-学年高二物理人教版选修3-2学案:第5章 第2节 描述交变电流的物理量

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第2节 描述交变电流的物理量



1.交变电流完成一次周期性变化的______称为交变电流的周期.交变电流在1 s内完成周期性变化的______叫做它的频率,周期和频率互为__________即________或________.

2.让交流与恒定电流分别通过______的电阻,如果在交流的一个______内它们产生的______相等,这个恒定电流I、电压U就叫做交流的电流、电压的有效值.

3.正弦式交变电流的峰值和有效值的关系为________,____________

4.某交变电流的方向在1 s内改变100次,则其周期T和频率f分别为(  )

A.T=0.01 s B.T=0.02 s

C.f=100 Hz D.f=50 Hz

5.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生的交变电动势的图象如图1所示,则(  )



图1

A.交变电流的频率是4π Hz

B.当t=0时,线圈平面与磁感线垂直

C.当t=π s时,e有最大值

D.交流电的周期是2π s

6.如图2是一个正弦式交变电流的图象,下列说法正确的是(  )



图2

A.周期是0.2 s,电流的峰值是10 A

B.周期是0.15 s,电流的峰值是10 A

C.频率是5 Hz,电流的有效值是10 A

D.频率是0.2 Hz,电流的有效值是7.07 A



【概念规律练】

知识点一 交变电流的周期和频率

1.某交变电压随时间的变化规律如图3所示,则此交变电流的频率为________Hz.线圈转动的角速度是________rad/s.若将此电压加在10 μF的电容器上,则电容器的耐压值不应小于________V.



图3

2.我国照明电压的瞬时值表达式为e=220sin 100πt V,它的周期是________,频率是________,在1 s内电流的方向改变________次,电压最大值为________.

知识点二 交变电流的峰值和有效值

3.关于交变电流的感应电动势的有效值U和最大值Um,下列说法中正确的是(  )

A.任何形式的交变电流都具有U=Um/的关系

B.只有正(余)弦交变电流才具有U=的关系

C.照明电压220 V、动力电压380 V指的都是最大值

D.交流电压表和交流电流表测的都是最大值

4.电阻R1、R2与交流电源按照图4(a)方式连接,R1=10 Ω,R2=20 Ω.合上开关S后,通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图(b)所示.则(  )



图4

A.通过R1的电流有效值是1.2 A

B.R1两端的电压有效值是6 V

C.通过R2的电流最大值是1.2  A

D.R2两端的电压最大值是6  V

【方法技巧练】

一、有效值的计算方法

5.如图5所示为一交变电流的图象,则该交变电流的有效值为多大?



图5

6.某一交流电的电压波形如图6所示,求这一交流电的电压有效值U.



图6

二、瞬时值、最大值、有效值与平均值应用的技巧

7.如图7所示,矩形线圈的匝数为n,线圈面积为S,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R,在线圈由图示位置转过90°的过程中,求:



图7

(1)通过电阻R的电荷量q.

(2)电阻R上产生的焦耳热Q.

8.在水平方向的匀强磁场中,有一正方形闭合线圈绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动,已知线圈的匝数为n=100匝,边长为20 cm,电阻为10 Ω,转动频率f=50 Hz,磁场的磁感应强度为0.5 T 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 2+()2R×0.1

=10.8R

在这一个周某某,直流电产生的热量

Q=I2RT=0.3I2R

由Q=Q′得0.3I2R=10.8R,所以I=6 A,I′=I=6 A

13.(1)50 V 35.4 V (2)31.86 V 3.54 A

(3)0.16 C

解析 (1)Em=nBSω

=100××0.05×2π× V

=50 V

E==25 V≈35.4 V

(2)电流表示数

I=≈3.54 A

电压表示数:U=IR≈3.54×9 V=31.86 V

(3)从图示位置转过90°的过程中,

=n,

又因为=,所以q=Δt,

解得:q=== C≈0.16 C.

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