2.2交变电流+习题课

习题课：交变电流的产生及描述第五章交变电流二、平均值及电荷量的求解三、有效值的计算栏目索引一、交变电流的瞬时值及图象问题对点检测自查自纠四、交变电流“四值”的综合应用一、交变电流的瞬时值及图象问题典例精析例1如图1所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图象，根据图象可知(

)A.此感应电动势的瞬时表达式为e＝200sin(0.02t)VB.此感应电动势的瞬时表达式为e＝200sin(100πt)VC.t＝0.01s时，穿过线圈的磁通量为零D.t＝0.02s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大返回图1返回总结提升(1)求解感应电动势瞬时值：①确定线圈转动从哪个位置开始；②确定线圈转动的角速度ω(以rad/s作为单位)；③确定感应电动势瞬时值表达式.(2)正弦交流电的图象是一条正弦曲线，从图象中可以得到以下信息：③瞬时值：每个“点”表示某一时刻的瞬时值.④可确定线圈位于中性面的时刻，也可确定线圈平行于磁感线的时刻.二、平均值及电荷量的求解典例精析例2发电机的转子是匝数为100匝、边长为20cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度B＝0.05T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴以ω＝100πrad/s的角速度转动，当线圈平面与磁场方向垂直时开始计时.线圈和外电路的总电阻R＝10Ω.(1)写出交变电流的瞬时值表达式.返回总结提升三、有效值的计算典例精析例3有两个完全相同的电热器，分别通以如图2甲和乙所示的峰值相等的方波交变电流和正弦交变电流.求这两个电热器的电功率之比.图2返回例4如图3所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大)，在A、B间加一正弦交流电u＝20sin(100πt)V，则加在R2上的电压有效值为(

)A.10VB.20VC.15VD.5V总结提升对于交变电流有效值的计算一般有以下两种情况：(2)当电流按非正(余)弦规律变化时，必须根据有效值的定义求解，在计算有效值时要注意三同：相同电阻、相同时间(一般要取一个周期)、产生相等热量.四、交变电流“四值”的综合应用典例精析例5如图4所示，在匀强磁场中有一个内阻r＝3Ω、面积S＝0.02m2的半圆形导线框可绕OO′轴旋转.已知匀强磁场的磁感应强度B＝T.若线框以ω＝100πrad/s的角速度匀速转动，且通过电刷给“6V，12W”的小灯泡供电，则：(1)若从图示位置开始计时，求线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)从图示位置开始，线框转过90°的过程中，通过导线横截面的电荷量是多少？该电荷量与线框转动的快慢是否有关？(3)由题目所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正常发光？如不能，则小灯泡的实际功率为多大？返回总结提升最大值、有效值、瞬时值、平均值，在不同情况下的使用：(1)在研究电容器的耐压值时，只能用最大值.(2)在研究交变电流做功、电功率及产生的热量时，只能用有效值W＝EIt，Q＝I2Rt，交流电表指示的也是有效值.(3)在研究交变电流通过导体横截面的电荷量时，只能用平均值.(4)在研究某一时刻线圈受到的安培力时，只能用瞬时值.对点检测自查自纠1.(图象信息分析)某正弦式交流电的电流i随时间t变化的图象如图5所示.由图可知(

)A.电流的最大值为10AB.电流的有效值为10AC.该交流电的周期为0.03sD.该交流电的频率为0.02Hz图52.(有效值的理解和计算)如图6所示，为一正弦交流电通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是(

)A.这也是一种交流电B.电流的变化周期是0.01sC.电流的有效值是1AD.电流通过100Ω的电阻时，1s内产生的热量为200J图6解析答案3.(有效值的理解和计算)如图7所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界).则线框内产生的感应电流的有效值为(

)4.(交变电流“四值”的应用)如图8所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，边长L＝10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2πrad/s，外电路电阻R＝