高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第13點(diǎn) 把握等效緊扣三同求交流電的有效值素材 新人教版選修3-2

第13點(diǎn)把握“等效”緊扣“三同”求交流電的有效值 有效值是交流電中最重要的物理量，必須會求解，特別是正弦交流電的有效值，應(yīng)記住公式1求交變電流有效值的方法有：(1)利用I、U、E計(jì)算，只適用于正(余)弦式交流電(2)非正弦式交流電有效值的求解應(yīng)根據(jù)電流的熱效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，其中，交變電流的有效值是根據(jù)電流通過電阻時(shí)產(chǎn)生的熱效應(yīng)定義的，即讓交變電流和直流電流通過相同的電阻，在相同的時(shí)間里若產(chǎn)生的熱量相同，則交變電流(電壓)的有效值就等于這個(gè)直流電流(電壓)的值，即求解交變電流有效值問題必須在相同電阻、相同時(shí)間、相同熱量的“三同”原則下求解2應(yīng)用有效值要注意以下幾點(diǎn)：(1)各種使用交流電的用電器上所標(biāo)的額定電壓、額定電流均指有效值(2)交流電壓表和交流電流表所測的數(shù)值為交流電壓和電流的有效值(3)在進(jìn)行電功、電熱、電功率的計(jì)算時(shí)，所代入的交流電壓和電流的數(shù)值為有效值(4)凡沒有特別說明的，指的都是有效值通常所說的照明電路電壓是220 V就是指的電壓的有效值對點(diǎn)例題如圖1所示是一交變電壓隨時(shí)間變化的圖象，求此交變電壓的有效值圖1解題指導(dǎo)設(shè)非正弦交變電壓的有效值為U，直流電的電壓為U，讓非正弦交變電壓和直流電壓分別加在同一電阻(設(shè)阻值為R)的兩端，在一個(gè)周期(T0.4 s)內(nèi)，非正弦交變電壓產(chǎn)生的熱量：Qt1t2t3t4×0.1×0.1×0.1×0.1在這一個(gè)周期內(nèi)，直流電壓產(chǎn)生的熱量QT由QQ，得，所以U V，UU V答案 V1.如圖2表示一交變電流隨時(shí)間變化的圖象其中，從t0開始的每個(gè)時(shí)間內(nèi)的圖象均為半個(gè)周期的正弦曲線求此交變電流的有效值是多少？圖2答案 A解析此題所給交變電流雖然正負(fù)半周的最大值不同，但在任意一個(gè)周期內(nèi)，前半周期和后半周期的有效值是可以求的，分別為I1 A，I2 A設(shè)所求交變電流的有效值為I，根據(jù)有效值的定義，選擇一個(gè)周期的時(shí)間，利用在相同時(shí)間內(nèi)通過相同的電阻所產(chǎn)生的熱量相等，由焦耳定律得I2RTIRIR，即I22×2×，解得I A.2如圖3甲所示，為一種調(diào)光臺燈電路示意圖，它通過雙向可控硅電子器件實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)亮度給該臺燈接220 V的正弦交流電后加在燈管兩端的電壓如圖乙所示，則此時(shí)交流電壓表的示數(shù)為 ()圖3A220 V B110 V C. V D. V答案B解析本題考查電壓的有效值的計(jì)算設(shè)該電壓的有效值為U，根據(jù)有效值定義有·T，解得U110 V，則B項(xiàng)正確