高中物理 模块专题复习 专题五 专题五 交变电流“四值”的理解与应用学案 新人教版选修3-2

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1、专题五交变电流“四值”的理解与应用交变电流的“四值”即最大值、瞬时值、有效值、平均值，近几年来的高考在考查“交变电流”一章的有关内容时，主要是考查了交变电流的“四值”.很多学生在学习和复习中对这四个类似但又需要严格区别的物理量分辨不清.理解好这四个值对于解交变电流相关的习题帮助很大.一、瞬时值与最大值1.瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向.从中性面开始计时，其瞬时值表达式为：e＝Emsinωt，i＝Imsinωt；从垂直中性面位置开始计时，其瞬时值表达式为：e＝Emcosωt，i＝Imcosωt.2.峰值(最大值)(1)线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，电动势的最

2、大值Em＝nBSω.(2)加在电容器、二极管上交流电压的最大值不能超过其标称的耐压值.[复习过关]1.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为240r/min，若线圈平面转至与磁场方向平行时的电动势为2V，则从中性面开始计时，所产生的交流电动势的表达式为e＝________V，电动势的峰值为________V，从中性面起经s，交流电动势的大小为________V.答案　2sin(8πt)　2　1解析　当线圈平面与磁场平行时，感应电动势最大，即Em＝2V，ω＝2πn＝2π×rad/s＝8πrad/s，则从中性面开始计时，瞬时值表达式e＝Emsinωt＝2sin(8πt)V，当t＝s时，

3、e＝2sinV＝1V.非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。2.如图1所示，圆形线圈共100匝，半径为r＝0.1m，在磁感应强度B＝0.1T的匀强磁场中绕过直径的轴匀速转动，角速度为ω＝rad/s，电阻为R＝10Ω，若以图示位置为t＝0时刻，求：图1(1)转过90°时，线圈中的感应电流为多大？(2)写出线圈中电流的表达式.答案　(1)3A　(2)i＝3sinA解析　当从题图示位置转过90°时，线圈中有最大感应电流.图示位置为中性面，从中性面位置开始计时，表明瞬时值

4、e与t是正弦关系.(1)Em＝nBSω＝100×0.1×π×0.12×V＝30V.Im＝＝A＝3A.(2)i＝3sinA.3.频率为50Hz的交变电流，电压u＝100sin(ωt)V，把它加在激发电压、熄灭电压均为50V的霓红灯的两端，求在半个周期内霓虹灯发光的时间.答案　s解析　因为ω＝2πf＝2π×50rad/s＝100πrad/sT＝＝s＝0.02s所以电压的瞬时值表达式为u＝100sin(100πt)V依据题意可知：当加在霓红灯两端的电压大于或等于50V时，霓红灯就发光，即：100sin(100πt)≥50且0≤t≤解此不等式组得：≤t≤故半个周期内霓虹灯发光的时间为非常

5、感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。t＝s＝s.二、有效值与平均值1.有效值：(1)计算：①利用I＝，U＝，E＝计算，只适用于正弦式或余弦式交流电.②据电流的热效应计算(非正弦式交流电)，计算时要注意：三同“相同时间”至少要取一个周期的时间.(2)适用情况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④保险丝的熔断电流2.平均值：求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，q＝t＝t＝n.[复习过关]4.如图2所示

6、为一交流电的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值是(　　)图2A.5AB.5AC.3.5AD.3.5A答案　B解析　设交流电与直流电通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有：(4)2R·＋(3)2R·＝I2RT解得I＝5A.5.将正弦交流电经过整流器处理后，得到的电流波形刚好去掉了半周，如图3，它的有效值是(　　)非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。图3A.2AB.AC.AB.1A答案　D解析　设交流电电流的有效值为I，周期为T，电阻为R

7、，则有：I2RT＝2R·解得：I＝＝1A.6.(多选)先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电(如图4).第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图5甲所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示.若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是(　　)图4图5A.第一次灯泡两端的电压有效值是U0B.第二次灯泡两端的电压有效值是U0C.第一次和第二次灯泡的电功率之比是2∶9D.第一次和第二次灯泡的电功率之比是1∶5答案　AD解析　第一次灯泡两端的电压有效值为