《(通用版)2018-2019版高中物理 第五章 交變電流 微型專題練4 交變電流的產(chǎn)生及描述學(xué)案 新人教版選修3-2》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(通用版)2018-2019版高中物理 第五章 交變電流 微型專題練4 交變電流的產(chǎn)生及描述學(xué)案 新人教版選修3-2(6頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、微型專題4交變電流的產(chǎn)生及描述學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.理解交變電流的產(chǎn)生過程,能夠求解交變電流的瞬時(shí)值.2.理解交變電流圖象的物理意義.3.知道交變電流“四值”的區(qū)別,會(huì)求解交變電流的有效值一、交變電流圖象的應(yīng)用正弦交流電的圖象是一條正弦曲線,從圖象中可以得到以下信息:1周期(T)和角速度():線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.2峰值(Em、Im):圖象上的最大值可計(jì)算出有效值E、I.3瞬時(shí)值:每個(gè)“點(diǎn)”表示某一時(shí)刻的瞬時(shí)值4可確定線圈位于中性面的時(shí)刻,也可確定線圈平行于磁感線的時(shí)刻5判斷線圈中磁通量及磁通量變化率的變化情況例1(多選)如圖1所示,圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生正弦交流電的圖象,當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速
2、后,所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖線b所示,以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交流電的說法正確的是()圖1A在圖中t0時(shí)刻穿過線圈的磁通量均為零B線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為32C交流電a的瞬時(shí)值表達(dá)式為u10sin (5t) VD交流電b的最大值為 V答案BCD解析由題圖可知,t0時(shí)刻線圈均在中性面,穿過線圈的磁通量最大,A錯(cuò)誤;由題圖可知TaTb23,故nanb32,B正確;由題圖可知,C正確;因ab32,交流電最大值UmnBS,故UmaUmb32,UmbUma V,D正確二、交變電流有效值的求解和應(yīng)用對(duì)于交變電流有效值的計(jì)算一般有以下兩種情況1對(duì)于按正(余)弦規(guī)律變化的電流,可先根據(jù)EmnBS求出其最大值,然后根
3、據(jù)E求出其有效值有關(guān)電功、電功率的計(jì)算,各種交流儀表讀數(shù)都要用有效值2當(dāng)電流按非正(余)弦規(guī)律變化時(shí),必須根據(jù)有效值的定義求解,在計(jì)算有效值時(shí)要注意三同:相同電阻、相同時(shí)間(一般要取一個(gè)周期)、產(chǎn)生相同熱量例2有兩個(gè)完全相同的電熱器,分別通以如圖2甲和乙所示的峰值相等的方波交變電流和正弦交變電流求這兩個(gè)電熱器的電功率之比圖2答案21解析交變電流通過純電阻用電器R時(shí),其電功率PI2R,I是交變電流的有效值對(duì)于題圖甲所示的方波交變電流,因大小恒定,故有效值I甲Im.對(duì)于題圖乙所示的正弦交變電流,有效值I乙P甲I m 2R,P乙2RI m 2R所以P甲P乙21.例3如圖3所示的交變電流由正弦式交變電
4、流的一半和反向脈沖電流組合而成,則這種交變電流的有效值為()圖3A.I0 B.I0 C.I0 DI0答案C解析由題圖知交變電流的周期T2 s一個(gè)周期內(nèi):前半個(gè)周期電流的有效值:I1,后半個(gè)周期電流的有效值:I2I0.設(shè)交變電流的有效值為I,根據(jù)交變電流有效值的定義有I2RTI12RI22R2RI02R,解得II0,故選項(xiàng)C正確三、交變電流“四值”的比較交變電流的四值,即峰值、有效值、瞬時(shí)值、平均值,在不同情況下的應(yīng)用:1在研究電容器的耐壓值時(shí),只能用峰值2在研究交變電流做功、電功率及產(chǎn)生的熱量時(shí),只能用有效值,交流電表顯示的也是有效值3在研究交變電流通過導(dǎo)體橫截面的電荷量時(shí),只能用平均值4在研
5、究某一時(shí)刻線圈受到的安培力時(shí),只能用瞬時(shí)值例4一個(gè)電阻為r、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈abcd共N匝,線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸OO以如圖4所示的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),外電路電阻為R.圖4(1)寫出此時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流的方向(2)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為多大?(3)線圈平面與磁感線夾角為60時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大?(4)從圖示位置開始,線圈轉(zhuǎn)過60的過程中通過R的電荷量是多少?(5)圖中理想電流表和理想電壓表的示數(shù)各是多少?答案見解析解析(1)由右手定則可判定電流的方向沿adcba.(2)EmNBSNBL2.(3)線圈平面與磁感線成60角時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eEmcos 60
6、NBL2.(4)通過R的電荷量qttN(5)理想電流表的示數(shù)I理想電壓表的示數(shù)UIR.1(交變電流圖象的應(yīng)用)如圖5甲所示,標(biāo)有“220 V40 W”的燈泡和標(biāo)有“20 F300 V”的電容器并聯(lián)到交流電源上,為交流電壓表,交流電源的輸出電壓如圖乙所示,閉合開關(guān)下列判斷正確的是()圖5At時(shí)刻,的示數(shù)為零B燈泡恰好正常發(fā)光C電容器不可能被擊穿D.的示數(shù)保持110 V不變答案B解析的示數(shù)應(yīng)是電壓的有效值220 V,故A、D錯(cuò)誤;電壓的有效值恰好等于燈泡的額定電壓,燈泡正常發(fā)光,B正確;電壓的峰值Um220 V311 V,大于電容器的耐壓值,故電容器有可能被擊穿,C錯(cuò)誤2(交變電流有效值的應(yīng)用)如
7、圖6所示,圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時(shí)間的變化關(guān)系若使這兩種電流分別通過兩個(gè)完全相同的電阻,則經(jīng)過1 min的時(shí)間,兩電阻消耗的電功之比W甲W乙為()圖6A1 B12 C13 D16答案C解析計(jì)算電功時(shí),I要用有效值題圖甲中,設(shè)周期為T,由有效值的定義得( A)2R0( A)2RI12RT,得I1 A;圖乙中,電流的大小不變,I21 A,由WI2Rt可以得到W甲W乙13,C正確3(有效值的計(jì)算和應(yīng)用)(多選)如圖7甲所示為電熱毯電路示意圖,交流電壓u311sin 100t(V),當(dāng)開關(guān)S接通時(shí),電熱絲的電功率為P0;當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),加在電熱絲上的電壓如圖乙所示,則()圖7A開關(guān)接通時(shí),交流電壓表的讀數(shù)為220 VB開關(guān)接通時(shí),交流電壓表的讀數(shù)為311 VC開關(guān)斷開時(shí),交流電壓表的讀數(shù)為311 V,電熱絲功率為D開關(guān)斷開時(shí),交流電壓表的讀數(shù)為156 V,電熱絲功率為答案AD解析當(dāng)S接通時(shí),加在電熱絲上的瞬時(shí)電壓u311sin 100t(V),所以電熱絲兩端的電壓的有效值U1 V220 V,故A正確,B錯(cuò)誤當(dāng)S斷開時(shí),前半個(gè)周期內(nèi)所加電壓不變,但后半個(gè)周期內(nèi)U20,所以電熱絲的功率PP0.設(shè)此時(shí)交變電壓的有效值為U2,由得U2156 V,即電壓表的讀數(shù)為156 V,故D正確,C錯(cuò)誤6