20xx滬科版高中物理選修3-2第2章第3節(jié)習(xí)題課：交變電流的產(chǎn)生及描述word學(xué)案-展示頁
2024-12-10 16:41本頁面
【正文】 于從垂直中性面處開始計時，所以感應(yīng)電動勢瞬時值表達(dá)式為 e＝ Emaxcos ωt＝ (10πt) V (3)當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過 130 s 時 e＝ 20πcos(10π 130) V＝ 10π V＝ V (4)電動勢的有效值 E＝ Emax2 ＝ 10 2π V U＝ RR＋ rE＝ 90100 10 2π V＝ 9 2π V≈ 40 V 答案 (1) V (2)e＝ (10πt) V (3) V (4)40 V 二、交變電流圖像的應(yīng)用 正弦交流電的圖像是一條正弦曲線 ， 從圖像中可以得到以下信息 ： (1)交變電流的峰值 Imax、 Emax、 周期 T、 頻率 f. (2)可根據(jù)線圈轉(zhuǎn)至中性面時電流為零的特點 ， 確定線圈處于中性面的時刻 ， 確定了該時刻 ， 也就確定了磁通量最大的時刻和 磁通量變化率最小的時刻 ． (3)可根據(jù)線圈轉(zhuǎn)至與磁場平行時感應(yīng)電流最大的特點 ， 確定線圈與中性面垂直的位置 ． 此位置也就是磁通量為零的時刻和磁通量變化率最大的時刻 ． 例 2 如圖 2 所示 ， 圖線 a是線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生正弦交流電的圖像 ，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后 ， 所產(chǎn)生正弦交流電的圖像如圖線 b所示 ， 以下關(guān)于這兩個正弦交流電的說法正確的是 ( ) 圖 2 A． 在 圖中 t＝ 0 時刻穿過線圈的磁通量均為零 B． 線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為 3∶ 2 C． 交流電 a的瞬時值為 u＝ 10sin (5πt) V D． 交流電 b的最大值為 203 V 解析 由題圖可知， t＝ 0時刻線圈均在中性面，穿過線圈的磁通量最大， A錯誤；由題圖可知 Ta∶ Tb＝ 2∶ 3，故 na∶ nb＝ 3∶ 2， B正確；由題圖可知， C正確；因 ωa∶ ωb＝ 3∶ 2，交流電最大值 Umax＝ NBSω，故 Umaxa∶ Umaxb＝ 3∶ 2， Umaxb＝ 23Umaxa＝ 203 V， D 正確 ． 答案 BCD 三、交變電流有效值的計算 求解有效值的一般方法和技巧 ： (1)首先要分析交變電流的變化規(guī)律 ， 正弦式交變電流的最大值和有效值的關(guān)系是 I＝Imax U＝Umax2 ， 非正弦式交變電流一般不符合此關(guān)系 ． (2)對于非正弦式交變電流 ， 可在一個周期內(nèi)分段求出產(chǎn)生的熱量 ， 再求熱量的總和 Q.將總熱量 Q用相應(yīng)的物理量 I或 U來表示 (如 Q＝ I2RT或 Q＝ U2R T)， 則 I或 U為非正弦式交變電流的相應(yīng)有效值 ． 例 3 如圖 3 表示一交流電電流隨時間變化的圖像 ， 其中電流的正值為正弦曲線的正半周 ， 其最大值為 Imax； 電流的負(fù)值強度為 Imax， 則該交流電的有效值為 ( ) 圖 3 B. 2Imax C． Imax D. 32 Imax 解析 根據(jù)有效值的定義，取一個周期 T，則 Q＝ (Imax2)2RT2＋ I2maxRT2＝ I2RT 解得： I＝ 32 Imax，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 ， 即最大值 、 有效值 、 瞬時值 、 平均值 ， 在不同情況下的使用 ： (1)在研究電容器的耐壓值時 ， 只能用最大值 ． (2)在研究交變電流做功 、 電功率及產(chǎn)生的熱量時 ， 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 ， 只能用平均值 ． (4)在研究某一時刻線 圈受到的安培力時 ， 只能用瞬時值 ． 特別提醒 (
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