第03章 章末总结-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（鲁科版选修3-2）

章末总结 [来源:Zxxk.Com] 一、交变电流的“四值”的理解与应用 1.瞬时值是指交变电流在某一时刻的值，书写瞬时值表达式，要弄清线圈的起始位置，若线圈处于中性面位置，可直接写成正弦函数形式；若处于与中性面垂直位置，则在正弦函数的角度处需要加上(或写成余弦函数)。 2.峰值是指交变电流的最大值，一般可从图象中读出。当线圈平面与磁感线平行时，线圈中产生的感应电动势最大，为Em＝nBSω，与转轴在线圈上的位置、线圈的形状无关。涉及电容器的耐压值时，要考虑峰值。[来源:学§科§网Z§X§X§K] 3.有效值：是根据电流的热效应规定的。涉及电功、电热、交流电表的读数等问题时要用有效值。 4.平均值： t。 计算得出。求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值q＝＝N周期内交变电流的平均值可以根据交变电流图象中图线与横轴(时间轴)所围面积与时间的比值得出。也可以利用法拉第电磁感应定律周期或 [例1] 某正弦交流发电机产生的电动势波形如图1所示，已知该发电机线圈匝数n＝100匝，线圈面积为S＝0.1 m2，线圈内阻为r＝1 Ω，用一理想交流电压表接在发电机的两个输出端。由此可知(　　) 图1 A.线圈在匀强磁场中转动的角速度为50π rad/s B.线圈所在处的磁感应强度是B＝1 T C.交流电压表的读数为220 V D.0～＝200 V 时间内交变电动势的平均值为 解析　由正弦交流发电机产生的电动势波形图可知，周期T＝0.02 s，而T＝＝200 V，选项D正确。 ＝时间内，磁通量变化量ΔΦ＝BS，所以，0～＝n V＝222 V，选项C错误；由法拉第电磁感应定律，交变电压的平均值为＝314×＝，解得线圈在匀强磁场中转动的角速度为ω＝100π rad/s，选项A错误；由正弦交流发电机产生的电动势波形图可知，电动势最大值为Em＝314 V，而Em＝nBSω，解得B＝0.1 T，选项B错误；由于电压表是理想交流电压表，测量值等于交变电压的有效值，为U＝ 答案　D 解答此题的方法是从电动势波形图得出交变电压变化周期，利用周期与角速度的关系式得出角速度。从电动势波形图得出交变电压的最大值，利用正弦交变电压的最大值表达式得出磁场的磁感应强度。利用法拉第电磁感应定律E＝，计算一段时间内的电动势平均值。　　　　　　 [针对训练1] (多选)如图2所示，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，整个线圈的电阻为r，在磁感应强度为B的磁场中，线圈绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电阻为R，当线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是(　　) 图2 A.磁通量的变化量为ΔΦ＝NBS B.平均感应电动势为＝ C.电阻R所产生的焦耳热为Q＝ D.通过电阻R的电荷量为q＝ 解析　线圈在图示位置时磁通量Φ＝0，转过90°后磁通量Φ′＝BS，该过程中磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ′－Φ＝BS，与线圈匝数无关，选项A错误；该过程中所用时间Δt＝，选项D正确。 Δt＝，所以通过电阻R的电荷量q＝＝＝，选项C错误；电路中的感应电流的平均值，所以电阻R所产生的焦耳热Q＝I2RΔt＝＝，选项B正确；电路中的感应电流有效值I＝＝＝，所以平均感应电动势＝ 答案　BD 二、电容器、电感器的应用 1.电容器的应用 (1)隔直电容器 图3 图3(a)中的C1串联在电路中，它的作用是“通交流、隔直流”，为了使交流成分都能顺利地通过，容抗必须较小，应选用电容较大的电容器。[来源:学_科_网] (2)高频旁路电容器 图(b)中的C2并联在电路中，如果输入端输入的电流中包含有高频和低频两种交流成分，该电容器的作用是“通高频、阻低频”，即对高频电流起旁路作用，而让需要的低频信号输入到下一级，一般取电容较小的电容器；如果输入的电流是直流和交流两种成分，该电容器的作用是滤去交流成分，把直流成分输入到下一级，这时要选用电容较大的电容器。 另外，选用电容器还须注意它的耐压值，以防被击穿。 2.电感器的应用 (1)低频扼流圈：可起到“通直流、阻交流”的作用。[来源:学科网] (2)高频扼流圈：可起到“通直流、通低频、阻高频”的作用。 3.电感和电容的组合应用 根据电感、电容对交变电流阻碍作用的特点，可以将两者组合到一起来完成一定的任务。 (1)如果将电容与负载并联，然后与电感串联，就能更好的起到滤掉电流中交流成分或高频成分的作用，如图4所示。 (2)如果将电感与负载并联，然后与电容串联，就能更好的起到滤掉电流中直流成分和低频成分的作用，如图5所示。 [来源:学科网ZXXK] 图4　　　　　　　图5 [例2] 两个相同的白炽灯L1和L2，接到如图6所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当a、b间接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同。更换一个新的正弦交流