第一节 单相正弦交流电《汽车电工电子基础》山东省（春季高考）车辆维修类 知识点讲解

山东省（春季高考）车辆维修类 知识点讲解 第一节 单相正弦交流电 【考情分析】 单相正弦交流电是汽车电工电子课程的基础必考考点，是解析汽车交流发电机供电、车载交流用电设备工作的核心理论，也为后续三相交流电、汽车电控系统交流信号分析奠定基础。考查核心聚焦于单相正弦交流电的基本物理量及相互关系、正弦交流电的表示方法、有效值的实际应用，同时结合汽车交流发电机的输出特性考查交流电在汽车中的实际应用。题型以选择题、判断题、计算题为主，侧重概念理解+公式应用+汽修场景匹配，备考关键在于熟记交流电基本物理量的定义、单位及换算公式，掌握有效值与最大值的计算关系，能结合汽车交流发电机分析单相正弦交流电的实际特性。 学习目标 1 掌握单相正弦交流电的定义及产生原理，理解汽车交流发电机输出单相正弦交流电的工作过程。 2 掌握单相正弦交流电的基本物理量，熟记各物理量的符号、单位及相互换算公式。 3 掌握正弦交流电最大值与有效值的关系，能完成两者间的定量计算，理解有效值在汽车电路中的实际意义。 4 了解单相正弦交流电的解析式、波形图表示方法，能初步判断交流电的相位关系。 5 能运用单相正弦交流电的知识，分析汽车交流发电机的输出特性，理解车载交流用电设备的工作匹配要求。 【例1】汽车交流发电机输出的单相正弦交流电，其频率主要由（ ）决定 A. 发电机的转速 B. 定子绕组的匝数 C. 转子磁场的强度 D. 车载用电设备的电阻 【分析】此题考查汽车中单相交流电频率的决定因素。正弦交流电的频率与发电机转子转速成正比，汽车交流发电机转子由发动机带动旋转，转速越高，交流电的频率越高；定子绕组匝数、转子磁场强度影响电压大小，而非频率。 【例2】已知某汽车交流发电机输出的单相正弦交流电的电压有效值U=14V，则其电压最大值Um为（ ） A. 14V B. 19.796V C. 28V D. 9.9V 【分析】此题考查正弦交流电最大值与有效值的换算。正弦交流电的最大值是有效值的倍，公式为Um=U，代入数值得Um=14×1.414=19.796V，汽车电路中所标交流电压均为有效值。 【例3】某单相正弦交流电的周期T=0.02s，则其频率f和角频率ω分别为（ ） A. 50Hz，314rad/s B. 50Hz，628rad/s B. 100Hz，314rad/s D. 100Hz，628rad/s 【分析】此题考查交流电周期、频率、角频率的换算。频率公式f=1/T​，代入得f=/0.02=50Hz；角频率与频率的关系为ω=2πf，代入得ω=2×3.14×50=314rad/s，这是汽车常用交流电的基本参数。 【例4】下列关于正弦交流电有效值的说法，正确的是（ ） A. 有效值是交流电在某一时刻的瞬时值 B. 有效值是最大值的2倍 C. 有效值是根据电流的热效应规定的 D. 汽车交流发电机的输出最大值为14V 【分析】此题考查有效值的定义。交流电的有效值是根据电流的热效应规定的，让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，相同时间内产生相同热量，该直流电的数值即为交流电的有效值；A 瞬时值是某一时刻的数值，B 最大值是有效值的倍，D 汽车交流发电机输出有效值为 14V，最大值约 19.8V。 【例5】某汽车车载单相交流用电设备，额定电压为 220V（有效值），则该设备能承受的最大输入电压不得低于（ ） A. 220V B. 155.6V C. 311.1V D. 440V 【分析】此题考查有效值在汽车实际用电中的应用。设备额定电压为交流有效值，实际工作中交流电的最大值为Um=U，代入得Um=220×1.414≈311.1V，因此设备能承受的最大电压不得低于该数值，否则会被击穿损坏。 【答案】 ABACC 【高考题实战】 1.（2020年高考）对于交流电u＝380sin（314t-120°）V，下列说法正确的是 （ ）。 A.交流电的最大值为380V B.交流电的有效值为110V C.初始相位为120° D.交流电的频率为60Hz 【答案】A 【模拟演练】 1.正弦量的三要素是( ) A.频率、最大值、初相位 B.频率、平均值、相位 C.周期、有效值、平均值 D.周期、频率、时间常数 2.关于正弦交流电i=20sin(314t-90°）A说法错误的是（ ） A.初相位为-90° B.频率为工频 C.周期为0.02s D.有效值为28.28V 3.已知i1=10sin(314t+）A ，i2=20sin(100t+）A则两电流具有相同的（ ） A.有效值 B.角频率 C.初相位 D.周期 4.已知i=10sin(100t- ）A，该电流的角频率为（ ） A. 50 Hz B. 314 Hz C. 100π rad/s D. 50 rad/s 5.两个正弦交流电的解析式分别为i1=10ssin(100t+30°）A ，i2=10sin(50t+30°）则这两个电流的相位关系为（ ） A.反相 B.同相 C.正交 D.无法确定 6.汽车交流发电机输出的单相正弦交流电，其电压有效值通常为（ ）A. 12V B. 14V C. 24V D. 220V 7.已知某正弦交流电的电流最大值Im=10A，则其电流有效值I为（ ） A. 7.07A B. 14.14A C. 5A D. 20A 8.正弦交流电的角频率ω与周期T的关系为（ ） A. ω=T2π​ B. ω=2πT C. ω=2πT​ D. ω=T1​ 9.下列物理量中，用来描述正弦交流电变化快慢的是（ ） A. 最大值 B. 有效值 C. 频率 D. 初相位 10.某单相正弦交流电的频率f=60Hz，则其周期T为（ ） A. 0.0167s B. 0.02s C. 0.05s D. 0.1s 11.关于汽车交流发电机输出的交流电，下列说法正确的是（ ） A. 频率固定不变 B. 转速越高，频率越高 C. 电压最大值固定为 14V D. 有效值随转速降低而升高 12.正弦交流电的瞬时值表达式为u=2202​sin(314t+30°)V，则其电压有效值为（ ） A. 220V B. 2202​V C. 311V D. 30V 13.相同阻值的电阻，分别通以直流电I=5A和交流电Im=7.07A，相同时间内产生的热量（ ） A. 直流电更多 B. 交流电更多 C. 两者相等 D. 无法比较 14.单相正弦交流电的相位差是指（ ） A. 同一交流电不同时刻的相位差 B. 两个同频率交流电的初相位之差C. 最大值与有效值的相位差 D. 频率与角频率的相位差 15.如图所示为某一交流电的波形图，试问： （1）该交流电的频率、初相位是多少？并写出解析式。 (2)当t=3s时电压值为多少？ 【答案】1-5 ADCCD 6-10 BAACA 11-14 BACB 15.（1）5Hz，-30°，u＝5sin（10πt-30°）V； （2）-2.5V。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $