山东省聊城四中高中物理 第5章 交变电流习题课 新人教版选修32(1).doc

交变电流习题课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？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、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=0.3s，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