物理 第2章 交變電流 習(xí)題課 交變電流的產(chǎn)生及描述 同步備課 教科版選修3-2

習(xí)題課交變電流的產(chǎn)生及描述第二章交變電流學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解交變電流的產(chǎn)生過程，能夠求解交變電流的瞬時(shí)值.2.理解交變電流圖像的物理意義.3.知道交變電流“四值”的區(qū)別，會求解交變電流的有效值內(nèi)容索引題型探究達(dá)標(biāo)檢測1題型探究一、交變電流圖像的應(yīng)用例例1 (多選)如圖1所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時(shí)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(gè)正弦交流電的說法正確的是A.在圖中t0時(shí)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32C.交流電a的瞬時(shí)值表達(dá)式為u10sin (5t) VD.交流電b的最大值為 V答案解析圖1由題圖可知，t0時(shí)刻線圈均在中性面，穿過線圈的磁通量最大，A錯(cuò)誤；由題圖可知TaTb23，故nanb32，B正確；由題圖可知，C正確；因ab32，交流電最大值UmnBS，故UmaUmb32，D正確.二、交變電流有效值的計(jì)算對于交變電流有效值的計(jì)算一般有以下兩種情況：(1)對于按正(余)弦規(guī)律變化的電流，可先根據(jù)EmnBS求出其最大值，然后根據(jù)E 求出其有效值.有關(guān)電功、電功率的計(jì)算，各種交流儀表讀數(shù)都要用有效值.(2)當(dāng)電流按非正(余)弦規(guī)律變化時(shí)，必須根據(jù)有效值的定義求解，在計(jì)算有效值時(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.例例2 有兩個(gè)完全相同的電熱器，分別通以如圖2甲和乙所示的峰值相等的方波交變電流和正弦交變電流求這兩個(gè)電熱器的電功率之比答案解析圖221交變電流通過純電阻用電器R時(shí)，其電功率PI2R，I應(yīng)該是交變電流的有效值對于題圖甲所示的方波交變電流，因大小恒定，故有效值I甲Im.三、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，在不同情況下的應(yīng)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)值例例3 一個(gè)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)磁場中繞垂直于磁感線的軸OO以如圖3所示的角速度勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R.(1)寫出此時(shí)刻線圈感應(yīng)電流的方向答案解析圖3見解析由右手定則可判定電流的方向沿adcba.(2)線圈轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值為多大？答案解析圖3見解析EmNBSNBL2.答案解析見解析(3)線圈平面與磁感線夾角為60時(shí)的感應(yīng)電動勢為多大？線圈平面與B成60角時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動勢(4)從圖示位置開始，線圈轉(zhuǎn)過60的過程中通過R的電荷量是多少？答案解析圖3見解析(5)圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？答案解析圖3見解析電流表的示數(shù)達(dá)標(biāo)檢測21.如圖4所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時(shí)間的變化關(guān)系.若使這兩種電流分別通過兩個(gè)完全相同的電阻，則經(jīng)過1 min的時(shí)間，兩電阻消耗的電功之比W甲W乙為A.1 B.12 C.13 D.16答案解析圖412題圖乙中，i的值不變，故I21 A，由WUItI2Rt可以得到W甲W乙13，C正確.122.如圖5所示，在勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)“”形導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B T，線框的CD邊長為20 cm，CE、DF長均為10 cm，轉(zhuǎn)速為50 r/s.若從圖示位置開始計(jì)時(shí)：(1)寫出線框中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；答案解析圖51212(2)在et坐標(biāo)系中作出線框中感應(yīng)電動勢隨時(shí)間變化關(guān)系的圖像.答案解析圖512見解析圖線框中感應(yīng)電動勢隨時(shí)間變化關(guān)系的圖像如圖所示.