章末核心素养提升 一、交变电流图像的应用 正弦式交变电流的图像是一条正弦曲线，从图像中可以得到以下信息： (1)周期(T)、频率(f)和角速度(ω)：线圈转动的频率f＝，角速度ω＝＝2πf。 (2)峰值(Em、Im)：图像上的最大值。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)可确定线圈平面位于中性面的时刻，也可确定线圈平面平行于磁感线的时刻。 (5)可判断线圈中磁通量Φ及磁通量变化率的变化情况。 例1 (多选)如图表示一交变电流随时间变化的图像，由图可知( ) A.用理想交流电流表测该电流，其示数为10 A B.该交变电流的频率为100 Hz C.在t＝0.25×10－2 s和t＝0.75×10－2 s时，线圈位于中性面处 D.在t＝(T为该交变电流的周期)时刻，该电流大小与其有效值相等 听课笔记 _____ _____ _____ _____ 二、交变电流的“四值” 交变电流“四值”的比较及应用 名称 物理含义 重要关系 应用情况 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 分析交变电流在某一时刻的情况，如计算某一时刻线圈受到的安培力 最大值 最大的瞬时值 Em＝nBSω Im＝ 电容器的击穿电压 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流值 E＝ U＝ I＝ (1)计算与电流热效应相关的量(如电功率、电热、热功率) (2)交流电表的测量值 (3)电气设备标注的额定电压、额定电流 (4)保险丝的熔断电流 平均值 交变电流图像中图线与时间轴所围面积与时间的比值 E＝n I＝ 计算通过电路横截面的电量q＝IΔt＝n 例2 如图甲所示，位于竖直平面内的矩形金属线圈，匝数n＝100匝，总电阻r＝2.0 Ω，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环(集流环)焊接在一起，并通过电刷和R＝6.0 Ω的定值电阻相连接，线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场。在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴匀速转动。从某位置开始，线圈中的磁通量随时间的变化如图乙所示。不计一切摩擦，求： (1)线圈产生的感应电动势瞬时值e的表达式； (2)理想交流电压表的示数U； (3)0～0.5 s内通过电阻R的电量q； (4)在线圈转动一周的过程中，外力做的总功。 _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ 交变电流的“四值”的使用情况 (1)求电量时只能用平均值。 (2)交流电表显示的是有效值。 (3)计算热量、热功率、保险丝的熔断电流时一定用有效值。 (4)判断电容器是否能被击穿看最大值。 (5)计算氖管的发光时间和计算线圈在某时刻的受力情况只能用交变电流的瞬时值。 三、理想变压器远距离输电 例3 (2023·6月浙江选考，7)我国1 100 kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是( ) A.送电端先升压再整流 B.用户端先降压再变交流 C.1 100 kV是指交流电的最大值 D.输电功率由送电端电压决定 听课笔记 _____ _____ _____ _____ 例4 (2024·1月浙江选考)如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出u＝5sin 100πt(V)的交流电，经原、副线圈匝数分别为n1和n2的变压器升压至峰值大于10 kV，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是( ) A.< B.< C.用电压表测原线圈两端电压，示数为5 V D.副线圈输出交流电压的频率是100 Hz 听课笔记 _____ _____ _____ _____ 解决理想变压器问题的分析思路 章末核心素养提升 知识网络构建 方向 垂直 大 0 nBSω Emsin ωt nBSω Imsin ωt Umsin ωt n 互感 核心素养提升 例1 BD [由题图可知，电流的最大值为10 A，周期为0.01 s，则频率为100 Hz，电流有效值为 A＝10 A，因为电流表测的是有效值，故电流表的示数为10 A，A错误，B正确；在t＝0.25×10－2 s和t＝0.75×10－2 s时电流最大，此时 ... ...
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