2 交变电流的描述 [教材链接] (1)一次周期性变化 两 (2)周期性变化的次数 (3)T= [科学推理] 交变电流的周期越短,则频率越高,发电机转子转动的角速度和转速越大,其关系为ω==2πf=2πn. 例1 BC [解析] 由图像可知,该交变电压的周期为0.02 s,故A错误,B正确;频率f==50 Hz,故C正确;由图像可知,电压的最大值为311 V,角速度ω==100π rad/s,所以该正弦式交变电压的瞬时值表达式为u=Umsin ωt=311sin 100πt(V),故D错误. [科学推理] (1)图示电流在前0.5 s内和后0.5 s内均为恒定电流,根据焦耳定律得Q=Rt1+Rt2=42×5×0.5 J+22×5×0.5 J=50 J. (2)根据焦耳定律得Q=I2Rt,解得I== A= A. 例2 D [解析] 设线框转动周期为T,而线框转动一周只有的时间内有感应电流,此时感应电流的大小为I===,根据有效值的定义有I2RT=R·,所以感应电流的有效值为I=,故选项D正确. 变式1 C [解析] 根据交流电有效值的定义,设其电压正向最大值为Um,负向最大值为U1,有效值为U,让此交流电通过一个电阻R,则有·+·T=·T,解得U= V. [物理观念] (1)要考虑交变电流的最大值,只要交变电流对应的电压最大值达到击穿电压,电容器必然会被击穿. (2)保险丝的熔断电流指交变电流的有效值,保险丝熔断是保险丝由于电流的热效应而温度升高,最后熔化. 例3 BD [解析] 根据图甲可知,在金属框转动产生交流电时,通过电阻R两端的电流方向会周期性变化,图乙仅仅是显示了R两端电压大小,选项A错误;根据图乙可知,交流电产生的电动势最大值为Um,选项B正确;根据q=It=t=可知,旋转半周,磁通量的改变量为ΔΦ=2BL2,因此旋转一周,通过金属框的电荷量为q=,选项C错误;本题图乙等价为余弦式交流电,根据焦耳定律Q=I2RT,I=,U=,Um=BSω,ω=,Q=T=·Um·T=·BSω·=,选项D正确. 素养提升 示例 AC [解析] 当将交流电源的频率变为100 Hz时,交流电源的频率变大,根据电容器、电感器和电阻对电流作用的特点可知,电容器的容抗减小,对电流的阻碍作用减弱,L1中的电流增大,L1变亮,A正确;电感器的感抗增大,对电流的阻碍作用增强,L2中的电流减小,L2变暗,B错误;电阻的阻值不变,通过L3的电流也不变,L3的亮度和原来一样,C正确,D错误. 随堂巩固 1.A [解析] 由图像可知T=0.2 s,Im=10 A,故频率f==5 Hz,有效值I==5 A=7.07 A,选项A正确,选项B、C、D错误. 2.D [解析] 由产生的电动势可知,该交变电流的频率为5 Hz,选项A错误;该电动势的有效值为E=10 V,选项B错误;电路中交流电流表的示数为电流的有效值,为I==1.0 A,选项D正确;外接电阻R所消耗的电功率为P=I2R=9 W,选项C错误. 3.BD [解析] 根据电流的热效应,一个周期内产生的热量为Q=T=·+·,解得U=75 V,故A错误;电流表读数I==0.75 A,故B正确;电阻R消耗的电功率为P=I2R=56.25 W,故C错误;电阻R在100 s内产生的热量为Q热=Pt=5625 J,故D正确. 4.D [解析] 交流发电机产生的电动势的最大值为Em=nBSω,从线圈与磁场平行位置开始计时,瞬时电动势的表达式为e=nBSωcos ωt,故A错误;交流电压表测量的是电阻R两端的电压,电动势的有效值为E==,电流为I==,交流电压表的示数为U=IR== ,故B错误;线圈从与磁场平行位置转过90°角的过程中,线圈转动,=n,平均电流=,电荷量q=·Δt=n=,故C错误;线圈转一周的过程中,回路产生的焦耳热为Q=I2(R+r)T=(R+r)×=,故D正确.2 交变电流的描述 学习任务一 交变电流的周期和频率 [教材链接] 阅读教材,回答下列问题: (1)周期T:交变电流完成 所需的时间叫作它的周期,单位是秒.周期越大,交变电流变化得越慢,在一个周期内,电流的方向变化 次. (2)频率f:交变电流在单位时间内完成 叫作它的频率,单位是赫兹,简称赫,符号为Hz.频率越大,交变电流变化得越快. (3)周期T与频 ... ...
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