鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3章 交变电流与远距离输电第1节 交变电流的特点备课课件ppt

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3.1　交变电流的特点1.  (多选)下列关于交变电流和直流电流的说法中，正确的是(　　)A．如果电流的大小做周期性变化，则一定是交变电流B．直流电流的大小可以变化，但方向一定不变C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D．交流电的最大特征就是电流的方向发生周期性变化【解析】选B、D。如果只有电流大小做周期性变化而电流方向不变，则为直流电，A错误；直流电的大小可以变化，但方向一定不变，B正确；只要电流的方向发生变化，则就是交流电，不一定是按正弦或余弦规律变化的，C错误；交流电的最大特征就是电流的方向发生周期性变化，D正确。如图所示的电流，属于交变电流的是(　　)【解析】选C。电流大小和方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流，而A、B、D所示的电流虽然大小都变，但方向不发生变化，所以A、B、D所示的电流仍然是直流，但不是恒定电流，恒定电流的大小和方向都是恒定的。故C正确，A、B、D错误。如图所示，线圈按下列方式在匀强磁场中匀速转动，能产生正弦交变电流的是（　　）A． B． C． D．【解析】A、B、D图中线圈转动时，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，选项A、B、D错误；C．图中线圈转动时，穿过线圈的磁通量不断变化，会产生正弦交流电，选项C正确；；故选C。(多选)关于交变电流的有效值，下列说法正确的是(　　)A．有效值就是一个周期内的平均值B．交流的有效值是根据电流的热效应来定义的C．在交流电路中计算用电器的热量、功率时，交变电流或电压要用有效值D．电器设备上所标的电压、电流值是最大值【解析】选B、C。交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的，故A错误，B正确；在交流电路中计算用电器的热量、功率时交变电流或电压要用有效值，故C正确；电器设备上所标的电压、电流值是有效值，只有在电容器上所标的是最大值，故D错误。下列提到的电压或电流，不是指有效值的是(　　)A．交流电压表的读数   B．保险丝熔断电流C．电容器击穿电压     D．220 V交流电压【解析】选C。电容器击穿电压指电容器两端允许加的电压的最大值。则C正确，A、B、D错误。如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值Um相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足(　　)A．U＝UmB．U＝UmC．U>UmD．U<Um【解析】选D。已知正弦交流电的电压有效值U＝Um，根据有效值定义：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，则该直流电的大小就是交流电的有效值。显然图中实线上各个时刻的电压均小于虚线正弦交流电的电压，所以产生的热量应该小于正弦交流电的热量，所以有效值应该小于Um，选项A、B、C错误，选项D正确。关于交流电的有效值和最大值，下列说法正确的是(　　)A．任何形式的交流电压的有效值都是U＝的关系B．只有正弦式交流电才具有U＝的关系C．照明电压220 V和动力电压380 V指的都是最大值D．交流电压表和电流表测量的是交流电的最大值【解析】选B。只有正弦式交流电才有U＝的关系，其他交流电不适用，A错误，B正确；家用照明电压、动力电压均指有效值，交流电表测量的也是有效值，C、D错误。一个电炉上标有“220 V，1.5 kW”，那么为了使它正常工作，所使用的正弦式交变电流应是(　　)A．电压最大值为220 V，电流最大值约为9.6 AB．电压最大值约为311 V，电流最大值约为6.8 AC．电压有效值为220 V，电流有效值约为6.8 AD．电压有效值约为311 V，电流有效值约为9.6 A【解析】选C。电炉上标的“220 V”是指有效值，由正弦式交变电流有效值与最大值的关系式得电压的最大值约为311 V，电流的有效值约为6.8 A，最大值约为9.6 A，则选项C正确，A、B、D错误。夏天空调正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行。一台空调在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如图所示，此空调运转1 h用电(　　)A.1.0度　　B．1.5度　　C．2.0度　　D．2.5度【解析】选B。由图像知，电功率随时间的变化周期为15 min，前5 min为0.5 kW，后10 min为2 kW。设电功率的有效值为P，周期为T，据有效值定义有P1＋P2 ＝PT，将P1＝0.5 kW，P2＝2 kW代入得：P＝1.5 kW。此空调1 h用电W＝Pt＝1.5(度)。则B正确，A、C、D错误。通过一阻值R＝100 Ω的电阻的交变电流的i­t图像如图所示，其周期为1 s。电阻两端电压的有效值为(　　)A．12 V　　　　 B．4 V        C．15 V      D．8 V【解析】选B。由题意结合有效值的定义可得I2RT＝2(R·T＋R·T)，将I1＝0.1 A，I2＝0.2 A代入可得流过电阻的电流的有效值I＝ A，故电阻两端电压的有效值为IR＝4 V，则B正确，A、C、D错误。如图所示，电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕位于线圈平面内垂直于磁场的轴以某一角速度ω匀速转动，t=0时，线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则（　　）A．t=0时，线圈中的感应电动势最大B．1s内电路中的电流方向改变了次C．滑片P向下滑动时，电压表的示数不变D．线圈匀速转动的角速度ω变大时，电流表的示数不变【解析】A．t=0时，线圈位于中性面位置，此时线圈中的感应电动势为零，A错误；B．交流电的频率为1s内电流方向改变2f次，即次，B正确；C．滑片P向下滑动时，外电阻增大，电流减小，电源内阻分压减小，所以电压表示数变大，C错误；D．线圈内产生的电动势的最大值为当线圈匀速转动的角速度ω变大时，电动势变大，电流表的示数变大，D错误。故选B。12．某正弦式交变电流的方向在1 s内改变100次，则其周期T＝____________，频率f＝____________。【解析】由于正弦式交变电流每周期内方向改变两次，所以其频率为50 Hz，由T＝得T＝0.02 s。答案：0.02 s　50 Hz13．如图所示的交变电流，周期为T，试计算其有效值I。【解析】由图可知，该交变电流在每个周期T内都可看作两个阶段的直流电流：前中，I1＝6 A，后中，I2＝3 A。在一个周期中，该交变电流在电阻R上产生的热量为：Q＝R·＋R·＝62R·＋32R·＝18R·T①设该交变电流的有效值为I，则上述热量Q＝I2·R·T②联立①、②两式，可得有效值为I＝3 A。答案：3 A