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20xx人教版高中物理選修一52描述交變電流的物理量隨堂練習(xí)(留存版)

2025-01-27 20:10上一頁面

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【正文】 接在 10V直流電源上 , 在時(shí)間 t 內(nèi)可將一壺水燒開 . 現(xiàn)將電熱器接到一個(gè) U= 10sinωtV的交變電源上 , 煮開同一壺水需時(shí)間 ________; 若接到另一交流電源上 , 需 要時(shí)間為 t3, 那么這個(gè)交流電源的最大值為 ________. 11. 某交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖 13 所示 , 此交流電的頻率為 ________, 若將該電壓加在一阻值為 1kΩ 的純電阻用電器上 , 用電器恰能正常工作 , 則該用電器的額定功率為 ________. 圖 13 12. 圖 14 是一交變電流隨時(shí)間變化的圖象 , 求此交變電流的有效值 . 圖 14 13. 如圖 15 所示 , 線圈 abcd 的面積是 , 共 100 匝 , 線圈電阻為 1Ω, 外接電阻R= 9Ω, 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B= 1πT, 當(dāng)線圈以 300r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) , 求 : 圖 15 (1)轉(zhuǎn)動(dòng)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值和有效值 . (2)電路中交流電壓表和電流表的示數(shù) . (3)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過 90176。T Q2=U2R 可見交變電流每個(gè)周期內(nèi)將有兩次導(dǎo)通,總時(shí)間為周期的一半,選項(xiàng) C、 D 正確 . ] 10. 2t 10 6V 11. 25Hz 解析 由題中圖象可知,交流的周期 T= ,所以頻率 f= 1T= 25Hz,電壓的最大值是 220V,有效值是 2202 V,所以用電器的額定功率為 P= U2R= 12. 6A 解析 設(shè)非正弦交變電流的有效值為 I′ ,直流電的電流強(qiáng)度為 I,讓非正弦交變電流和直流電分別通過同一電阻 (阻值為 R),在一周期 (T= )內(nèi),非正弦交變電流產(chǎn)生的熱量 Q′ = I21Rt1+ I22Rt2 = (I1m2)2Rt1+ (I2m2)2Rt2 = (102)2R + ( 42)2R = 在這一個(gè)周期內(nèi),直流電產(chǎn)生的熱量 Q= I2RT= 由 Q= Q′ 得 = ,所以 I= 6A, I′ = I= 6A 13. (1)50V (2) (3) 解析 (1)Em= nBSω = 100 1π 2π 30060 V = 50V E= Em2= 25 2V≈ (2)電流表示數(shù) I= ER+ r≈ 電壓表示數(shù): U= IR≈ 9V= (3)從圖示位置轉(zhuǎn)過 90176。T4 =82RT/2+ I20R角的過程中,線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E = nΔΦΔt, 平均感應(yīng)電流 I =ER = nΔΦRΔt= nBSR+ r (2)該過程中電阻 R 上產(chǎn)生的焦耳熱為一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱的 14, Q= 14I2RT= 14(nBωS/ 2R+ r )2R2πω= πωR?nBS?24?R+ r?2 方法總結(jié) 有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的,而交變電流的平均值是交變電流中各物理量 (e, i, u)對(duì)時(shí)間的平均值,如平均電動(dòng)勢(shì) E = nΔΦΔt,平均值的大小與 Δt的取值有關(guān) . 在計(jì)算交變電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量、熱功率時(shí),只能用交變電流的有效值,而在計(jì)算通過導(dǎo)體的電荷量時(shí),只能用交變電流的平均值 . 8. (1) 104W (2) (3) 解析 (1)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 Em= nBSω= nBS的過程中 , 求 : 圖 7 (1)通過電阻 R 的電荷量 q. (2)電阻 R 上產(chǎn)生的焦耳熱 Q. 8. 在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 , 有一正方形閉合線圈繞垂直于磁感線方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) ,已知線圈的 匝數(shù)為 n= 100 匝 , 邊長(zhǎng)為 20cm, 電阻為 10Ω, 轉(zhuǎn)動(dòng)頻率 f= 50H
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