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高中物理 模块要点回眸 第12点 交变电流“四值”再认识素材 粤教版选修3-2-粤教版高二选修3-2物理素材

高中物理 模块要点回眸 第12点 交变电流“四值”再认识素材 粤教版选修3-2-粤教版高二选修3-2物理素材_第1页
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第 12 点 交变电流“四值”再认识近几年的高考在考查“交变电流”一章中的有关内容时,主要考查了交变电流的四值,即最大值、有效值、平均值、瞬时值,它们的物理意义不同,计算方法也不同,但又相互联系,有确定的数量关系.很多同学在理解应用上容易造成混乱,下面谈谈这四个值的理解与应用.1.瞬时值(1)反映的是不同时刻交流电的大小和方向,正弦交变电流瞬时值表达式为: e=Emsinωt,i=Imsinωt.应当注意必须从中性面开始计时.(2)生活中用的市电电压为 220V,其最大值为 220V=311V(有时写为 310V),频率为 50Hz,所以其电压瞬时值表达式为 u=311sin (314t) V.2.峰值(最大值)和有效值(1)最大值:交变电流在一个周期内电流或电压所能达到的最大数值,可以用来表示交变电流的电流或电压的变化幅度.① 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,电动势的最大值 Em=nBSω.② 最大值在实际中有一定的指导意义,电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许加的电压的最大值.(2)有效值:根据电流的热效应来规定.让交变电流和恒定电流通过相同阻值的电阻,如果它们在一个周期内产生的热量相等,则这个恒定电流 I、电压 U 叫做这个交变电流的有效值.(3)正弦交变电流的有效值和最大值之间的关系:I=,U=.注意 任何交变电流都有有效值,但上述关系只限于正弦交变电流,对其他形式的交变电流并不适用.3.最大值、有效值和平均值的应用(1)求电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时,要用有效值计算.(2)求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值,q=Δt=Δt=n.(3)在计算电容器的耐压值时,则要用交流电的最大值.对点例题 在水平方向的匀强磁场中,有一正方形闭合线圈绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动,已知线圈的匝数为 n=100 匝,边长为 20cm,电阻为 10Ω,转动频率 f=50Hz,磁场的磁感应强度为 0.5T.求:(1)外力驱动线圈转动的功率;(2)转至线圈平面与中性面的夹角为 30°时,线圈产生的感应电动势及感应电流的大小;(3)线圈由中性面转至与中性面成 30°夹角的过程中,通过线圈横截面的电荷量.答案 (1)1.97×104W (2)314V 31.4A(3)0.027C解题指导 (1)线圈中感应电动势的最大值Em=nBSω=nBS·2πf=100×0.5×(0.2)2×2×3.14×50V=628V感应电动势的有效值为 U==314V.外力驱动线圈转动的功率与线圈中交变电流的功率相等,P 外==W≈1.97×104W.(2)线圈转至与中性面成 3...

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