5.2 描述交变电流的物理量

《5.2 描述交变电流的物理量》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、金外学案高二物理§5.1交变电流【自主学习】要点一有效值的定义及有效值的计算1．交变电流有效值是根据电流的热效应进行定义的．理解时要注意三同：相同电阻、相同时间、产生相同热量．2．由于交流的周期特点，计算有效值时，通常取一个周期．按如下方法计算：(1)假设交变电流通过电阻R，计算交流电在一个周期内产生的热量Q(可分段计算)．(2)将热量Q用相应的物理量的有效值表示(例如Q＝I2Rt，Q＝t，进而求出相应的有效值)．要点二交变电流的平均值1．平均值的物理意义：交流电的平均值是交流电图象中波形对时间轴所围面积跟时间的比值，由于对时间所围面积的大小表示这段时间内通过的电荷量，因此计

2、算通过导体的电荷量时，要用交变电流的平均值；q＝It，平均值的计算需用＝n和I＝计算．交流电有效值是根据热效应规定的，即跟交变电流的热效应相等的直流电的值为交变电流的有效值，在计算热量、功率问题时用有效值．2．平均值的计算方法：例如某单匝线圈在磁场中匀速转动产生正弦交流电，当线圈从中性面转过90°的过程中，电动势的平均值的表达式为：E＝＝＝.但是其有效值的计算方法为E＝＝.一、瞬时值、最大值、有效值、平均值的区别与联系物理含义重要关系适用情况瞬时值交变电流某一时刻的值e＝Emsinωti＝Imsinωt计算线圈某一时刻的受力情况最大值最大的瞬时值Em＝NBSωIm＝确定用电器

3、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＝U＝Im＝(正弦式交变电流)(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＝n＝计算通过电路截面的电量金外学案高二物理二、常见的交变电流的图象和有效值的计算方法电流图象有效值正弦式交变电流I＝正弦半波电流I＝正弦单向脉动电流I＝矩形脉动电流I＝Im非对称性交变电流I＝【疑难问题】__________________________________________________________

4、___________________________________________________________________________【典型例题】题型①交变电流物理量的考查小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图1所示．此线圈与一个R＝10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻．下列说法正确的是(　C　)A．交变电流的周期为0.125sB．交变电流的频率为8HzC．交变电流的有效值为AD．交变电流的最大值为4A思维步步高怎样从图象上找出交变电流的周期？怎样找出交变电流的最大值？频率和周期之间有什么关系？有

5、效值和最大值之间有什么关系？题型②交变电流物理量的综合应用如图所示，一交流发电机线圈共N＝50匝，ab＝0.2m，bc＝0.1m，总电阻r＝10Ω，在B＝0.5T的匀强磁场中从磁通量最大位置开始以n＝100r/s的转速匀速转动，外电路中接有R＝40Ω的电阻．当线圈转过1/4周期时，求：(1)在外电阻R上产生的焦耳热Q.(2)这段时间内通过外电阻R的电荷量．（1）Emax=NBSω=314V，E有效=222.1V，(2)E平均=200V,I平均=4A,q=0.01C金外学案高二物理思维步步高根据所给的条件能求出哪些基本物理量？画出电流随时间变化的图象对解决问题有何帮助？求焦耳热

6、用什么值？求电荷量用什么值？【针对训练】1、矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图2所示．下列结论正确的是(　CD　)A．在t＝0.1s和t＝0.3s时，电动势最大B．在t＝0.2s和t＝0.4s时，电动势改变方向C．电动势的最大值是157VD．在t＝0.4s时，磁通量变化率最大，其值为3.14Wb/s2、将一电热器接在10V直流电源上，在时间t内可将一壶水烧开．现将电热器接到一个U＝10sinωtV的交变电源上，煮开同一壶水需时间___2t_____；若接到另一交流电源上，需要时间为，那么这个交流电源最大值为__

7、10根号6______．3、如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100、电阻r＝10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙正弦规律变化．求：(1)交流发电机产生的电动势最大值．(2)电路中交流电压表的示数．解：（1）交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω而Φm=BS、ω=，所以Em=由Φt图线可知：Φ