高中物理第2章第2節(jié)描述交流電的物理量學(xué)案教科版選修3-2-展示頁
2024-12-20 05:50本頁面
【正文】 均值的區(qū)別及應(yīng)用 例 4 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磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知線圈的匝數(shù)為 n＝ 100 匝，邊長(zhǎng)為 20 cm，電阻為 10 Ω ，轉(zhuǎn)動(dòng)頻率 f＝ 50 Hz，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 T，求： (1)外力驅(qū)動(dòng)線圈轉(zhuǎn) 動(dòng)的功率； (2)轉(zhuǎn)至線圈平面與中性面的夾角為 30176。 角的過程中，通過線圈中導(dǎo)線橫截面的電荷量． 解析 (1)線圈中交變電動(dòng)勢(shì)的最大值 Em＝ nBSω ＝ 100() 22π50 V ＝ 628 V. 交變電動(dòng)勢(shì)的有效值 E＝ Em2＝ 314 2 V. 外力驅(qū)動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的功率與線圈中交變電流的功率相等． 即 P 外 ＝ E2R＝2 210 W≈104 W. (2)線圈轉(zhuǎn)到與中性面成 30176。 ＝ 314 V， 交變電流的瞬時(shí)值 i＝ eR＝ 31410 A＝ A. (3)在線圈從中性面轉(zhuǎn)過 30176。Δ t， 通過線圈中導(dǎo)線橫截面的電荷量為 q， 則 q＝ I Δ t＝ nΔ ΦR ＝ nBl2 －R ≈ 1002 －10 C ＝ 10 － 2 C. 答案 (1)10 4 W (2)314 V A (3)10 － 2 C 描述交變電流的物理量??????? 描述變化快慢的物理量 ??????????周期 T頻率 f T＝1f描 述大小的物理量????? 瞬時(shí)值 e＝ Emsin ωt峰值 Em＝ NBSω有效值 E＝ Em2平均值 E ＝ nΔ ΦΔ t 1． (對(duì)描述交變電流物理量的認(rèn)識(shí) )如圖 6是某種正弦交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的 ( ) 圖 6 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 (100π t) 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＝ Um2＝ 3112 V＝220 V，故 A、 B錯(cuò)誤， C 正確．正弦交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式 u＝ Umsin ωt ＝ 311sin () V＝ 311sin (100π t) V，故 D 選項(xiàng)錯(cuò)誤． 2． (正弦交變電流有效值的計(jì)算 )一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為 ，當(dāng) t＝ 112T 時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)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(dòng)勢(shì)的最大值，由 e＝ Emsin ωt 得 2 V＝ Emsin (2πT T12)，由此得 Em＝ 4 V，因此有效值為 2 2 V，選項(xiàng) A 正確． 3. (非正弦交變電流有效值的計(jì)算 )通過一阻值 R＝ 100 Ω 的電阻的交變電流如圖 7所示，其周期為 1 s．電阻兩端電壓的有效值為 ( ) 圖 7 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(jì)算電流的有效值．由 ( A)2R s2 ＋ ( A)2R s2 ＝I2R1 s 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 正確． 4. (峰值、有效值、瞬時(shí)值、平均值的區(qū)別應(yīng)用 )交流發(fā)電機(jī)線圈電阻 r＝ 1 Ω ，用電器電阻 R＝ 9 Ω ，電壓表示數(shù)為 9 V，如圖 8 所示，那么該交流發(fā)電機(jī) ( ) 圖 8 A．電動(dòng)勢(shì)的峰值為 10 V B．電動(dòng)勢(shì)的有效值為 9 V C．交流發(fā)電機(jī)線圈通過中性面時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為 10 2 V D．交流發(fā)電機(jī)線圈自中性面轉(zhuǎn)過 90176。 過程中，Δ Φ ＝ BS， Δ t＝ T4＝ π2ω
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