人教版选修32 描述交变电流的物理量 第1课时 学案.doc

交变电流的产生及描述考纲要求：难易程度：一个按正弦规律变化的交流电的图象如图所示，由图象可知该交变电流的频率为0.2 hz该交变电流的有效值为14.1 a该交变电流的瞬时值表达式为i=20sin0.02t (a)t=时刻，该交变电流的大小与其有效值相等a bc d【参考答案】b【试题解析】由图可知，交变电流的周期为0.02 s，频率为50 hz，则错误；该交变电流的有效值为，正确；该交变电流的瞬时值表达式为i=20sin100t (a)，错误；时刻，该交变电流的大小为i=20sin 100t (a)=20sin(a)=14.1 a，即与其有效值相等，正确，选项b正确。【知识补给】交变电流“四值”的理解与应用1交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e=emsin ti=imsin t计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值em=nbs讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值适用于正（余）弦式交变电流（1）计算与电流的热效应有关的量（如电功、电功率、电热等）（2）电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值（3）保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值；计算通过电路截面的电荷量2交变电流瞬时值表达式的求法（1）先求电动势的最大值em=nbs；（2）求出角速度，；（3）明确从哪一位置开始计时，从而确定是正弦函数还是余弦函数；（4）写出瞬时值的表达式。3求交变电流有效值的方法（1）公式法利用、计算，只适用于正余弦式交流电。（2）利用有效值的定义计算（非正弦式交流电）在计算有效值时，“相同时间”至少取一个周期或周期的整数倍。（3）利用能量关系当有电能和其他形式的能转化时，可利用能的转化和守恒定律来求有效值。注意非正弦式交流电有效值的求解根据电流的热效应进行计算，其中，交变电流的有效值是根据电流通过电阻时产生的热效应定义的，即让交变电流和直流电流通过相同的电阻，在相同的时间里若产生的热量相同，则交变电流（电压）的有效值就等于这个直流电流（电压）的值，即求解交变电流有效值问题必须在相同电阻、相同时间、相同热量的“三同”原则下求解。一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图所示，则下列说法中正确的是at=0时刻，线圈平面与中性面垂直bt=0.01 s时刻，的变化率最大ct=0.02 s时刻，感应电动势达到最大d该线圈转动的角速度为50 rad/s一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴oo匀速转动，线圈平面位于如图（甲）所示的匀强磁场中。通过线圈内的磁通量随时间的变化规律如图（乙）所示。下列说法正确的是at1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大bt2、t4时刻线圈中感应电流方向改变ct1、t3时刻线圈中感应电流方向改变dt2、t4时刻线圈中感应电动势最小一个匝数为100匝，电阻为0.5 的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化。则线圈中产生交变电流的有效值为a5 bb6 a d5 a一闭合矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电流如图，由图可知a该交流电电流的有效值是5 ab该交流电的频率是20 hzct=0时刻线圈平面位于中性面d该交流电电流的瞬时表达式为i=5cos100t（a）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极n、s间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，a为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴oo沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是 a电流表的示数为10 ab线圈转动的角速度为50 rad/sc0.01 s时线圈平面与磁场方向平行d0.02 s时电阻r中电流的方向自右向左如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a，宽度为b，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为r的定值电阻，线圈以角速度在磁感应强度为b的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴oo匀速转动，沿转轴oo方向看去，线圈转动沿逆时针方向，t=0时刻线圈平面如图所示。（1）写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式；（2）求线圈从t=0位置开始到转过60时的瞬时电流；（3）求线圈从t=0位置开始到转过90的过程中的流过电阻r的电荷量；（4）求图中电压表的读数。【参考答案】1、bd2、cb 01 s时间内，感应电动势为e1=n/t=1 v，电流为2 a，11.2 s内，感应电动势e2=n/t=5 v，感应电流为10 a，一个周期内发热量为i12rt1+i22rt2=i2r（t1+t2），得，b正确。d 由图线知，交流电的最大值为5 a，a错误；该交流电的周期为0.02 s，频率为50 hz，b错误；t=0时刻线圈平面垂直中性面，c错误；该交流电电流的瞬时表达式为i=5cos100t（a），d正确。ac 题图乙可知交流电电流的最大值是，则有效值为：；由于电流表的示数为有效值，故示数i=10 a，故a正确；角速度，故b错误；0.01 s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，故c正确；由楞次定律可判断出0.02 s时流过电阻的电流方向自左向右，故d错误。【名师点睛】由题图乙可知交流电电流的最