3.2交变电流的描述习题课 学案 -2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

班级： 姓名： 学号： 班级 姓名 学号 3.2.2交变电流的描述习题课 课前预习 一、交变电流的描述 1．正弦交变电流图象中的信息。 (1)周期(T)和角速度(ω)：线圈转动的角速度ω＝。 (2)峰值(Em、Im)：图象上的最大值．可计算出有效值E＝、I＝。 (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。 (5)判断线圈中磁通量Φ及磁通量变化率的变化情况。 2．交变电流有效值的计算 (1)对于按正(余)弦规律变化的电流，可先根据Em＝nBSω求出其最大值，然后根据E＝求出其有效值。 (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)、产生相同热量。 3．交变电流“四值”（峰值、有效值、瞬时值、平均值）的应用比较 (1)在研究电容器的耐压值时，只能用峰值。 (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，交流电表显示的也是有效值。 (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。 二、电感器对交变电流的阻碍作用 1．感抗：电感线圈对交变电流的阻碍作用的大小。 2．影响感抗的因素：线圈的自感系数越大，交流的频率越大，感抗越大。 3．扼流圈是利用电感对交变电流的阻碍作用制成的电感线圈。 (1)低频扼流圈，“通直流，阻交流”． (2)高频扼流圈，“通直流，通低频，阻高频．” 三、交变电流能够通过电容器 电容器接到交流电源两端时，交替地进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器。 4、 电容器对交变电流的阻碍作用——“通交流、隔直流，通高频、阻低频” 1．容抗：电容器对交变电流的阻碍作用的大小。 2．影响容抗的因素：电容器的电容越大，交流的频率越大，容抗越小。 课堂练习 例1．如图所示，边长为l的正方形线圈abcd的匝数为n，线圈电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B，现在线圈以OO′为轴，以角速度ω匀速转动，求： (1)闭合电路中电流瞬时值的表达式。 (2)线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上产生的热量。 (3)线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上通过的电荷量。 ． 例2．(多选)如图所示实验电路中，若直流电压和交变电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下面叙述正确的是(　　) A．当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗 B．当S掷向a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮 C．S掷向c、d，把电感线圈中的铁芯抽出时灯变亮 D．S掷向c、d，电源电压不变，而使频率减小时，灯变暗 例3．(多选)图甲、乙两图是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“～～～”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示．关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是(　　) A．图甲中R得到的是交流成分 B．图甲中R得到的是直流成分 C．图乙中R得到的是低频成分 D．图乙中R得到的是高频成分 课后巩固 1． 面积均为S的两个电阻相同的线圈，分别放在如甲、乙所示的磁场中，甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴匀速转动，乙图中磁场变化规律为 B＝B0cost，从图示位置开始计时，则 (　　) A．两线圈的磁通量变化规律相同 B．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同 C．经相同的时间t(t＞T)，两线圈产生的热量不同 D．从此时刻起，经过时间，通过两线圈横截面的电荷量不同 2．如图所示是某种交变电流的电流强度随时间变化的图线，i>0部分的图线是一个正弦曲线的正半周，i<0部分的图线是另一个正弦曲线的负半周，则这种交变电流的有效值为(　　) A．I0 B．I0 C．I0 D．I0 3.（多选）如图所示，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，以恒定的角速度ω绕ab边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为S，线圈导线的总电阻为R，t＝0时刻线圈平面与纸面重合．则(　　) A．t时刻线圈中电流的瞬时值表达式为i＝cosωt B．线圈中电流的有效值为I＝ C．线圈中电流的有效值为I＝ D．线圈消耗的电功率为P＝ 4．如图所示，在水平向右的匀强磁场中，一线框绕垂直于