2019高考物理一轮复习专题64交变电流有效值的计算与“四值”的理解应用学案.docx

《2019高考物理一轮复习专题64交变电流有效值的计算与“四值”的理解应用学案.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、专题64交变电流有效值的计算与“四值”的理解应用一、计算交变电流有效值的方法1．利用有效值的定义计算(非正弦式电流)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)．注意“三同”：即“相同电阻”，“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，一般取一个周期．2.公式法利用E＝、U＝、I＝计算，只适用于正(余)弦式交变电流．3.多种形式组合的有效值的计算（1）分段计算电热求和得出一个周期内产生的总热量．（

2、2）利用两个公式Q＝I2Rt和Q＝t可分别求得电流有效值和电压有效值．（3）若图象部分是正弦(或余弦)式交变电流，其中的(但必须是从零至最大值或从最大值至零)和周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I＝、U＝求解．【典例1】如图所示为一交变电流随时间变化的图象，此交流电的有效值是(　　)．A．5A　B．5AC．3.5A　D．3.5A【答案】　B【典例2】如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速

3、度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为(　　)．A.　B.C.　D.【答案】　D【解析】　线框转动的角速度为ω，进磁场的过程用时周期，出磁场的过程用时周期，进、出磁场时产生的感应电流大小均为I′＝，则转动一周产生的感应电流的有效值I满足：I2RT＝2R×T，解得I＝，D项正确．【典例3】如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波式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，经过1min的时间，则(　　)A．图甲所示交变电流的有效值为AB．图乙

4、所示交变电流的有效值为AC．两电阻消耗的电功之比为1∶3D．两电阻消耗的电功之比为3∶1【答案】AC　【跟踪短训】1．某交流电的电流随时间变化图像如图所示，则此交变电流的有效值为A．lAB．3AC．D．2A【答案】C【解析】据有效值的定义可得：，代入数据解得：此交变电流的有效值。故C项正确，ABD三项错误。2．如图甲、乙、丙所示的是三个具有相同和周期T的交变电流，分别通过三个相同的电阻，下列说法中正确的是A．在相同时间内三个电阻发热量相等B．在相同时间内，甲是丙发热量的2倍C．在相同时间内，甲是乙

5、发热量的D．在相同时间内，乙发热量最大，甲次之，丙的发热量最小【答案】C3.如图所示，甲、乙为两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压波形是正弦函数图象的一部分．下列说法正确的是(　　)A．图甲、图乙均表示交变电流B．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝20sin100πt(V)C．图乙所示电压的有效值为20VD．图乙所示电压的有效值为10V【答案】ABD　二、交变电流“四值”的理解及应用物理量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e＝Emsinωti＝Imsin

6、ωt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＝BL计算通过电路截面的电荷量某段时间内感应电动势或电流的平均值大小＝n＝【典例4】一个矩形线圈的匝数为N，线圈面积为S，在磁感强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕所

7、在平面内垂直磁感线的轴匀速转动，开始时，线圈平面与磁场平行．对于它产生的交变电动势，下列说法正确的是(　　)A．瞬时值表达式为e＝NBSωsinωtB．有效值为NBSωC．平均值为NBSωD．频率为2πω【答案】B【典例4】如图甲所示的电路，已知电阻R1＝R2＝R，和R1并联的D是理想二极管(正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大)，在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压(电压为正值时，UAB>0)．由此可知(　　)甲　　　　　　　　　　　　　　乙A．在A、B之间所加的交变电压的周期为2sB．在A、B

8、之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u＝20sin100πt(V)C．在A、B之间所加的交变电压的最大值为20VD．加在R2上电压的有效值为20V【答案】B　【解析】由题图乙可知交变电压的周期T＝0.02s，选项A错误．A、B间所加交变电压的瞬时值表达式u＝20sin100πt(V)，选项B正确．在A、B之间所加的交变电压的最大值为20V，有效值为20V，选项C错误．由于电阻R1和R2串联，电压为正值的半个周期电阻R1被二极管短路，R2上电压的有效值为20V，电压为负值的半个周期，二