2019-2020年高三物理一轮复习 描述交变电流的物理量 电感和电容对交变电流的影响学案

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1、2019-2020年高三物理一轮复习描述交变电流的物理量电感和电容对交变电流的影响学案【基础知识回顾】一．描述交变电流的物理量1．瞬时值：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向，瞬时值是时间的函数，其关系式如e=Emsin(t+φ)2．最大值：交流电的最大值反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面和磁感线平行时，交流电动势最大，，瞬时值与最大值的关系是。3.交流电的有效值：（1）定义：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就

2、把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系是：（3）说明：①各种交流电器上所标的额定电压、电流均指有效值②交流电表的示数全为有效值③电器元件（如电容）的击穿电压（耐压值）指的是最大值，但保险丝熔断电流为有效值④一般所说交流电的值，均为有效值⑤求解交流电产生的热量问题时，必须用有效值，不能用平均值。⑥中各量均为有效值。4．平均值：交流电的平均值是交流电图象中波形与横轴（t轴）所围的面积跟时间的比值，其数值可用计算。某段时间内交流电的平均值不等于这段时间始、终时刻瞬时值的算术平

3、均值。在T/4时间内。若计算通过电路某一截面的电量，需用电流的平均值。5．周期和频率描述交变电流变化快慢的物理量。（1）周期T:交变电流完成一次周期性变化所需的时间。单位：秒。在一个周期里，交变电流的方向变化2次。（2）频率f:单位时间内完成周期性变化的次数。单位：赫兹，Hz.频率越大，交变电流变化越快。f=1/T二．电感和电容对交变电流的影响1.感抗a．感抗是电感对交变电流阻碍作用的大小，用XL表示。b．影响感抗的因素：线圈的自感系数（L）,交流电的频率（f）。L越大、f越高，XL越大c.应用：(1)低频

4、扼流圈：作用“通直流、阻交流”(2)高频扼流圈:作用“通低频、阻高频”c．2.容抗a.容抗是电容对交流的阻碍作用大小，用XＣ表示．b.影响容抗的因素：电容器的电容和交变电流的频率，电容越大，频率越高，容抗越小c.电容器的特性隔直电容器——通交流、隔直流．旁路电容器——通高频、阻低频．【要点讲练】例1.一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100，穿过每匝线圈的磁通量φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r=5Ω，外电路电阻R=95Ω,已知感应电动

5、势的最大值Em=nωφm,其中φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值，求串联在外电路中的交流电流表（理想电表）的读数。　　BbcadO’ωOR例2.匀强磁场的磁感应强度B，边长L的正方形线圈abcd共N匝,线圈电阻为r,线圈绕垂直于磁感线的轴OO’以如图所示的角速度ω匀速转动,外电路电阻为R.(1)在答卷图中标出此刻线圈感应电流的方向.(2)转动过程中感应电动势的最大值有多大?(3)线圈平面与磁感线成60°时的感应电动势多大?(4)设发电机由柴油机带动,其他能量损失不计,线圈转一周,柴油机要做多少功?(5)从图示

6、位置开始,线圈转过600的过程中通过电阻R的电量是多少？例3.多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇.过去是用变压器来实现的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速.现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的.如图所示为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压.即在正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去.调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压.那么现在电灯上的电压为____.例4.如图所示为电子技术中常用的电路之一.“~”表示低频交流，

7、“”表示高频交流，“—”表示直流，则下列叙述正确的是()A.图a中后级输入只有交流成分B.图b中后级输入只有直流成分C.图c中后级输入只有低频交流成分D.图c中后级输入只有高频交流成分【强化练习】1、一根电阻丝接入100v的直流电，1min产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦交变电压，2min产生的热量为0.5Q，那么该交变电压的最大值为（）A、50vB、100vC、50vD、50v2.甲、乙两电炉的电阻值相等，把甲和乙两电炉分别接到如图（a）和（b）所示的方形波交变电压和正弦波交变电压下，两种电压的周期和

8、峰（最大）值都相等，则（）A.用电压表测量甲电炉两端电压大B.用电压表测量甲、乙两电炉两端电压一样大C.两电炉消耗的电功率之比D.两电炉消耗的电功率之比3.如图所示，线圈的自感系数和电容器的电容都很小（如L=1mH，C=200pF），此电路的重要作用是()　　A．阻直流通交流，输出交流　B．阻交流通直流，输出直流　C．阻低频通高频，输出高频交流　D．阻高频通低频，输出低频交流和直流4.N匝矩形线圈长L1、宽L2，