物理 第2章 交變電流 習題課 交變電流的產(chǎn)生及描述 同步備課 教科版選修3-2

習題課交變電流的產(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)容索引題型探究達標檢測1題型探究一、交變電流圖像的應用例例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(guān)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 V答案解析圖1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，D正確.二、交變電流有效值的計算對于交變電流有效值的計算一般有以下兩種情況：(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(guān)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.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答案解析圖221交變電流通過純電阻用電器R時，其電功率PI2R，I應該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I甲Im.三、交變電流“四值”的應用比較交變電流的四值，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，只能用瞬時值例例3 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的勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸OO以如圖3所示的角速度勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R.(1)寫出此時刻線圈感應電流的方向答案解析圖3見解析由右手定則可判定電流的方向沿adcba.(2)線圈轉(zhuǎn)動過程中感應電動勢的最大值為多大？答案解析圖3見解析EmNBSNBL2.答案解析見解析(3)線圈平面與磁感線夾角為60時的感應電動勢為多大？線圈平面與B成60角時的瞬時感應電動勢(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？答案解析圖3見解析(5)圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？答案解析圖3見解析電流表的示數(shù)達標檢測21.如圖4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(guān)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A.1 B.12 C.13 D.16答案解析圖412題圖乙中，i的值不變，故I21 A，由WUItI2Rt可以得到W甲W乙13，C正確.122.如圖5所示，在勻強磁場中有一個“”形導線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動，已知勻強磁場的磁感應強度B T，線框的CD邊長為20 cm，CE、DF長均為10 cm，轉(zhuǎn)速為50 r/s.若從圖示位置開始計時：(1)寫出線框中感應電動勢的瞬時值表達式；答案解析圖51212(2)在et坐標系中作出線框中感應電動勢隨時間變化關(guān)系的圖像.答案解析圖512見解析圖線框中感應電動勢隨時間變化關(guān)系的圖像如圖所示.