（通用版）2018-2019版高中物理第五章交变电流微型专题练4交变电流的产生及描述学案

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1、微型专题4交变电流的产生及描述［学习目标］1.理解交变电流的产生过程，能够求解交变电流的瞬时值.2.理解交变电流图象的物理意义.3.知道交变电流“四值”的区别，会求解交变电流的有效值.启迪思维探究重点重点探究一、交变电流图象的应用正弦交流电的图彖是一条正弦曲线，从图彖中可以得到以下信息:9j［1.周期（7）和角速度（•）：线圈转动的角速度—尸2.峰值（圧、A）：图象上的最大值.可计算出有效值亠肩3.瞬时值：每个“点”表示某一时刻的瞬时值.4.可确定线圈位于中性面的时刻，也可确定线圈平行于磁感线的时刻.ae5.判断线圈中磁通量。及磁通量变化率飞7的变化情

2、况.【例1］（多选）如图1所示，图线日是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象,当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线力所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（）A.在图中Z=0时刻穿过线圈的磁通量均为零B.线圈先后两次转速之比为3:2C.交流电日的瞬时值表达式为〃=10sin（5Jit）VD.交流电方的最大值为丁V答案BCD解析rh题图可知，方=0时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，A错误；由题图可知Tlt:Tb=2:3,故/?.,:仏=3:2,B正确；由题图可知，C正确；因5:叫=3:2,交流220电最大值lk=nBS

3、3,故乩:&=3:2,ab=~LL=—V,D正确.二、交变电流有效值的求解和应用对于交变电流有效值的计算一般有以下两种情况1.对于按正（余）弦规律变化的电流，可先根据E=3求岀其最大值，然后根据*出其有效值.有关电功、电功率的计算，各种交流仪表读数都要用有效值.2.当电流按非正（余）弦规律变化时，必须根据有效值的定义求解，在计算有效值时要注意三同：相同电阻、相同吋间（一般要取一个周期）、产生相同热量.【例2］有两个完全相同的电热器，分别通以如图2甲和乙所示的峰值相等的方波交变电流和图2止弦交变电流.答案2：1解析交变电流通过纯电阻用电器朮时,其电功率P

4、=fR,/是交变电流的有效值.对于题图甲所示的方波交变电流，因大小恒定，故有效值/甲=厶.对于题图乙所示的正弦交变电流，有效值/乙=P\：=T「R,甩=障）店*几叨所以P甲：P乙=2:1.【例3】如图3所示的交变电流由正眩式交变电流的一半和反向脉冲电流组合而成，则这种交变电流的有效值为（）答案C解析由题图知交变电流的周期=2s.-个周期内：前半个周期电流的有效值：fD.To1A.-7o后半个周期电流的有效值：厶=厶・设交变电流的有效值为厶根据交变电流有效值的定义有fRT=Zi匸予-To,故选项C正确.三、交变电流“四值”的比较交变电流的四值，即峰值、

5、有效值、瞬时值、平均值，在不同情况下的应用:1.在研究电容器的耐压值时，只能用峰值.2.在研究交变电流做功、电功率及产生的热量时，只能用有效值，交流电表显示的也是有效值.3.在研允交变电流通过导体横截面的电荷量时，只能用平均值.4.在研究某一时刻线圈受到的安培力时，只能用瞬时值.【例41一个电阻为厂、边长为L的正方形线圈臼力/共用匝，线圈在磁感应强度为〃的匀强磁场屮绕垂直于磁感线的轴00f以如图4所示的角速度g匀速转动，外电路电阻为R.(1)写出此时刻线圈屮感应电流的方向.(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值为多大？(3)线圈平而与磁感线夹角为60°

6、时的感应电动势为多大？(4)从图示位置开始，线圈转过60°的过程中通过水的电荷量是多少?(5)图中理想电流表和理想电压表的示数各是多少？答案见解析解析(1)由右手定则可判定电流的方向沿adcba.Q)E=NBS3=NBr3.(3)线圈平面与磁感线成60°角时的瞬时感应电动势e=Ecos60°(4)通过斤的电荷量/VA①——Atq=I・△t=—.—・△t/?+r_4①NBE・sin60。血NBf=A/?+r=~R+r=2(/?+r)（5）理想电流表的示数__&NBI?3_斤+z一辺（斤+1）_边（斤+1）理想电压表的示数U=IR=NBC3R达标检测1.（

7、交变电流图象的应用）如图5甲所示，标有“220V40W”的灯泡和标有"20pF300V”的电容器并联到交流电源上，⑨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（）图5TA.方=㊁时刻，⑨的示数为零B.灯泡恰好正常发光C.电容器不可能被击穿D.⑨的示数保持ll（h/2V不变答案B解析⑨的示数应是电压的有效值220V,故A、D错误；电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压，灯泡正常发光，B正确；电压的峰值tt=22（h/2V^311V,大于电容器的耐压值，故电容器有可能被击穿，C错误.2.（交变电流有效值的应用）如图6所示，图甲和图乙

8、分别表示正眩脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系.若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，