人教版高中物理选择性必修二 同步精讲精练3.2交变电流的描述（解析版）.docx

3.2交变电流的描述解析版

目录

TOC\o1-1\h\u一、【周期和频率知识点梳理】 1

二、【四值问题知识点梳理】 2

三、【感抗和容抗知识点梳理】 9

【周期和频率知识点梳理】

1．周期(T)：交变电流完成一次周期性变化所需的时间．在交变电流的图像中，一个完整的正弦波形对应的时间为一个周期T.

2．频率(f)：周期的倒数叫作频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数．

3．周期和频率的关系：T＝eq\f(1,f)或f＝eq\f(1,T)，如图为我国照明电路的u－t图像，则交流电的周期T＝0.02s，频率f＝50Hz.

4．角速度与周期、频率的关系：ω＝eq\f(2π,T)＝2πf.

5．交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度ω或转速n有关．ω(n)越大，周期越短，频率越高，其关系为T＝eq\f(2π,ω)，ω＝eq\f(2π,T)＝2πf＝2πn.

【周期和频率举一反三练习】

1．（多选）关于交变电流的周期和频率，下列说法正确的是（）

A．正弦式交变电流连续两次出现正向最大值的时间间隔等于周期

B．50Hz的交变电流，其周期为0.05s

C．频率为50Hz的交变电流，1s内方向变化100次

D．频率为50Hz的交变电流，1s内方向变化50次

【答案】AC【详解】A．正弦式交变电流连续两次出现正向最大值的时间间隔等于一个周期，故A正确；B．50Hz的交变电流，根据周期与频率的关系可知其周期为0.02s，故B错误；CD．频率为50Hz的交变电流，在一个周期内交流电方向改变2次，则1s内改变的次数n=2f=100次故C正确，D错误。故选AC。

2．发电机与电动机的结构非常相似。图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，发电机线圈内阻为，外接一只电阻为的灯泡，不计电路的其他电阻，则（????）

A．时线圈平面与中性面垂直 B．每秒内电流方向改变100次

C．产生交变电流的周期为 D．线圈的转速为

【答案】B【详解】A．由图象乙可知t=0.02s时感应电动势为零，处于中性面上，故A错误；BC．由题图乙可知周期T=0.02s，线框每转一周，电流方向改变两次，每秒电流方向改变100次，故B正确C错误；D．线圈的转速为故D错误。故选B。

3．一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势（V），则以下说法正确的是（）

A．交变电流的频率是 B．交变电流的周期是0.01s

C．时，线圈位于中性面 D．时，e有最大值

【答案】C【详解】AB．线圈的角速度为100πrad/s故其频率为故AB错误；C．时此时线圈处在中性面上，故C正确；D．时故D错误。故选C。

4．由交流电动势的瞬时值表达式，可知（）

A．此交流电的频率是

B．此交流电的周期是

C．当时，此交流电动势有最大值

D．当时，产生此交流电的线圈平面与中性面重合

【答案】D【详解】AB．由交流电动势的瞬时值表达式可知由公式解得，故AB错误；C．当时，此交流电动势为故C错误；D．当时，此交流电动势为可知，线圈与磁场垂直，即产生此交流电的线圈平面与中性面重合，故D正确。故选D。

【四值问题知识点梳理】

1．峰值：

(1)交变电流的电压、电流能达到的最大数值叫峰值．若将交流电接入纯电阻电路中，则电路中的电流及外电阻两端的电压的最大值分别为Im＝eq\f(Em,R＋r)，Um＝ImR.

(2)电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿．

2．有效值：确定交变电流有效值的依据是电流的热效应．让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，则此恒定电流的数值叫作交变电流的有效值．

(1)在正弦式交变电流中，最大值与有效值之间的关系

E＝eq\f(Em,\r(2))＝0.707Em，U＝eq\f(Um,\r(2))＝0.707Um，I＝eq\f(Im,\r(2))＝0.707Im

(2)当电流是非正弦式交变电流时，必须根据有效值的定义求解．先计算交变电流在一个周期内产生的热量Q，再将热量Q用相应的物理量的有效值表示，即Q＝I2RT或Q＝eq\f(U2,R)T，最后代入数据求解有效值．

3．有效值的理解

(1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值．

(2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效值．

(3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值．

(4)没有特别加以说明的，是指有效值．

(5)“交流的最大值是有效值的eq\r(2)倍”仅适用于正(余)弦式交变电流．

4．有效值的计算

(1)公式法：利用E＝eq\f(Em,\r(2))