2019-2020年高三物理一轮复习 描述交变电流的物理量 电感和电容对交变电流的影响学案.doc

2019-2020年高三物理一轮复习 描述交变电流的物理量 电感和电容对交变电流的影响学案【基础知识回顾】一描述交变电流的物理量1瞬时值：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向，瞬时值是时间的函数，其关系式如e= Emsin(t+)2最大值：交流电的最大值反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面和磁感线平行时，交流电动势最大，瞬时值与最大值的关系是。3. 交流电的有效值： （1）定义：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系是：（3）说明： 各种交流电器上所标的额定电压、电流均指有效值 交流电表的示数全为有效值 电器元件（如电容）的击穿电压（耐压值）指的是最大值，但保险丝熔断电流为有效值 一般所说交流电的值，均为有效值 求解交流电产生的热量问题时，必须用有效值，不能用平均值。 中各量均为有效值。 4平均值：交流电的平均值是交流电图象中波形与横轴（t轴）所围的面积跟时间的比值，其数值可用计算。某段时间内交流电的平均值不等于这段时间始、终时刻瞬时值的算术平均值。在T/4时间内。若计算通过电路某一截面的电量，需用电流的平均值。5周期和频率描述交变电流变化快慢的物理量。（1）周期T:交变电流完成一次周期性变化所需的时间。单位：秒。在一个周期里，交变电流的方向变化2次。（2）频率f:单位时间内完成周期性变化的次数。单位：赫兹，Hz.频率越大，交变电流变化越快。f=1/T二电感和电容对交变电流的影响1. 感抗a 感抗是电感对交变电流阻碍作用的大小，用XL表示。b 影响感抗的因素：线圈的自感系数（L）,交流电的频率（f）。L越大、f越高，XL越大 c.应用： (1)低频扼流圈：作用 “通直流、阻交流” (2)高频扼流圈:作用 “通低频、阻高频”c2. 容抗a. 容抗是电容对交流的阻碍作用大小，用X表示b.影响容抗的因素：电容器的电容和交变电流的频率，电容越大，频率越高，容抗越小c.电容器的特性 隔直电容器通交流、隔直流 旁路电容器通高频、阻低频【要点讲练】例1.一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100，穿过每匝线圈的磁通量随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r=5，外电路电阻R=95,已知感应电动势的最大值Em=nm ,其中m为穿过每匝线圈磁通量的最大值，求串联在外电路中的交流电流表（理想电表）的读数。BbcadO OR例2.匀强磁场的磁感应强度B，边长L的正方形线圈abcd共N匝,线圈电阻为r ,线圈绕垂直于磁感线的轴OO 以如图所示的角速度匀速转动,外电路电阻为R .(1)在答卷图中标出此刻线圈感应电流的方向.(2)转动过程中感应电动势的最大值有多大?(3)线圈平面与磁感线成60时的感应电动势多大?(4)设发电机由柴油机带动,其他能量损失不计,线圈转一周,柴油机要做多少功?(5)从图示位置开始,线圈转过600的过程中通过电阻R的电量是多少？例3.多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇.过去是用变压器来实现的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速.现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的.如图所示为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压.即在正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去.调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压.那么现在电灯上的电压为_.例4.如图所示为电子技术中常用的电路之一.“”表示低频交流，“ ”表示高频交流，“”表示直流，则下列叙述正确的是( )A.图a中后级输入只有交流成分B.图b中后级输入只有直流成分C.图c中后级输入只有低频交流成分D.图c中后级输入只有高频交流成分【强化练习】1、一根电阻丝接入100v的直流电，1min产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦交变电压，2min产生的热量为0.5Q，那么该交变电压的最大值为 （ ） A、50v B、100v C、50v D、50v2. 甲、乙两电炉的电阻值相等，把甲和乙两电炉分别接到如图（a）和（b）所示的方形波交变电压和正弦波交变电压下，两种电压的周期和峰（最大）值都相等，则（ ）A. 用电压表测量甲电炉两端电压大 B. 用电压表测量甲、乙两电炉两端电压一样大C. 两电炉消耗的电功率之比 D. 两电炉消耗的电功率之比3.如图所示，线圈的自感系数和电容器的电容都很小（如L=1mH，C=200pF），此电路的重要作用是( )A阻直流通交流，输出交流B阻交流通直流，输出直流C阻低频通高频，输出高频交流D阻高频通低频，输出低频 交流和直流4. N匝矩形线圈长L1、宽L2，电阻为r，通过滑环P、Q和电刷a、b连接电阻R，组成闭合电路。线圈处在图示匀强磁场中，磁感应强度为B。轴OO与磁场方向垂直，现线圈以角速度绕轴OO转动，求： （1）电流表的示数； （2）使线圈转动一周，外力所做的功。5. 在相同时间内，某正弦交流电通过一阻值为100欧的电阻产生的热量与一电流强度为3A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则（ ） A. 此交流电的电流强度的有效值为3A B. 此交流电的电流强度的有效值为3A C. 电阻两端的交流电压的有效值为300v D. 电阻两端的交流电压的有效值为300v 6. 一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为e=220sin100t，关于这个交流电的说法正确的是（ ）A.交流电的频率是100Hz， B.电动势的有效值是220vC.电动势的最大值是311v D.线圈每秒钟转50周 7如图电路中，已知交流电源电压 V，电阻R=100。电流表和电压表读数分别为（）Al.41A，200V B1.4lA，141V C2A，200V D2A，141V8.把一个电热器接到10 V直流电源上，产生的热量为Q，若把它接到正弦交流电源上，在相同时间内产生的热量为Q/2.则该交流电的( )A.峰值是10 V B.角速度一定是100 rad/sC.峰值是10 V D.有效值是10 V9.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示.如果其他条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为( )A.400 V，0.02 s B.200 V，0.02 sC.400 V，0.08 s D.200 V，0.08 s10.如左图为电热毯的电路图，电热丝接在u311sin100t V的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置P使输入电压变为右图所示的波形，从而进入保温状态.若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是( )A.110 V B.156 V C.220 V D.311 V11.如图所示，把电阻、电感器、电容器并联接到一交流电源上，三个电流表的示数相同.若保持电源电压不变，而将频率加大，则三个电流表的示数I1、I2、I3大小的关系是( )A.I1=I2=I3B.I1I2I3C.I2I1I3D.I3I1I212. 如图所示，电路中，L为一自感线圈，两支路电阻相等，则 （ ）A.闭合开关S时，稳定前电流表A1的示数小于电流表A2 的示数 B.闭合开关S时，稳定前电流表A1的示数等于电流表A2的示数C.闭合开关S时，稳定前电流表A1的示数大于电流表A2的示数D.断开开关S时，稳定前电流表A1的示数小于电流表A2的示数13通过某电阻的周期性交变电流的图象如图所示。求该交流电的有效值I 。14.（09天津9）（1）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I= 。线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q= 。