（通用）高中物理 第二章 交變電流 微型專題練4 交變電流的產(chǎn)生及描述課件 教科選修32

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1、微型專題4交變電流的產(chǎn)生及描述第二章交變電流學習目標1.理解交變電流的產(chǎn)生過程，能夠求解交變電流的瞬時值.2.理解交變電流圖像的物理意義.3.知道交變電流“四值”的區(qū)別，會求解交變電流的有效值.內(nèi)容索引重點探究啟迪思維 探究重點達標檢測檢測評價 達標過關重點探究一、交變電流圖像的應用正弦交流電的圖像是一條正弦曲線，從圖像中可以得到以下信息：(1)周期(T)和角速度()：線圈轉(zhuǎn)動的角速度(2)峰值(Em、Im)：圖像上的最大值.可計算出有效值(3)瞬時值：每個“點”表示某一時刻的瞬時值.(4)可確定線圈位于中性面的時刻，也可確定線圈平行于磁感線的時刻.(5)判斷線圈中磁通量及磁通量變化率 的變化

2、情況.例例1(多選)如圖1所示，圖線a是線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生正弦交流電的圖像，當調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖像如圖線b所示，以下關于這兩個正弦交流電的說法正確的是 A.在圖中t0時刻穿過線圈的磁通量均為零B.線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為32C.交流電a的瞬時值表達式為u10sin (5t) VD.交流電b的最大值為答案解析圖1解析解析由題圖可知，t0時刻線圈均在中性面，穿過線圈的磁通量最大，A錯誤；由題圖可知TaTb23，故nanb32，B正確；由題圖可知，C正確；因ab32，交流電最大值UmnBS，故UmaUmb32，Umb ，D正確.對于交變電流有效值的計算一般有以下兩種情況

3、：(1)對于按正(余)弦規(guī)律變化的電流，可先根據(jù)EmnBS求出其最大值，然后根據(jù)E 求出其有效值.有關電功、電功率的計算，各種交流儀表讀數(shù)都要用有效值.(2)當電流按非正(余)弦規(guī)律變化時，必須根據(jù)有效值的定義求解，在計算有效值時要注意三同：相同電阻、相同時間(一般要取一個周期)、產(chǎn)生相同熱量.二、交變電流有效值的求解和應用例例2有兩個完全相同的電熱器，分別通以如圖2甲和乙所示的峰值相等的方波交變電流和正弦交變電流.求這兩個電熱器的電功率之比.圖2答案解析答案答案21解析解析交變電流通過純電阻用電器R時，其電功率PI2R，I是交變電流的有效值.對于題圖甲所示的方波交變電流，因大小恒定，故有效值

4、I甲Im.對于題圖乙所示的正弦交變電流，有效值I乙 ，所以P甲P乙21.例例3如圖3所示的交變電流由正弦式交變電流的一半和反向脈沖電流組合而成，則這種交變電流的有效值為 圖3答案解析交變電流的四值，即峰值、有效值、瞬時值、平均值，在不同情況下的應用：(1)在研究電容器的耐壓值時，只能用峰值.(2)在研究交變電流做功、電功率及產(chǎn)生的熱量時，只能用有效值，交流電表顯示的也是有效值.(3)在研究交變電流通過導體橫截面的電荷量時，只能用平均值.(4)在研究某一時刻線圈受到的安培力時，只能用瞬時值.三、交變電流“四值”的比較例例4一個電阻為r、邊長為L的正方形線圈abcd共N匝，線圈在磁感應強度為B的勻

5、強磁場中繞垂直于磁感線的軸OO以如圖4所示的角速度勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R.(1)寫出此時刻線圈中感應電流的方向.圖4答案解析答案答案見解析解析解析由右手定則可判定電流沿adcba方向.(2)線圈轉(zhuǎn)動過程中感應電動勢的最大值為多大？答案答案見解析解析解析EmNBSNBL2.(3)線圈平面與磁感線夾角為60時的感應電動勢為多大？答案解析答案答案見解析解析解析線圈平面與磁感線成60角時的感應電動勢eEmcos 60 NBL2.(4)從圖示位置開始，線圈轉(zhuǎn)過60的過程中通過R的電荷量是多少？答案答案見解析解析解析通過R的電荷量(5)圖中理想電流表和理想電壓表的示數(shù)各是多少？答案解析答案答案見解析解析

6、解析理想電流表的示數(shù)理想電壓表的示數(shù)達標檢測1.(交變電流圖像的應用交變電流圖像的應用)如圖5甲所示，標有“220 V40 W”的燈泡和標有“20 F300 V”的電容器并聯(lián)到交流電源上， 為交流電壓表，交流電源的輸出電壓如圖乙所示，閉合開關.下列判斷正確的是 A.t 時刻， 的示數(shù)為零B.燈泡恰好正常發(fā)光C.電容器不可能被擊穿D. 的示數(shù)保持110 V不變123圖5答案解析4解析解析 的示數(shù)應是電壓的有效值220 V，故A、D錯誤；電壓的有效值恰好等于燈泡的額定電壓，燈泡正常發(fā)光，B正確；電壓的峰值Um220 V311 V，大于電容器的耐壓值，故電容器有可能被擊穿，C錯誤.1234A.1 B

7、.12C.13 D.162.(交變電流有效值的應用交變電流有效值的應用)如圖6所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時間的變化關系.若使這兩種電流分別通過兩個完全相同的電阻，則經(jīng)過1 min的時間，兩電阻消耗的電功之比W甲W乙為 答案圖6123解析41234圖乙中，電流的大小不變，I21 A，由WI2Rt可以得到W甲W乙13，C正確.3.(有效值的計算和應用有效值的計算和應用)(多選)如圖7甲所示為電熱毯電路示意圖，交流電壓u311sin 100t(V)，當開關S接通時，電熱絲的電功率為P0；當開關S斷開時，加在電熱絲上的電壓如圖乙所示，則 A.開關接通時，交流電壓表的讀數(shù) 為2

8、20 VB.開關接通時，交流電壓表的讀數(shù) 為311 VC.開關斷開時，交流電壓表的讀數(shù)為311 V，電熱絲功率為D.開關斷開時，交流電壓表的讀數(shù)為156 V，電熱絲功率為答案圖71234解析解析解析當S接通時，加在電熱絲上的瞬時電壓u311sin 100t(V)，所以電熱絲兩端的電壓的有效值U1 220 V，故A正確，B錯誤.12344.(交變電流交變電流“四值四值”的應用的應用)如圖8所示，勻強磁場的磁感應強度B0.5 T，邊長L10 cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r1 ，線圈繞垂直于磁感線的對稱軸OO勻速轉(zhuǎn)動，角速度2 rad/s，外電路電阻R4 ，求：(保留三位有效數(shù)字)(1)轉(zhuǎn)動過程中感應電動勢的最大值；圖81234答案答案3.14 V解析解析感應電動勢的最大值EmnBS1000.50.122 V3.14 V.答案解析(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過60角時的瞬時感應電動勢；1234答案答案1.57 V解析解析轉(zhuǎn)過60時的瞬時感應電動勢eEmcos 603.140.5 V1.57 V.答案解析(3)交流電壓表的示數(shù)；答案答案1.78 V解析解析電壓表示數(shù)為外電壓的有效值(4) 周期內(nèi)通過電阻R的電荷量.1234答案答案0.086 6 C答案解析