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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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