描述交變電流的物理量與電感和電容對交變電流的影響習(xí)題

1、第二課時(shí)：描述交變電流的物理量 電感和電容對交變電流的影響習(xí)題【基礎(chǔ)知識回顧】一描述交變電流的物理量1瞬時(shí)值：交流電的瞬時(shí)值反映的是不同時(shí)刻交流電的大小和方向，瞬時(shí)值是時(shí)間的函數(shù)，其關(guān)系式如e= Emsin(t+)2最大值：交流電的最大值反映的是交流電大小的變化范圍，當(dāng)線圈平面和磁感線平行時(shí)，交流電動(dòng)勢最大，瞬時(shí)值與最大值的關(guān)系是。3. 交流電的有效值： （1）定義：交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的：讓交流和直流通過相同阻值的電阻，如果它們在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交流的有效值。（2）正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系是：（3）說明： 各種交流電器上所標(biāo)的額

2、定電壓、電流均指有效值 交流電表的示數(shù)全為有效值 電器元件（如電容）的擊穿電壓（耐壓值）指的是最大值，但保險(xiǎn)絲熔斷電流為有效值 一般所說交流電的值，均為有效值 求解交流電產(chǎn)生的熱量問題時(shí)，必須用有效值，不能用平均值。 中各量均為有效值。 4平均值：交流電的平均值是交流電圖象中波形與橫軸（t軸）所圍的面積跟時(shí)間的比值，其數(shù)值可用計(jì)算。某段時(shí)間內(nèi)交流電的平均值不等于這段時(shí)間始、終時(shí)刻瞬時(shí)值的算術(shù)平均值。在T/4時(shí)間內(nèi)。若計(jì)算通過電路某一截面的電量，需用電流的平均值。5周期和頻率描述交變電流變化快慢的物理量。（1）周期T:交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間。單位：秒。在一個(gè)周期里，交變電流的方向變

3、化2次。（2）頻率f:單位時(shí)間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。單位：赫茲，Hz.頻率越大，交變電流變化越快。f=1/T二電感和電容對交變電流的影響1. 感抗a 感抗是電感對交變電流阻礙作用的大小，用XL表示。b 影響感抗的因素：線圈的自感系數(shù)（L）,交流電的頻率（f）。L越大、f越高，XL越大 c.應(yīng)用： (1)低頻扼流圈：作用 “通直流、阻交流” (2)高頻扼流圈:作用 “通低頻、阻高頻”c2. 容抗a. 容抗是電容對交流的阻礙作用大小，用X表示b.影響容抗的因素：電容器的電容和交變電流的頻率，電容越大，頻率越高，容抗越小c.電容器的特性 隔直電容器通交流、隔直流 旁路電容器通高頻、阻低頻【要點(diǎn)講練

4、】例1.一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中以恒定的角速度繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)n=100，穿過每匝線圈的磁通量隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，發(fā)電機(jī)內(nèi)阻r=5，外電路電阻R=95,已知感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值Em=nm ,其中m為穿過每匝線圈磁通量的最大值，求串聯(lián)在外電路中的交流電流表（理想電表）的讀數(shù)。BbcadO OR例2.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，邊長L的正方形線圈abcd共N匝,線圈電阻為r ,線圈繞垂直于磁感線的軸OO 以如圖所示的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),外電路電阻為R .(1)在答卷圖中標(biāo)出此刻線圈感應(yīng)電流的方向.(2)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值有多大?(3)線圈平面與磁感線成

5、60°時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢多大?(4)設(shè)發(fā)電機(jī)由柴油機(jī)帶動(dòng),其他能量損失不計(jì),線圈轉(zhuǎn)一周,柴油機(jī)要做多少功?(5)從圖示位置開始,線圈轉(zhuǎn)過600的過程中通過電阻R的電量是多少？例3.多數(shù)同學(xué)家里都有調(diào)光臺(tái)燈、調(diào)速電風(fēng)扇.過去是用變壓器來實(shí)現(xiàn)的，缺點(diǎn)是成本高、體積大、效率低，且不能任意調(diào)節(jié)燈的亮度或電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速.現(xiàn)在的調(diào)光臺(tái)燈、調(diào)速電風(fēng)扇是用可控硅電子元件來實(shí)現(xiàn)的.如圖所示為經(jīng)過一個(gè)雙向可控硅調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓.即在正弦交流電的每一個(gè)二分之一周期中，前面四分之一周期被截去.調(diào)節(jié)臺(tái)燈上的旋鈕可以控制截去的多少，從而改變電燈上的電壓.那么現(xiàn)在電燈上的電壓為_.例4.如圖所示為電子技術(shù)中常用的

6、電路之一.“”表示低頻交流，“ ”表示高頻交流，“”表示直流，則下列敘述正確的是( )A.圖a中后級輸入只有交流成分B.圖b中后級輸入只有直流成分C.圖c中后級輸入只有低頻交流成分D.圖c中后級輸入只有高頻交流成分【強(qiáng)化練習(xí)】1、一根電阻絲接入100v的直流電，1min產(chǎn)生的熱量為Q，同樣的電阻絲接入正弦交變電壓，2min產(chǎn)生的熱量為0.5Q，那么該交變電壓的最大值為 （ ） A、50v B、100v C、50v D、50v2. 甲、乙兩電爐的電阻值相等，把甲和乙兩電爐分別接到如圖（a）和（b）所示的方形波交變電壓和正弦波交變電壓下，兩種電壓的周期和峰（最大）值都相等，則（ ）A. 用電壓表測

7、量甲電爐兩端電壓大 B. 用電壓表測量甲、乙兩電爐兩端電壓一樣大C. 兩電爐消耗的電功率之比 D. 兩電爐消耗的電功率之比3.如圖所示，線圈的自感系數(shù)和電容器的電容都很小（如L=1mH，C=200pF），此電路的重要作用是( )A阻直流通交流，輸出交流B阻交流通直流，輸出直流C阻低頻通高頻，輸出高頻交流D阻高頻通低頻，輸出低頻 交流和直流4. N匝矩形線圈長L1、寬L2，電阻為r，通過滑環(huán)P、Q和電刷a、b連接電阻R，組成閉合電路。線圈處在圖示勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。軸OO與磁場方向垂直，現(xiàn)線圈以角速度繞軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，求： （1）電流表的示數(shù)； （2）使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，外力所做的功。5. 在相

8、同時(shí)間內(nèi)，某正弦交流電通過一阻值為100歐的電阻產(chǎn)生的熱量與一電流強(qiáng)度為3A的直流電通過同一阻值的電阻產(chǎn)生的熱量相等，則（ ） A. 此交流電的電流強(qiáng)度的有效值為3A B. 此交流電的電流強(qiáng)度的有效值為3A C. 電阻兩端的交流電壓的有效值為300v D. 電阻兩端的交流電壓的有效值為300v 6. 一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢為e=220sin100t，關(guān)于這個(gè)交流電的說法正確的是（ ）A.交流電的頻率是100Hz， B.電動(dòng)勢的有效值是220vC.電動(dòng)勢的最大值是311v D.線圈每秒鐘轉(zhuǎn)50周 7如圖電路中，已知交流電源電壓 V，電阻R=100。電流表和電壓表讀數(shù)分別為（

9、）Al.41A，200V B1.4lA，141V C2A，200V D2A，141V8.把一個(gè)電熱器接到10 V直流電源上，產(chǎn)生的熱量為Q，若把它接到正弦交流電源上，在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q/2.則該交流電的( )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.某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與時(shí)間的關(guān)系如圖所示.如果其他條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則交流電動(dòng)勢的最大值和周期分別變?yōu)? )A.400 V，0.02 s B.200 V，0.02 sC.400 V，0.08 s D.200 V，0.08 s10.如左圖為電熱毯的電路圖，電熱絲接在u

10、311sin100t V的電源上，電熱毯被加熱到一定溫度后，通過裝置P使輸入電壓變?yōu)橛覉D所示的波形，從而進(jìn)入保溫狀態(tài).若電熱絲電阻保持不變，此時(shí)交流電壓表的讀數(shù)是( )A.110 V B.156 V C.220 V D.311 V11.如圖所示，把電阻、電感器、電容器并聯(lián)接到一交流電源上，三個(gè)電流表的示數(shù)相同.若保持電源電壓不變，而將頻率加大，則三個(gè)電流表的示數(shù)I1、I2、I3大小的關(guān)系是( )A.I1=I2=I3B.I1I2I3C.I2I1I3D.I3I1I212. 如圖所示，電路中，L為一自感線圈，兩支路電阻相等，則 （ ）A.閉合開關(guān)S時(shí)，穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)小于電流表A2 的示數(shù) B.閉合開關(guān)S時(shí)，穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)等于電流表A2的示數(shù)C.閉合開關(guān)S時(shí)，穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)大于電流表A2的示數(shù)D.斷開開關(guān)S時(shí)，穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)小于電流表A2的示數(shù)13通過某電阻的周期性交變電流的圖