20xx滬科版高中物理選修3-2第2章第2節(jié)怎樣描述交變電流word學(xué)案(編輯修改稿)
2025-01-09 23:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 一電阻 (阻值為 R)，在一個周期 (T＝ s)內(nèi)，該交變電流產(chǎn)生的熱量： Q′ ＝ I21Rt1＋ I22Rt2 ＝ (4 2)2R ＋ (－ 3 2)2R ＝ 5R 在一個周期內(nèi)直流電通過該電阻產(chǎn)生的熱量 Q＝ I2RT＝ . 由 Q＝ Q′ 得， ＝ 5R，解得 I＝ 5 A，即此交變電流的有效值 I′ ＝ I＝ 5 A 答案 5 A 四、有效值、瞬時值、平均值的區(qū)別應(yīng)用 例 4 如圖 8 所示 ， 矩形線圈面積為 S， 匝數(shù)為 N， 線圈電阻為 r， 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場中繞 OO′ 軸以角速度 ω勻速轉(zhuǎn)動 ， 外電路電阻為 90176。的過程中 ， 求 ： (1)通過電阻 R的電荷量 q； (2)電阻 R上所產(chǎn)生的熱量 Q. 答案 (1)NBSR＋ r (2)πN2B2S2ωR4?R＋ r?2 圖 8 解析 本題考查交變電流平均值、有效值的應(yīng)用，關(guān)鍵要知道求電荷量用交變電流的平均值，求熱量用交變電流的有效值． (1)依題意磁通量的變化量 ΔΦ＝ BS，線圈轉(zhuǎn)過 90176。的時間為 Δt＝ T4＝ 2π4ω＝ π2ω，平均感應(yīng)電動勢為 E ＝ NΔΦΔt＝ 2NBSωπ .平均感應(yīng)電流為 I ＝ER＋ r＝2NBSωπ?R＋ r?.通過電阻 R 的電荷量為 q＝ I Δt＝ NBSR＋ r. (2)線圈中感應(yīng)電動勢有效值和最大值 Emax的關(guān)系是 E＝ Emax2＝ NBSω2 ，電路中電流的有效值為 I＝ ER＋ r＝ NBSω2?R＋ r?. 電阻 R上產(chǎn)生的熱量為 Q＝ I2Rt＝ πN2B2S2ωR4?R＋ r?2 . 1． (對描述交變電流物理量的認(rèn)識 )如圖 9 是某種正弦式交變電壓的波形圖 ， 由圖可確定該電壓的 ( ) 圖 9 A． 周期是 s B． 最大值是 220 V C． 有效值是 220 V D． 表達(dá)式為 u＝ 220sin (100πt) V 答案 C 解析 由題圖可知，該交變電壓的周期為 s，最大值為 311 V，而有效值 U＝ Umax2 ＝3112 V＝ 220 V，故 A、 B錯誤， C正確． 正弦交變電壓的瞬時值表達(dá)式 u＝ Umaxsin ωt＝ 311sin ( ) V＝ 311sin (100πt) V， 故 D選項錯誤． 2． (正弦式交變電流有效值的計算 )一個矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動 ， 周期為 ， 當(dāng) t＝ 112T 時 ， 線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值為 2 V， 則此交變電流的有效值為 ( ) A． 2 2 V B． 2 V C. 2 V D. 22 V 答案 A 解析 先用代入法求出感應(yīng)電動勢的最大值：由 e＝ Emaxsin ωt得 2 V＝ Emaxsin (2πT T12)，由此得 Emax＝ 4 V，因此有效值為 2 2 V． 選項 A正確 ． 3. (非正弦式交變電流有效值的計算 )通過一阻值 R＝ 100 Ω的電阻的交變電流如圖 10所示 ， 其周期為 1 s． 電阻兩端電壓的有效值為 ( ) 圖 10 A． 12 V B． 4 10 V C． 15 V D． 8 5 V 答案 B 解析 根據(jù)電流的熱效應(yīng)計算電流的有效值．由 ()2R 2＋ ()2R 2＝I2R 1可得，流過電阻的電流的有效值 I＝ 1025 A，電阻兩端電壓的有效值為 U＝ IR＝ 4 10 V， B正
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