2019-2020年高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第16點(diǎn) 把握“等效”緊扣“三同”求交流電的有效值 教科版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第16點(diǎn) 把握“等效”緊扣“三同”求交流電的有效值 教科版選修3-2 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)弦交流電． (2)非正弦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(一個(gè)周期內(nèi))變化的圖像，求此交變電壓的有效值． 圖1 解題指導(dǎo)　設(shè)交變電壓的有效值為U′，恒定直流電的電壓為U，讓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(T＝0.4 s)內(nèi)，交變電壓產(chǎn)生的熱量：Q′＝t1＋t2＋t3＋t4 在這一個(gè)周期內(nèi)，恒定直流電壓產(chǎn)生的熱量 Q＝T 由Q＝Q′， 代入數(shù)據(jù)得U＝ V，U′＝U＝ V 答案　 V 方法總結(jié)　計(jì)算非正弦交變電流的有效值只能運(yùn)用定義求解，其一般步驟是： (1)計(jì)算非正弦交變電流在一個(gè)周期內(nèi)通過某電阻產(chǎn)生的熱量Q′. (2)計(jì)算恒定直流電在這一個(gè)周期內(nèi)通過該電阻產(chǎn)生的熱量Q. (3)根據(jù)Q＝Q′列方程． (4)解方程，求出恒定直流電的數(shù)值，此數(shù)值就是非正弦交變電流的有效值． 1. 如圖2表示一交變電流隨時(shí)間變化的圖像．其中，從t＝0開始的每個(gè)時(shí)間內(nèi)的圖像均為半個(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)半周期的最大值不同，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，得I2RT＝IR＋I(xiàn)R，代入數(shù)據(jù)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來調(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3 A．110 V B．110 V C. V D. V 答案　A 解析　設(shè)該電壓的有效值為U，根據(jù)有效值定義有＝T，解得U＝110 V，則A項(xiàng)正確．