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1、山东省聊城市第四中学2014届高三物理总复习 交流电习题1、瞬时值：反映不同时刻交变电流的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为：，。应当注意必须从开始。生活中用的市电电压为220V，其峰值为220V=V，频率为50HZ，所以其电压瞬时值的表达式为u=V。【例1】有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？2、峰值：它是瞬时值的最大值，它反映的是交变电流大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，Em（转轴垂直于磁感线）。电容器接在交流电路中，则交变电压的最大值不能
2、超过电容器的耐压值。【例2】把一电容器C接在220V的交流电路中，为了保证电容不被击穿，电容器C的耐压值是多少？3、有效值：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相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是：IU 对于非正弦交变电流的有效值以上关系不成立，应根据定义来求。通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值。用电器上所标电压、电流值也是指有效值。在计算交变电流通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时，只能用有效值。【例3】通过某电阻的周期性交变电流的图象如图所
3、示。求该交变电流的有效值I。4、平均值：它是指交流电图象中图线与横轴所围成的面积值跟时间的比值.其量值可用法拉第电磁感应定律来求，特殊地，当线圈从中性面转过90度的过程中，有.计算平均值切忌用算术平均法即求解。平均值不等于有效值。【例4】如图所示，求线圈由图示位置转过60角的过程中，通过线圈某一横截面的电量。练习：1矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是（）A穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大B穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大C穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零D穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等
4、于零2一矩形线圈绕垂直磁场方向的轴在匀强磁场中转动，产生的交变电动势e = 20sin20t V，由此可以判断（ ）At = 0时，线圈平面和磁场垂直Bt = 0时，线圈的磁通量为零Ct = 0.05s时，线圈切割磁感线的有效速度最小Dt = 0.05s时，e第一次出现最大值3线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流如图所示，则（ ）A在A和C时刻线圈平面和磁场垂直B在B和时刻线圈中的磁通量为零C从A时刻到B时刻线圈转动的角度为rad D若从0时刻到D时刻经历的时间为0.02s ，则该交变电流在1.0s的时间内方向会改变100次4一个矩形线框的面积为S ，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平
5、面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则（ ）A线框交变电动势的最大值为nBSB线框交变电动势的有效值为nBSC从开始转动经过1/4周期，线框中的平均感应电动势为2nBSD感应电动势瞬时值为e = 2nBSsin2nt5关于交流电的有效值和最大值，下列说法正确的是（ ）A任何形式的交变电流的有效值和最大值都有关系U = Um/B只有正弦式电流才有U = Um/的关系C照明电压220V 、动力电压380V，指的都是交变电流的有效值D交流电压表和电流表测量的都是交变电流的有效值6.一台内阻不计的交流发电机，其电动势的瞬时值e=10sin50tV，发电机与阻值为R=10的负载电阻连接若把发电机
6、的转速增大一倍，其他条件都保持不变，则下列说法中正确的是 A.负载电阻两端电压的有效值将变为28.3V B.该发电机发出的交变电流的频率将变为100HzC.负载消耗的电功率将是20W D.负载消耗的电功率将是40W4-3Oi/At/s0.1 0.2 0.3 0.47.如右图所示，是一个交变电流的电流强度i随时间t变化的规律。此交变电流的有效值是 A.5A B.5A C.3.5A D.3.5AV交变电源图1u/Vt/10-2sOUm-Um12图28.正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图1所示的方式连接，R=10，交流电压表的示数是10V。图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象。则 A.通过
7、R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos100t (A)B.通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos50t (V)C.R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=5cos100t (V)D.R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=5cos50t (V)AVRS9.如图所示，是交流发电机及其外电路的示意图。发电机转子线圈是匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5.0。线圈的转动轴垂直于匀强磁场的磁感线，磁感应强度为B=0.50T，转动角速度为=50rad/s。外电路中的纯电阻用电器的阻值为R=20。两只电表分别是理想的交流电压表和交流电流表。求：电键S断开
8、时电压表的读数U1；电键S闭合后，电压表和电流表的示数U2和I2；已知该用电器这时恰好达到额定功率，其额定功率W0是多大？额定电压U0是多大？10如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为 10 cm和20 cm，内阻为 5，在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中绕OO轴以50 rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部 20的电阻R相接。求：（1）S断开时，电压表示数；（2）电键S合上时，电压表和电流表示数；（3）为使R正常工作，R的额定电压是多少？（4）通过电阻R的电流最大值是多少？电阻R上所消耗的电功率是多少？班级姓名学号交变电流习题课答案卷题号12345678答案
9、9、10、班级姓名学号交变电流习题课答案卷题号12345678答案9、10、交变电流习题课参考答案例1、解析：由正弦交流电的峰值与有效值U的关系得：Um=120V设t=0时交流电的瞬时电压U=0则交流电的瞬时表达式为U=120sin100t V如图所示，画出一个周期内交流电的U-t图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1，当U=U0=60V时，由上式得t1=1/600s，再由对称性求得一个周期内能发光的时间：t=T-4t1=再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为：t=s例2、解析：不低于200V例3、解：该交流周期为T=0
10、.3s，前t1=0.2s为恒定电流I1=3A，后t2=0.1s为恒定电流I2= -6A，因此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据有效值的定义，设有效值为I，根据定义有：I 2RT=I12Rt1+ I22Rt2 带入数据计算得：I=3A例4、解析：在计算电量问题中，一定要用电流、电压平均值而又，练习：1C 2AC 3D 4BD 5BCD6.C 7.B8.A9.50V 40V，2.0A 80W，40V 10解析：（1）感应电动势最大值Em=nBS=1000.50.10.250 V=50 V （2分）S断开时，电压表示数为电源电动势有效值 E=50 V. （2分）（2）电键S合上时，由全电路欧姆定律I= A=2.0 A，（2分）U=IR=220 V=40 V. （2分）即电流表示数为 2 A，电压表示数为 40 V.（3）额定电压即为电压有效值，故R的额定电压为 40 V. （2分）（4）通过R中电流的最大值 Im=I=2 A. （2分）电阻R上所消耗的电功率 P=IU=240 W=80 W. （2分）11
