《创新设计》2015-2016学年高二物理鲁科版选修3-2学案：第3章 交变电流 章末整合提升 WORD版含解析.docx

1、 一、交变电流的四值及应用交变电流的“四值”指的是峰值、有效值、平均值、瞬时值1峰值：EmnBS.在考虑电容器的耐压值时应根据交流电的最大值2有效值：正弦式交流电的有效值E、I；非正弦式交流电的有效值应根据有效值的定义计算求电功、电功率，确定保险丝的熔断电流，交流电表的测量值，交流用电设备上所标的额定电压、额定电流以及不做特殊说明时的交流电的电压、电流均指有效值3瞬时值： 从中性面开始计时，有eEmsin t.4平均值：n，.求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，qtn.例1将交变电压u220sin (100t) V接到“220 V，100 W”的灯泡两端，若灯泡灯丝电阻保持不变，求

2、：(1)通过灯泡电流的最大值；(2)灯泡的实际功率；(3)每秒钟电流方向改变的次数；(4)通过灯泡电流i的瞬时值表达式答案(1)0.64 A(2)100 W(3)100次(4)i0.64 sin (100t) A解析(1)交变电压的有效值U V220 V，灯泡的额定电压为UL220 V，因此恰好正常发光由“220 V,100 W”知该灯泡的电阻为RL484 .通过灯泡电流的最大值为Im A0.64 A.(2)灯泡的实际功率与额定功率相同，P100 W.(3)周期T0.02 s,1秒钟电流方向改变的次数n22100(次)(4)通过灯泡电流的瞬时值表达式为iImsin t0.64 sin (100

3、t) A.针对训练1如图1所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R，在线圈由图示位置转过90的过程中(不计转动中的一切摩擦)，求：图1(1)通过电阻R的电荷量q；(2)电阻R上产生的焦耳热Q；(3)驱动线圈转动的外力所做的功W.答案(1)(2)(3)解析(1)在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量BS，时间t，平均电动势为nnBS，平均电流为，通过R的电荷量qt.(2)在该过程中电阻R上产生的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的，QI2RT2R.(3)由于线圈在磁场中匀速转动，所以外力做的功全部转化为电路的内能，WI2(R

4、r)t.针对训练2如图2所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 ，外接电阻R9 ，匀强磁场的磁感应强度为B T，当线圈以300 r/min的转速匀速转动时，求：图2(1)电路中交流电压表和交流电流表的示数；(2)线圈从图示位置转过90的过程中通过电阻R的电荷量答案(1) V A(2) C解析(1)EmNBS1000.052 V50 VE25 V.电流表示数I A，电压表示数UIR9 V V.(2)从图示位置转过90的过程中，N，又因为，qt，联立得q C.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

5、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(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(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

6、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电源后，灯L1的亮度低于灯L2的亮度，新电源两极的电压最大值和频率可能是()图6A最大值仍为Um而频率大于fB最大值仍

7、为Um而频率小于fC最大值大于Um而频率仍为fD最大值小于Um而频率仍为f答案B解析更换新电源后，灯L1的亮度低于灯L2的亮度，说明电容器的容抗增大，电感的感抗减小由频率对容抗、感抗的影响可知新电源频率减小，所以B正确针对训练3如图7所示，AO输入的信号既有直流成分也有交流成分图7(1)现要求信号到达BO端没有直流成分，需要在AB端接入一个什么元件？该元件的作用是什么？(2)若要求信号到达BO端只有直流电压，而没有交流电压，则应在AB端接入一个什么元件？该元件的作用是什么？答案(1)电容器隔直流、通交流(2)电感线圈阻交流、通直流解析(1)因为BO端不需要直流，只需要交流，故根据电容有“通交流、隔直流”的作用，应在AB端接入一个电容器C.(2)因为BO端不需要交流，只需要直流，故根据电感有“通直流、阻交流”的作用，应在AB端接入一个电感线圈L.