高中物理 第2章 交變電流的產(chǎn)生及描述學(xué)案 教科版選修3-2-文庫吧
2024-11-19 03:35 本頁面
【正文】 流，可先根據(jù) Em＝ NBSω 求出其峰值，然后根據(jù) E＝ Em2求出其有效值． 2．當(dāng)電流按非正弦規(guī)律變化時(shí)，必須根據(jù)有效值的定義求解．計(jì)算時(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 3 圖 3 表示一交流電電流隨時(shí)間變化的圖像，其中電流的正值為正弦曲線的正半周，其最大值為 Im；電流的負(fù)值強(qiáng)度為 Im，則該交流電的有效值為 ( ) 圖 3 A. Im2 B. 2Im C． Im D. 32 Im 解析 根據(jù)有效值的定義，取一個(gè)周期 T，則 Q＝ ( Im2)2RT2＋ I2mRT2＝ I2RT 解得 I＝ 32 Im，故選 D. 答案 D 四、交變電流 “ 四值 ” 的應(yīng)用比較 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 下的使用： (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)在研究某一時(shí)刻線圈受到的安培力時(shí)，只能用瞬時(shí)值． 特別提醒 (1)交變電流的平均值是針對(duì)某一過程的物理量，在不同的時(shí)間內(nèi)平均值一般不相同． (2)平均電動(dòng)勢(shì)不等于初、末兩時(shí)刻瞬時(shí)值的平均值，必須用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算即 E ＝NΔ ΦΔ t . 例 4 圖 4 一個(gè)總電阻為 r、邊長為 L 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 ω 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為 R. (1)求此時(shí)刻線圈感應(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)設(shè)發(fā)電機(jī)由柴油機(jī)帶動(dòng)，其他能量損失不計(jì)，線圈轉(zhuǎn)一周柴油機(jī)做多少功？ (4)從圖示位置開始，線圈轉(zhuǎn)過 60176。 的過程中通過 R的電荷量是多少？ (5)圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？ 解析 (1)由右手定則可判定電流的方向沿 adcba. (2)Em＝ NBSω ＝ NBωL 2. (3)電動(dòng)勢(shì)的有效值 E＝ Em2. 電流的有效值 I＝ ER＋ r，由于不計(jì)能量損失，柴油機(jī)做的功全部轉(zhuǎn)化為電能，線圈轉(zhuǎn)一周，柴油機(jī)做的功 W＝ EIt＝ E2R＋ rt＝??????NBωL 222R＋ r 2πω ＝π N2B2ωL 4R＋ r . (4)通過 R 的電荷量 q＝ I Δ t＝NΔ ΦΔ tR＋ r Δ t ＝ NΔ ΦR＋ r＝ NBL2sin 60176。R＋ r ＝3NBL2R＋ r (5)電流表示數(shù) I＝ ER＋ r＝ Em2 R＋ r＝ NBL2ω2 R＋ r 電壓表示數(shù) U＝ IR＝ NBL2ωR2 R＋ r 答案 見解析 1． (交變電流圖像的應(yīng)用 )圖 5 甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化．下列 說法正確的是 ( ) 圖 5 A．甲表示交流電，乙表示直流電 B．兩種電壓的有效值相等 C．甲電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為 u＝ 311sin (100π t) V D．甲交變電流的有效值比乙交變電流的有效值大 答案 CD 解析 兩題圖中交變電流的大小和方向都隨時(shí)間變化，在 t軸的上方為正，下方為負(fù)， A錯(cuò)．有效值 E＝ Em2只對(duì)正弦交流電適用，將兩個(gè)圖像疊放在一起，可以看出兩個(gè)交變電流的最大值相等，甲對(duì)應(yīng)的有效
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