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《专题44+交变电流“四值”的应用-2017-2018学年高二物理专题提升之电学+word版含解析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、一：专题概述交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值从中性面开始计时e＝Emsinωti＝Imsinωt计算线圈某时刻的受力情况峰 值最大的瞬时值Em＝nBSωIm＝讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E＝U＝I＝(只适用于正弦式交变电流)(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是指有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值(4)交流电压表和电流表的读数为有效值平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与
2、时间的比值=BL=n=计算通过电路截面的电荷量二：典例精讲典例1：如图所示,边长为L的正方形线圈abdc的匝数为n,线圈电阻为r,外电路的电阻为R,ab的中点和cd的中点的连线OO'恰好位于匀强磁场的边界上,磁感应强度为B.现使线圈以OO'为轴,以角速度ω匀速转动.求:(1)闭合电路中电流瞬时值的表达式.(2)线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上产生的热量.(3)电阻R上的最大电压.【答案】(1)sinωt (2) (3)(2)在线框由图示位置匀速转动90°的过程中,用有效值来计算电阻R上产生的热量Q=I2R·,其中I=,T=.即Q=I
3、2R·=.(3)由部分电路欧姆定律可知电阻R上的最大电压Um=ImR=.典例2：如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：(1)感应电动势的最大值；(2)从图示位置起转过圈的时间内，负载电阻R上产生的热量；(3)从图示位置起转过圈的时间内，通过负载电阻R的电荷量；(4)电流表的示数．【答案】(1)π2Bnr2 (2) (3) (4)(2)在线圈从图示位置转过圈的时间内，电动势
4、的有效值为E＝＝电阻R上产生的热量为Q＝()2R·＝(3)在线圈从图示位置转过圈的时间内，电动势的平均值为＝通过R的电荷量q＝·Δt＝·Δt＝＝(4)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E′，由有效值的定义得·＝T，解得E′＝故电流表的示数为I＝＝.典例3：如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，一个半径r＝0.10m、匝数n＝20匝的线圈套在永久磁铁槽中，槽中磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右侧视图如图乙所示)，线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B＝T，线圈的电阻R1＝0.50Ω，它的引出线接有R2＝9.50Ω的小灯泡L，为理想交流电流
5、表．当线圈框架的P端在外力作用下沿轴线做往复运动，便有电流通过灯泡．若线圈往复运动的规律如图丙所示(v取向右为正)，则下列判断正确的是( )A．电流表的示数为0.24AB．0.01s时回路中的电流最大C．回路中交流电的频率为50HzD．0.015s时灯泡L中电流的方向为从C→L→D【答案】CD三总结提升1.交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的,所以进行有效值计算时,要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算.注意“三同”:即“相同电阻”上,“相同时间”内,产生“相同热量”.计算时“相同时间”要取周期的整数倍,一
6、般取一个周期.注意:在交流电路中,电压表、电流表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值.在没有具体说明的情况下,所给出的交变电流的电压、电流指的是有效值.2.对有效值的理解(1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值；(2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效值；(3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值；(4)没有特别加以说明的，是指有效值；(5)“交流的最大值是有效值的倍”仅用于正弦交流电。(但当讨论电容器的击穿电压时，要用最大值)四提升专练1.(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin100πt(
7、V)。对此电动势，下列表述正确的是( )A．最大值是50VB．频率是100HzC．有效值是25VD．周期是0.02s【答案】CD2.一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知该交变电流( )A．周期为0.125sB．电压的有效值为10VC．电压的最大值为20VD．电压瞬时值的表达式为u＝10sin8πt(V)【答案】B【解析】由图象可知，交变电流的周期为0.250s，A错误；电压的有效值U＝V＝10V，B正确；电压的最大值为20V，C错误；电压瞬时值的表达式为u＝20sin8πt(V)，D错误。3.(多选)如图甲所示，标有“
8、220V 40W”的灯泡和标有“20μF 300V”的电容器并联到交流电源上，为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关．下列判断正确的是( )A．t＝时刻，的示数为
