5.2 描述交变电流的物理量
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习题精选
一、选择题
1.下列各个量,其中所指有效值的是()
A.交流电压表的示数.
B.保险丝的熔断电流.
C.电容器的击穿电压.
D.家庭用的 交变电压.
2.由交变电动势的瞬时表达式 V可知()
A.此交流的频率是 .
B.此交流的周期是 s.
C.此交流电动势的有效值 V.
D. s时,该交流电动势达最大值.
3.下列关于交变电流的说法中,其正确的是()
A.若交变电流的最大值是10A,则有效值一定是 A.
B.用交流电流表测量交流电流时,指针来回摆动.
C.演示交变电流随时间的变化规律时,应采用直流电流表.
D.我国照明用电的交变电压 V.
4.一电热器接在 V直流电压上,消耗的电功率为 ,当把它接在一正弦交变电压上时,消耗的电功率为 ,则该交变电压的最大值是()
A.5V B. V C.10V D. V
5.一电阻接在10V的直流电源上时的热功率跟接在交变电源上时的热功率相等,则()
A.交变电源电压的有效值是10V. B.交变电源电压的最大值一定是 V.
C.交变电源在一个周期内电压的平均值是10V.
D.以上结论均不正确.
6.如图所示,交变电压为 V,电阻
V的阻值为 ,则()
A.电压表读数为3llV.
B.电流表读数为 A.
C.电阻产的热功率为220W.
D.在 内电阻R上产生的焦耳热是88J.
7.四个接220V交流电的用电器,通电时间相同,其中消耗电能最多的是()
A.正常发光的额定功率为100W的灯泡.
B.电流最大值为0.6A的电熨斗.
C.每秒发热168J的电热器.
D.额定电流为0.5A的电烙铁.
8.如图是某交变电流的图像,该交变电流的有效值为()
A. A B.4A C. A D.6A
2018湖南高考物理基础知识点之交变电流
1.交流电
大小和方向均随时间作周期性变化的电流。
方向随时间变化是交流电的最主要特征。
2.交流电的产生
(1)平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴转动时,线圈中就会产生按正弦规律变化的交流电,这种交流电叫正弦式交流电。
(2)中性面:垂直于磁场的平面叫中性面。线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,此位置线圈中的感应电动势为零,且每经过中性面一次感应电流的方向改变一次。线圈每转一周,两次经过中性面,感应电流的方向改变两次。
3.正弦式交流电的变化规律
若从中性面位置开始计时,那么线圈中的电动势、电流、加在外电阻上的电压的瞬时值均按正弦规律变化。
5.2 描述交变电流的物理量
一、教学目标:
1、知道交变电流的周期、频率的含义,以及它们相互间的关系。知道我国生产、生活所使用的交流电的周期和频率。
2、知道交变电流的峰值和有效值的意义,会计算某些交流电的有效值。
3、会应用正弦式交流电的有效值进行有关的计算。
二、复习引入:
正弦式交流电是如何产生的,它的瞬时值表达式是怎么样的?所对应的图像又是怎么样的?
三、自主学习:
问题1:在上一节的学习中我们看见交流电的变化是有规律的,请你定义一下交流电的周期与频率,它们之间的关系是如何的?
问题2:一个周期内,电流的方向发生几次变化,几次达到最大值?
问题3:观察交流电的瞬时值表达式,如何找出交流电的最大值,如何计算交流电的平均值?
问题4:什么叫做交流电的有效值?如何计算有效值?
四、跟踪练习:
1.某交变电压随时间的变化规律如图3所示,则此交变电流的频率为________Hz.线圈转动的角速度是________rad/s.若将此电压加在10 μF的电容器上,则电容器的耐压值不应小于________V.
图3
2.我国照明电压的瞬时值表达式为e=2202sin
100πt V,它的周期是________,频率是________,在1 s内电流的方向改变________次,电压最大值为________.
知识点二 交变电流的峰值和有效值
3.关于交变电流的感应电动势的有效值U和最大值Um,下列说法中正确的是( )
A.任何形式的交变电流都具有U=Um/2的关系
B.只有正(余)弦交变电流才具有U=Um2的关系
C.照明电压220 V、动力电压380 V指的都是最大值
D.交流电压表和交流电流表测的都是最大值
4.电阻R1、R2与交流电源按照图4(a)方式连接,R1=10 Ω,R2=20 Ω.合上开关S后,通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图(b)所示.则( )
A.通过R1的电流有效值是1.2 A
嗦夺市安培阳光实验学校高二物理交变电流的产生和变化规律、表征交变电流的物理量
【本讲主要内容】
交变电流的产生和变化规律、表征交变电流的物理量
【知识掌握】
【知识点精析】
本讲的重点、难点是交流电的概念和变化规律,交变电流的有效值和交流电的优越性,有效值的物理意义。高考主要考察交流电的产生和有效值、瞬时值的计算,题型都为选择题,尤其是有效值的计算,主要考察物理中的等效思想。
1. 交变电流的产生及其变化规律
(1)交变电流:强度和方向都随时间周期性变化的电流。
(2)正弦交变电流的产生:一个矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴匀速转动便可产生。
(3)正弦交变电流的变化规律
中性面:与磁场方向垂直的平面。线圈转到中性面时,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,感应电动势为零,线圈每经过一次中性面,电流的方向改变一次。
变化规律:
正弦交变电流图象(如下图):
2. 表征交变电流的物理量
(1)周期和频率 交变电流的周期和频率是表征交变电流变化快慢的物理量。
周期T:交变电流完成一次周期性变化所需要的时间。从交变电流产生的角度来看,它就等于旋转电枢式发电机中线圈转动的周期。
频率f :交变电流在1s内完成周期性变化的次数。显然,f =T1 。
(1)有效值和最大值
有效值:在热效应上和直流电等效的物理量。譬如,上面的交流电流的有效值就是I 。
如果我们不要每次都用实验去测量,那么,物理学家已经用高等数学工具计算出来:对于正弦交流电而言,其有效值和最大值之间具有以下关系
I = 21Im U = 21Um
我们已经介绍有效值在意义和对于正弦交流电的计算方法。那么,在实际应用中,它还有什么价值呢?原来,交流电表中的实数全部都是有效值(交流电表的工作原理、为什么指示有效值,目前不便介绍,有兴趣的同学可以参看相关的课外资料)。此外,人们通常口头上所说的多少伏、多少安的交流电也是指的交流电的有效值。