全优课堂2016_2017学年高中物理第2章交变电流第3节表征交变电流的物理量课件.ppt

第三节　表征交变电流的物理量 1．把一段确定的导线做成线圈，在确定的磁场中绕垂直于磁场的轴线以固定的转速转动，产生的交流电动势最大的情况是(　　) A．做成方形线圈，线圈平面垂直于转轴 B．做成方形线圈，转轴通过线圈平面 C．做成圆形线圈，转轴通过线圈平面 D．做成圆形线圈，线圈平面垂直于转轴 【答案】C 2．交流发电机在工作时电动势为e＝Emsin ωt，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为(　　) 3．一台发电机产生的正弦式交变电流的电动势最大值是400 V，线圈匀速转动的角速度是100π rad/s，写出瞬时电动势的表达式，在1 s内电流方向改变多少次？ 【答案】e＝400sin ωt　100 一、周期和频率 1．周期：交变电流完成__________________的时间，用T表示，单位是秒． 2．频率：交变电流在1 s内完成周期性变化的______，用______表示，单位是______，符号是Hz. 二、峰值和有效值 1．峰值：交变电流的电压、电流在一个周期内所能达到的______数值． 2．有效值：使交变电流和恒定电流通过阻值______的电阻，在交流的一个周期内，它们产生的热量相等，这个恒定电流、电压，叫做这个交流的有效值． 4．应用：(1)电器元件或设备上所标的耐压值指该设备所能承受的交流电________． (2)交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是________；交流电压表测量的数值是_______；交变电流的数值在无特别说明时都指________． 什么时候要用到交变电流的有效值？什么时候用交变电流的最大值？ 【答案】所有电表的读数都是交变电流的有效值，而电容器的击穿电压要用交变电流的最大值来进行表示. 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)． 3．常见的交变电流的图象和有效值 如图所示，两个完全相同的电热器，分别通有峰值相等的方波交变电流和正弦式交变电流，则这两个电热器的电功率之比P1∶P2＝________. ?题后反思 有效值常见的错误是不管电流是什么形式的电流，直接用正弦式交流电的有效值的计算方法进行计算，正确的计算方法应该根据交流电的热效应和某一直流电相等，在时间的取值上，要至少取一个周期作为研究单位． 1．(多选)(2016·咸阳一模)如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦式电流的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦式电流的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦式电流的说法正确的是(　　) (2)在交变电流图象中，图线与横轴(t轴)所围的面积跟时间的比值，为交变电流的平均值． 如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R.当线圈由图示位置转过90°的过程中，求： (1)通过电阻R的电荷量q. (2)电阻R上产生的焦耳热Q. 2．由例2，(1)写出求线圈中感应电流的瞬时值的表达式． (2)若其他条件不变，线圈自图示位置转过270°的过程中，感应电动势的平均值、有效值是多少？ 在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈的匝数为n＝100匝，边长为20 cm，电阻为10 Ω，转动频率f＝50 Hz，磁场的磁感应强度为0.5 T，求： (1)外力驱动线圈转动的功率； (2)转至线圈平面与中性面的夹角为30°时，线圈产生的感应电动势及感应电流的大小； (3)线圈由中性面转至与中性面成30°夹角的过程中，通过线圈横截面的电荷量． 答案：(1)1.97×104 W　(2)314 V　31.4 A　 (3)0.027 C ?题后反思 (1)电功率由交流电的有效值计算． (2)通过线圈横截面的电荷量由交流电的平均值计算． (3)交流电瞬时值表达式与计时起点有关． 3．交流发电机线圈电阻r＝1 Ω，用电器电阻R＝9 Ω，电压表示数为9 V，如图所示，那么该交流发电机(　　) A．电动势的峰值为10 V B．电动势的有效值为9 V 1．对交变电流通过电阻产生的热量和通过的电荷量的理解 (1)明确热量是与做功有关的物理量，所以求解电流产生的热量要用电流的有效值来计算； (2)电荷量是电流对时间的积累，所以求解电荷量时要用电流的平均值来计算； (3)此类题目往往不会直接给出电流的有效值或平均值，而是会在计算中体现出来． 2．求解思路 求解热量和电荷量思路不同． (1)求解热量，按以下思路 (2)求