人教版高二物理选修：描述交变电流的物理量习题课

人教版高二物理选修3-2第五章：5.2 描述交 变电流 的物理 量 习题课(共30张PPT)
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5.2 描述交流电的物理量 习题课
复习回忆
正弦交流电的产生及变化规律 1、产生：
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向 的轴匀速转动时，产生正弦交流电。
2、中性面：
跟磁场方向垂直的平面叫做中性面。 这一位置穿过线圈的磁通量最大，磁通量 变化率为零，线圈中无感应电动势。
一、描述交变电流变化快慢的物理量
1、周期T： 交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图10－1－3甲
所示，则下列说法正确的是
(B )
A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大 C．t＝0.02 s时刻，交流电动势达到最大
D．该线圈产生的交流电动势的图像如图乙所示
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(1)Q
2I12
Rt1
2
I
2 2
Rt2
2.8J
(2)Q I 2Rt
I 2.8A
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•例１．关于交变电流的几种说法正确的是C( )
4.（5分）一盏灯额定电压为220 V，当将它接入峰值
为311 V的正弦式交变电压上时，这盏灯( )
A.将不亮
B.灯丝被烧坏
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C.正常发光
D.只能暗淡发光
【解析】选C.额定电压220 V是指有效值，对应最大值
为311 V，故灯泡接入峰值为311 V的正弦式交变电压
上能正常发光，选C.
5、某交流发电机产生的感应电动势与时间的
e＝Emsinωt i＝Imsinωt 分析线圈某一时刻的受力情况
最大值 最大的瞬时值
Em＝nBSωIm＝RE＋mr 确定电容器的耐压值
有效值
跟交变电流的热效 应等效的恒定电流
值
E＝Em/ 2 U＝Um/ 2 I＝Im/ 2
(1) 计 算 与 电 流 热 效 应 相 关 的 量(如功率、热量) (2)交流电表的测量值 (3)电气设备标注的额定电压、 额定电流
2、频率f： 交变电流一秒内完成周期性变化的次数。
3、转速n 线圈在一秒内所转的圈数。
4、角频率w：线圈在磁场中转动的角速度
5、关系：
f 1 T
2 2f 2n
T
一个周期内电流方向改变两次。
二、 交变电流大小的描述：
．正弦交变电流“四值”辨析
物理含义
重要关系
适用情况
交变电流某一时刻
瞬时值
的值
“三同一代替”，即电阻相同、时间相同、产生 的热量相同，直流值代替交流有效值．
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2、有效值的说明：
A．交流用电器的额定电压和额定电流指的是 有效值；而电容器所标的耐压值指的是最大值 B．对于交流电若没有特殊说明的均指有效值 C．交流电流表和交流电压表的读数是有效值 D．保险丝的熔断电流指的是有效值 E.计算电功、电热都用有效值. F、有效值不是平均值。同时： I有≠(0+Im )/2
(3)若图像部分是正弦(或余弦)交流电，其中的14和12周期部 分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的 关系 I＝Im/ 2，U＝Um/ 2求解。
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例2.如图10－1－16是某种正弦式交变电压的波 形图，由图可确定该电压的( )
BC
A．周期是0.01 s ． B、最大值是311 V
C．有效值是220 V
D．表达式为u＝220sin 100πt(V)
3、一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热 功率是P，当接到电压为u=10sinωtV的交流电 源上，它的发热功率（ B ） A．0.25P B．0.5P C．P D．2P
(4)保险丝的熔断电流
平均值
交变电流图象中图 线与时间轴所夹面
积与时间的比值
E
＝nΔΔΦt
I
E ＝R＋r
计算通过电路截面的电量
q
R
二.描述交变电流大小的物理量：
有效值
1、 根据电流的热效应来定义：让交变电流和
恒定电流分别通过大小相同电阻，如果在交流的一 个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流是I 、电压是U，我们就把这I、U叫做这个交流的有效 值。
• A．使用交变电流的电气设备上所标的电压 电流值是指峰值 • B．交流电流表和交流电压表测得的值是电 路中的瞬时值 • C．跟交变电流有相同热效应的直流电的值 是交流的有效值 • D．通常照明电路的电压是220伏，指的是峰 值。
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关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线
圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期
分别变为（ B
）
A．400V，0.02s B．200V, 0.02s C．400V, 0.08s D．200V, 0.08s
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例6．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速
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例7、如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速 转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转 速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示， 以下关于这两个正弦交流电的说法正确的( )． A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B．线圈先后两次转速之比为3∶2 C．交流电a的瞬时值为u＝10sin 5πt(V)