专题六 正弦交流电和单相交流电路（教案）-四川省职教高考《汽车电工电子基础》（高教版）专题复习讲练测

专题六. 正弦交流电和单相交流电路（教案）-《汽车电工电子基础》高教版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 能够解释交流电的基本概念，包括周期性、方向变化等，并对比直流电的特点。 2. 能够描述正弦交流电的三要素，理解各要素对波形的影响，并能从波形中识别三要素的值。 3. 掌握相位差的计算方法，理解相位差在交流电路中的意义，能够分析相位差对电路特性的影响。 4. 理解有效值的定义，掌握有效值的计算方法，并了解有效值在交流电路分析中的应用。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 重点一 1. 交流电概述 交流电是指方向变化的电动势(或电压、电流),由于大多交流电都是周期性变化的,所以又将交流电定义成:大小和方向都随时间变化,并且在一个周期内的平均值为零的电动势(或电压、电流)或说交流电是交变电动势、交变电压和交变电流的总称。交流电按变化规律可分为正弦交流电和非正弦交流电,如图3-1所示。本章如不特别说明,所讲的交流电都是指正弦交 流电。交流电的物理量用小写字母表示,如“"等。交流电动势的图形符号与直流电动势的不同。如图3-2所示,图中标出的电动势e,电流i和电压"的方向为参考方向,它们的实际方向是不断反复变化的,与参考方向相同的半个周期为正值,与参考方向相反的半个周期为负值。交流电动势e又常写为“sa 2. 正弦交流电的三要素 正弦交流电(简称为交流电),是指随时间按正弦规律变化的交电,统称为正弦量。通常将某一瞬间交流电的值叫做交流电的瞬时值,可用解析式或波形图来表示。 以电流:为例,正弦量的一般解析式(即瞬时值表达式)为 i(t)=fsin(wt+o)(3-1)波形如图3-3(设 p>0)所示。当然,正弦量的解析式和波形图都是对应于已经选定的参考方向而言的。 3. 位关系与功率因数在交流电路中，电压与电流之间的相位关系反映了电路中电阻、电感和电容的相对大小。功率因数cosφ表示有功功率与视在功率之比，它反映了电路中有功功率占总功率的比例。提高功率因数有助于减少线路损耗，提高电能利用效率。 4. 阻抗的概念与计算：在交流电路中，阻抗Z表示电路对交流电的阻碍作用，它是电阻R、感抗XL和容抗XC的复数表示。 重点二 有效值 交流电的最大值、瞬时值显然都是表征交流电大小的物理量,但最大值是其一个特殊值,瞬 时值是随时间不断变化的,它们都不能正确反映交流电在电路中的实际工作效果。为此,引人个既能衡量交流电大小,又正确反映交流电作功能力的物理量,称为有效值。 交流电的有效值是根据其热效应来确定的。在电路参数数值相等的两个电阻中,分别通以交流电和直流电(图3-6),如果在交流电的一个周期的时间里,两种情况产生的热量相等,则把吉流电流的数值称为该交流电流的有效值,用大写字母1表示。同理,可以把在数值相等的电阻上产生热效应相等的直流电压,吉流电动势分别称为交流电压、交流电动势的有效值,分别用大写字母U、E表示。 重点三 结论:在纯电容电路中,电压、电流的最大值或有效值之间的关系符合欧姆定律形式,且电压滞后电流90”。其波形图和相量图如图3-14所示。 [真题练讲] 1.(2021湖南省统一考试) 单相交流电路中，如果电压有效值不变而频率增加，那么电路中电感元件的（ ）。 A. 感抗不变 B. 感抗减小 C. 感抗增大 D. 无法确定 答案：C 解析：电感元件的感抗与交流电的频率成正比，因此当频率增加时，感抗也会增大。 2. (2022年四川省统一考试)在纯电阻电路中，电压与电流的相位关系是（ ）。 A. 电压超前电流90度 B. 电压滞后电流90度 C. 电压与电流同相位 D. 电压与电流反相位 答案：C 解析：在纯电阻电路中，电阻对交流电没有相位移动作用，因此电压与电流同相位。 3. (2019年四川省统一考试) 正弦交流电的有效值是用来表示其（ ）。 A. 瞬时功率 B. 平均功率 C. 峰值功率 D. 发热功率 答案：D 解析：正弦交流电的有效值是根据电流或电压在一个周期内所产生的热量与等效直流电产生的热量相等来定义的，因此它用来表示正弦交流电的发热功率。 4. (2022年四川省统一考试) 下列哪个物理量不是正弦交流电的基本要素？ A. 最大值 B. 频率 C. 初相位 D. 平均值 答案：D 解析：正弦交流电的基本要素包括最大值（振幅）、频率和初相位，它们决定了正弦交流电的基本特性。平均值并不是正弦交流电的基本要素，因为它在一个周期内会正负抵消，通常不用来描述正弦交流电。 5. (2020年山东省统一考试) 在交流电路中，串联的电阻、电感、电容对电流的阻碍作用用哪个物理量表示？ A. 电压 B. 电流 C. 阻抗 D. 功率 答案：C 解析：在交流电路中，串联的电阻、电感、电容对电流的阻碍作用用阻抗来表示，阻抗是复