05 m2，共100匝，線圈電阻為1 ，外接電阻R9 ，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B T，當(dāng)線圈以300 r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)問(wèn)：圖2(1)若從線圈處于中性面開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)線圈轉(zhuǎn)過(guò) s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值多大？(3)電路中，電壓表和電流表的示數(shù)各是多少？(4)從中性面開始計(jì)時(shí)，經(jīng) s通過(guò)電阻R的電荷量是多少？答案(1)e50sin (10t) V(2)43.3 V(3)31.86 V3.54 A(4) C解析(1)eEmsin tnBS2fsin (2ft)1000.052sin (2t) V50sin (10t) V(2)當(dāng)t s時(shí)，e50sin(10) V43.3 V.(3)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E V35.4 V，電流表示數(shù)I A3.54 A，電壓表示數(shù)UIR3.549 V31.86 V.(4) s內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度t2.該過(guò)程中，BSBScos BS，由，得q C C