山东省菏泽一中高二物理 期中点对点训练三.doc

山东省菏泽一中高二物理期中点对点训练三交流电的产生和描述复习（一）一、有效值和平均值的区别交流电的有效值是按电流的热效应来定义的，对一个确定的交流电来说，其有效值是恒定的，而平均值是由公式n确定的，其值大小与所取的时间间隔有关在计算交流电通过电阻产生的热量、热功率时，只能用有效值；在计算通过导体的电量时，只能用平均值交流电的有效值用得很多，交流电器铭牌上标示的是额定电压、额定电流的有效值二、正弦交流电的产生及变化规律1产生过程：如图(1)所示，将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中就会产生正弦式交变电流矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，将经过两个特殊位置(1)中性面：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面线圈平面处于中性面时：a. 线圈各边都不切割磁感线，感应电动势为零，感应电流为零b. 磁感线垂直于该时刻的线圈平面，磁通量最大，但磁通量的变化率为零c. 交变电流的方向在中性面的两侧是相反的d. 线圈每经过一次中性面，电流方向改变一次(2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置即线圈平面平行于磁感线时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变2交变电流的变化规律(1)正弦交变电流的三角函数表达式，从线圈转至中性面开始计时，则：电动势eemsint电压uumsint电流iimsint(2)正弦式交变电流的图象正弦式交变电流的图象是一条正弦曲线，从图象上可以看出交变电流最大值，周期等思考：如果线圈从平行于磁场的平面开始转动计时，交流电动势的瞬时值表达式如何？典例分析题型一：交变电流的“四值问题”及应用(1)瞬时值电动势的瞬时值：eemsint 电流的瞬时值：iimsint 电压的瞬时值： uumsint 其中：emnbs本质：法拉第电磁感应定律的应用(eblv)正、余弦的区分：若以线圈平面与磁感线平行时为计时零点，则表达式为余弦；若以线圈平面与磁感线垂直时为计时零点，则表达式为正弦应用：求线圈某时刻或某位置时的电动势、电流或受到的磁力矩时，应用瞬时值(2)最大值特点：交变电流的最大值反映了交变电流在变化过程中所能达到的最大值以及交变电流的变化范围这一特点表达式：emnbs(当线圈平面与磁感线平行时，电动势最大；当线圈平面与磁感线垂直时电动势最小)应用：一般涉及电容器或二极管的耐压问题时要用到交变电流的最大值(3)平均值本质：法拉第电磁感应定律表达式e的应用应用：在计算一段时间通过导体横截面的电荷量时，只能用平均值，qt，即q.(4)有效值本质：由电流的热效应来定义的，涉及到用交变电流的有效值时，必涉及到电流的功方法：在正弦交变电流中，最大值与有效值的关系是倍的关系，但其他形式的交变电流只能根据电流的热效应来计算应用：求电功、电功率、焦耳热，以及保险丝的熔断电流等物理量时，要用交流电的有效值来计算，各种交流用电器铭牌上标明的额定电压、额定电流和交流电表测得的数值都是指有效值，不加特别说明，提到交流电的电压、电流都是指有效值例1(11年广东模拟)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示由图可知() a该交流电的电压瞬时值的表达式为u100sin(25t)v b该交流电的频率为25hz c该交流电的电压的有效值为100v d若将该交流电压加在阻值r100的电阻两端，则电阻消耗的功率为50w变式训练113 a直流电通过电阻r时，t s内产生的热量为q.现让一正弦交流电通过电阻r，若2t s内产生的热量为q，则该交流电的电流的有效值和峰值分别为() ai有 a，im3 a bi有3 a，im3 a ci有 a，im a di有3 a，im6 a题型二：与交变电流有关的图象问题与交变电流有关的图象包括bt、t、et、it、ut图等题目分为两类，一类是给出图象，求解有关的物理量，另一类是通过计算，将结果用图象表示出来这些图象一般以正(余)弦的形式表示，正(余)弦函数是周期函数，若已知图象，则应从图象中弄清变化的周期、最大值和t0时刻的取值等，写出该物理量的数学表达式若已知数学表达式，则应确定周期、最大值、t0时刻的取值等，画出该物理量随时间变化的正(余)弦图象欲顺利地求解此类图象题，必须了解这些物理量及它们的变化率之间的关系，现简述如下：bseemmii euiruir例2如图中(a)所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴oo以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角45时(如图(b)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正则下列四幅图中正确的是()(a)(b)变式训练21图甲电路中r100 ，在ab之间加上如图乙所示的正弦交流电，则()电流表的示数为3.1 a；该交流电压的有效值约为220 v；如果产生该交流电的线框转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍；将电阻换成200 ，则电流表示数变为原来的一半 a b c d题型三：交流电知识和力学、电磁学知识的综合应用(1)由于交变电流的周期性变化，引起磁场、电场的强弱和方向周期性变化，因此，在研究带电体在场中受力时，一定要仔细地进行动态受力分析(2)分析具体问题时，要在分析研究物体在整个过程中各个阶段的运动性质、建立动态的物理图象上下功夫，不能简单地认为物体受力方向改变时，物体一定同时改变运动方向，要从物体的初始状态和受力条件这两个决定因素确定物体的运动性质(3)分析时还应注意由于交流电的周期性而引起的分析结果出现的多解的可能例3(10年山东模拟)实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的oo轴匀速转动今在发电机的输出端接一个电阻r和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 v已知r10 ，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是() a线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零 b从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为isin50t(a) c流过电阻r的电流每秒钟方向改变50次 d电阻r上的热功率等于20 w变式训练31如图所示，m、n为中心有小孔的平行板电容器的两极，相距d1 m，其右侧为垂直向里的匀强磁场，磁感应强度b1103 t，磁场区域足够长，宽为d0.01 m；在极板mn间加有如图所示的交变电压(设n极电势高于m极时，电压为正)，现有带负电的粒子不断从极板m中央小孔处射入电容器内(粒子的初速度可视为零，重力不计)，取其比荷21011 c/kg，试求：(1)在交变电压第一个周期内哪些时刻进入电容器内的粒子能从磁场的右侧射出；(2)若上述交变电压的周期可以变化，则其周期满足什么条件时，才能保证有带电粒子从磁场右侧射出来？课堂练习1 如图所示图象中不属于交流电的有()2矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法中不正确的是( ) a在中性面时，通过线圈的磁通量最大 b在中性面时，感应电动势为零 c穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零 d线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次3收音机等小型家用电器所用的稳压电源，是将220 v的正弦交流电变为稳定的直流电的装置，其中的关键部分是整流电路，有一种整流电路可以将正弦交流电变成如图所示的脉动直流电(每半个周期都按正弦规律变化)则该脉动直流电电流的有效值为() a8 a b4