人教高中物理同步讲义选择性必修二3.2 交变电流的描述（解析版） .pdf

3.2交变电流的描述

模块一知识掌握

知识点一周期和频率

【情境导入】

如图为我国照明电路的u—t图像.

(1)算其周期和频率，每秒电流改变多少次方向？

(2)交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度刃或转速〃有什么关系？试写出其关系式.

答案(1)我国照明电路的周期为0.02s,频率为50Hz,每秒电流方向改变100次.

(2)交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度刃或转速〃有关，刃伽)越大，周期越短，频率越高，

其关系为T=瓦,69=功=2#、=2兀〃.

coT

【知识梳理】

1.周期(7)：

交变电流弃成一次周期性变化所需的时间.

2.频率(/)：

交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作频率，数值等于交变电流在单位时间内完成圄

期性变化的次数.

3.周期和频率的关系：7=］或户

fT

4.角速度与周期、频率的关系：3少=国.

T

［例题1］(2021秋•丹东期末)某交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时，磁通量中随时间t变

化的规律如图所示，则下列说法正确的是()

B.t=0时，线圈平面与中性面重合

C.t=0.01s时，磁通量变化率的绝对值为40nWb/s

D.t=0.015s时，线圈中的感应电流最大

【解答】解：A、交变电流的周期为0.02s,频率为50Hz,每个周期电流方向变化两次，Is内线

圈中电流方向改变100次，A错误；

B、t=0时，磁通量等于零，线圈平面与磁感线平行，与中性面垂直，B错误；

C、由图可知，t=0.01s时，穿过线圈的磁通量为零，则磁通量变化率的绝对值最大，此时电路中

的瞬时电流达到最大值，根据交流电最大值的表达式，贝U：m=nBSs

A(P

根据法拉第电磁感应定律：m=n—

At

其中：00=①m=BS

A(P

解得-厂=40irWb/s,故C正确；

At

D、由图可知t=0.015s时，磁通量最大，线圈与磁感线垂直，线圈中的感应电流等于零，故D错

误。

故选：Co

知识点二峰值和有效值

【情境导入】

1如.图是通过一个R=1Q的电阻的电流，•随时间，变化的图像.

勺

4-

2

-O

0-

0/A

_-一

一4-

(1)试算0〜1s内电阻R中产生的热量.

(2)如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻穴，也能在Is内产生同样的热量，这个电

流是多大？

答案(1+/227?/2=42X1X0.5J+22X1X0.5J=10J.

(2)根据交变电流有效值的定义可得：PRt=Q,解得/=0A.

2.某交流电压的瞬时值表达式以=6A/2sin(100mV,把标有“6V2W”的小灯泡接在此电源上会